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:
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发生的主要反应 |
电弧炉 |
SiO2+2C Si+2CO↑ |
流化床反器 |
Si+3HCl SiHCl3+H2 |
还原炉 |
SiHCl3+H2 Si+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,SiHCl
3大约占85%,还有SiCl
4、SiH
2Cl
2、SiH
3Cl等,有关物质的沸点数据如下表,提纯SiHCl
3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 |
③SiHCl
3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
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