Question

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）1810年瑞典化学家贝采利乌斯在加热石英砂、木炭和铁时，得到一种“金属”。这种“金属”可能是       。
（2）陶瓷、水泥和玻璃是常用的硅酸盐材料。其中，生产普通玻璃的主要原料有       。
（3）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下：

	发生的主要反应
电弧炉	SiO2+2CSi+2CO↑
流化床反应器	Si+3HClSiHCl3+H2
还原炉	SiHCl3+H2Si+3HCl

 
①用石英砂和焦炭在电弧炉中高温加热也可以生产碳化硅，该反应的化学方程式为       ；碳化硅又称       ，其晶体结构与       相似。
②在流化床反应的产物中，SiHCl₃大约占85%，还有SiCl₄、SiH₂Cl₂、SiH₃Cl等，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       。

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

③SiHCl₃极易水解，其完全水解的产物为       。
（4）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

（1）含有硅、碳的铁合金（或硅铁）  
（2）石英砂、纯碱和石灰石
（3）①SiO₂+3CSiC+2CO↑    金刚砂 金刚石（或单晶硅） 
②精馏（或蒸馏）③H₄SiO₄（或H₂SiO₃）、H₂、HCl     
（4）H₂、HCl

解析（1）加热石英砂、木炭和铁时，得到的为合金。
（2）生产普通玻璃的主要原料为石英砂、纯碱和石灰石。
（3）①石英砂和焦炭在电弧炉中高温中反应生成碳化硅，方程式：SiO₂+3CSiC+2CO↑；碳化硅俗称金刚砂，其晶体结构与金刚石类似。②比较SiHCl₃、SiCl₄、SiH₂Cl₂、SiH₃Cl的沸点，可得常温下SiHCl₃、SiCl₄为液体、SiH₂Cl₂、SiH₃Cl为气体，沉降除去产物中的固体后，冷凝得到SiHCl₃、SiCl₄的混合液体，用蒸馏可分离二者。③SiHCl₃极易水解：SiHCl₃+3H₂O=H₂SiO₃+H₂+3HCl。
（4）氯碱工业产生的H₂、HCl，能作为上述工艺生产的原料。
【考点定位】本题考查无机非金属材料——硅及其化合物。