Question

硅在地殼中的含量較高。硅及其化合物的開發(fā)由來已久，在現(xiàn)代生活中有廣泛應(yīng)用�；卮鹣铝袉栴}：

(1)1810年瑞典化學(xué)家貝采利烏斯在加熱石英砂、木炭和鐵時(shí)，得到一種“金屬”。這種“金屬”可能是        。

(2)陶瓷、水泥和玻璃是常用的硅酸鹽材料。其中，生產(chǎn)普通玻璃的主要原料有      。

(3)高純硅是現(xiàn)代信息、半導(dǎo)體和光伏發(fā)電等產(chǎn)業(yè)都需要的基礎(chǔ)材料。工業(yè)上提純硅有多種路線，其中一種工藝流程示意圖及主要反應(yīng)如下：

 

①用石英砂和焦炭在電弧爐中高溫加熱也可以生產(chǎn)碳化硅，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為       ；碳化硅又稱        ，其晶體結(jié)構(gòu)與       相似。

②在流化床反應(yīng)的產(chǎn)物中，SiHCl3大約占85%，還有SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl等，有關(guān)物質(zhì)的沸點(diǎn)數(shù)據(jù)如下表，提純SiHCl3的主要工藝操作依次是沉降、冷凝和      。

物質(zhì)	Si	SiCl4	SiHCl3	SiH2Cl2	SiH3Cl	HCl	SiH4
沸點(diǎn)/℃	2355	57.6	31.8	8.2	-30.4	-84.9	-111.9

 

③SiHCl3極易水解，其完全水解的產(chǎn)物為        。

(4)氯堿工業(yè)可為上述工藝生產(chǎn)提供部分原料，這些原料是        。

 

 

Answer 1

(1)含有硅、碳的鐵合金(或硅鐵)；

(2)石英砂、純堿和石灰石；

(3)①SiO2+3CSiC+2CO↑；金剛砂 ；金剛石(或單晶硅)；

②精餾(或蒸餾)③H4SiO4(或H2SiO3)、H2、HCl

(4)H2、HCl

【解析】 (1)加熱石英砂、木炭、鐵，得到一種金屬，說明了這種金屬是合金。即含硅、炭的鐵的合金；

(2)生成玻璃的原料是石英砂、純堿和石灰石；

(3)在電爐里發(fā)生反應(yīng)，除生成硅外，還可能生成SiC，SiO2+3CSiC+2CO，碳化硅又名金剛砂，它的結(jié)構(gòu)與金剛石相似。得到的硅是粗硅與HCl的反應(yīng)，得到一系列化合物，由于沸點(diǎn)存在著差異，可以采取蒸餾的方法分離得到SiHCl3，SiHCl3易水解，生成硅酸和HCl、H2；上述工藝需要HCl和H2，方程式是SiHCl3+3H2O═H2SiO3+H2↑+3HCl↑，這些都可以通過氯堿工業(yè)上提供。