Question

（10分）硅在地壳中的含量较高，硅及其化合物的开发由来已久，在现代生活中有广泛应用．回答下列问题：

（1）陶瓷、水泥和玻璃是常用的传统的无机非金属材料，其中生产普通玻璃的主要原料有 ．

（2）高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的基础材料．工业上提纯硅有多种路线，其中一种工艺流程示意图及主要反应如图：

①工业上用石英砂和焦炭在电弧炉中高温加热到1600℃﹣1800℃除生成粗硅外，也可以生产碳化硅，则在电弧炉内可能发生的反应的化学方程式为 ．

②在流化床反应的产物中，SiHCl3大约占85%，还有SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl等，粗硅生成SiHCl3的化学反应方程式 ．

（3）有关物质的沸点数据如下表，提纯SiHCl3的主要工艺操作依次是沉降、冷凝和 ；SiHCl3极易水解，其完全水解的产物为 ．

物质	Si	SiCl4	SiHCl3	SiH2Cl2	SiH3Cl	HCl	SiH4
沸点/℃	2355	57.6	31.8	8.2	﹣30.4	﹣84.9	﹣111.9

（4）还原炉中发生的化学反应为： ．

（5）氯碱工业可为上述工艺生产提供部分原料，这些原料是 ．

 

Answer 1

（10分）

（1）纯碱、石英、石灰石．（1分）

（2）①SiO2+2CSi+2CO↑，SiO2+3CSiC+2CO↑．（2分）

②Si+3HClSiHCl3+H2．（2分）

（3）精馏（或蒸馏）；H4SiO4（或H2SiO3）、H2、HCl．（各1分）

（4）SiHCl3+H2Si+3HCl．（2分)

（5）H2、HCl．（1分）

【解析】

试题分析：（1）生产普通玻璃的主要原料有纯碱、石英、石灰石；

（2）①二氧化硅与焦炭在高温下发生反应生成粗硅或碳化硅，化学方程式为SiO2+2CSi+2CO↑，SiO2+3CSiC+2CO↑；

②粗硅与氯化氢高温反应生成生成SiHCl3和氢气，化学方程式为Si+3HClSiHCl3+H2

（3）根据混合物中物质的沸点的不同，把沸点为31.8℃的物质蒸馏出来可得到SiHCl3，所以工艺操作依次是沉降、冷凝和蒸馏；SiHCl3极易水解，根据SiHCl3中元素的化合价可知其完全水解的产物为H4SiO4（或H2SiO3）、H2、HCl；

（4）还原炉内，氢气与SiHCl3发生氧化还原反应，生成Si和HCl，化学方程式为SiHCl3+H2Si+3HCl；

（5）上述反应中需要氢气和HCl，而氯碱工业可以得到氢气和氯气，所以可提供氢气和HCl。

考点：考查对工艺流程的分析，化学方程式的书写