练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中化学 > 题目详情

    工业上用“三氯氢硅还原法”提纯粗硅，工艺流程如图所示：

    (1)工业生产粗硅的主要原理是(用化学方程式表示)：________．

    (2)若在制粗硅的过程中同时生成了碳化硅，且二者的物质的量之比为1∶1，则参加反应的C和SiO2的质量之比为________．

    (3)除上述反应外，还伴随着副反应：Si＋4HClSiCl4＋2H2．已知：SiHCl3、SiCl4在常温下均为液体，且SiCl4的沸点比SiHCl3的高．工业上分离SiHCl3、SiCl4的操作方法为________．

    (4)该生产工艺中可以循环使用的物质是________________．

    答案：
    解析：

    　　答案：(1)SiO2＋2CSi(粗)＋2CO↑

    　　(2)1∶2

    　　(3)蒸馏

    　　(4)氯化氢、氢气

    　　讲析：(1)碳在高温条件下可以从SiO2中还原出硅，该反应是置换反应．

    　　(2)由题意可以写出反应的总方程式：2SiO2＋5CSi(粗)＋SiC＋4CO↑，所以．

    　　(3)SiCl4的沸点比SiHCl3的高，可以用蒸馏的方法对二者进行分离．

    　　(4)该生产过程中要用到HCl和H2，反应中也会产生HCl和H2，所以HCl和H2可以循环使用．

    　　点评：本题以粗硅的提纯为背景，主要考查化学反应原理和化学实验原理．对物质进行循环利用是工业生产中的一个重要课题，在工艺流程中，如果某种物质既是反应物，又是生成物，该物质就是可以循环使用的物质．


    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中化学 来源： 题型：

    工业上用“三氯氢硅还原法”，提纯粗硅的工艺流程如图所示：

    （1）三氯氢硅的制备原理：Si（s）+3HCl（g）?SiHCl3（g）+H2（g）△H=-210kJ/mol
    工业上为了加快SiHCl的生成速率而又不降低硅的转化率，可以采用的方法是
    升高温度或增大氢气与SiHCl3的物质的量之比或增大氢气浓度；
    升高温度或增大氢气与SiHCl3的物质的量之比或增大氢气浓度；
    ．
    （2）除上述反应外，还伴随着副反应：Si（s）+4HCl（g）?SiCl4（g）+2H2（g）△H=-241kJ/mol．已知：SiHCl、SiCl4常温下均为液体．
    ①工业上分离SiHCl、SiCl4的操作方法为
    蒸馏
    蒸馏
    ．
    ②反应SiHCl3（g）+HCl（g）?SiCl4（g）+H2（g）的△H=
    -31
    -31
    kJ/mol．
    （3）该生产工艺中可以循环使用的物质是
    氯化氢、氢气
    氯化氢、氢气
    （填物质名称）．

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

    我国目前制备多晶硅主要采用三氯氢硅氢还原法、硅烷热解法和四氯化硅氢还原法．由于三氯氢硅还原法具有一定优点，被广泛应用．其简化的工艺流程如图所示：

    反应①：Si（粗）+3HCl（g） 
     553----573K 
    .
     
    SiHCl3（l）+H2（g）
    反应②：SiHCl3+H2 
     1373K 
    .
     
     Si（纯）+3HCl
    （1）制备三氯氢硅的反应为：Si（s）+3HCl（g）═SiHCl3（g）+H2（g）；△H=-210kJ?mol-1．伴随的副反应有：Si（s）+4HCl（g）═SiCl4（g）+2H2（g）；△H=-241kJ?mol-1．SiCl4在一定条件下与H2反应可转化为SiHCl3，反应的热化学方程式为：SiCl4（g）+H2（g）═SiHCl3（g）+HCl（g）；△H=
    +31kJ?mol-1
    +31kJ?mol-1
    ．
    （2）假设在每一轮次的投料生产中，硅元素没有损失，反应①HCl中的利用率为75%，反应②中和H2的利用率为80%．则在下一轮次的生产中，需补充投入HCl和H2的体积比是
    4：1
    4：1
    ．
    （3）由于SiH4具有易提纯的特点，因此硅烷热分解法是制备高纯硅很有发展潜力的方法．工业上广泛采用的合成硅烷方法是让硅化镁和固体氯化铵在液氨介质中反应得到硅烷，化学方程式是
    Mg2Si+4NH4Cl═SiH4↑+2MgCl2+4NH3↑
    Mg2Si+4NH4Cl═SiH4↑+2MgCl2+4NH3↑
    ；
    整个制备过程必须严格控制无水，否则反应将不能生成硅烷，而是生成硅酸和氢气等，其化学方程式为
    Mg2Si+4NH4Cl+3H2O═2MgCl2+H2SiO3+4NH3↑+4H2↑
    Mg2Si+4NH4Cl+3H2O═2MgCl2+H2SiO3+4NH3↑+4H2↑
    ；
    整个系统还必须与氧隔绝，其原因是
    由于硅烷在空气中易燃，浓度高时容易发生爆炸
    由于硅烷在空气中易燃，浓度高时容易发生爆炸
    ．
    （4）若将硅棒与铁棒用导线相连浸在氢氧化钠溶液中构成原电池，则负极的电极反应式为：
    Si+6OH--4e-=SiO32-+3H2O
    Si+6OH--4e-=SiO32-+3H2O

    （5）硅能用于合成硅橡胶，右图是硅橡胶中的一种，其主要优点是玻璃化温度低，耐辐射性能好，则该硅橡胶的化学式为
    （C24H18SiO2）n
    （C24H18SiO2）n
    ．

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    我国目前制备多晶硅主要采用三氯氢硅氢还原法、硅烷热解法和四氯化硅氢还原法．由于三氯氢硅还原法具有一定优点，被广泛应用．其简化的工艺流程如图所示：

    反应①：Si（粗）+3HCl（g） 数学公式SiHCl3（l）+H2（g）
    反应②：SiHCl3+H2 数学公式 Si（纯）+3HCl
    （1）制备三氯氢硅的反应为：Si（s）+3HCl（g）═SiHCl3（g）+H2（g）；△H=-210kJ?mol-1．伴随的副反应有：Si（s）+4HCl（g）═SiCl4（g）+2H2（g）；△H=-241kJ?mol-1．SiCl4在一定条件下与H2反应可转化为SiHCl3，反应的热化学方程式为：SiCl4（g）+H2（g）═SiHCl3（g）+HCl（g）；△H=______．
    （2）假设在每一轮次的投料生产中，硅元素没有损失，反应①HCl中的利用率为75%，反应②中和H2的利用率为80%．则在下一轮次的生产中，需补充投入HCl和H2的体积比是______．
    （3）由于SiH4具有易提纯的特点，因此硅烷热分解法是制备高纯硅很有发展潜力的方法．工业上广泛采用的合成硅烷方法是让硅化镁和固体氯化铵在液氨介质中反应得到硅烷，化学方程式是______；
    整个制备过程必须严格控制无水，否则反应将不能生成硅烷，而是生成硅酸和氢气等，其化学方程式为______；
    整个系统还必须与氧隔绝，其原因是______．
    （4）若将硅棒与铁棒用导线相连浸在氢氧化钠溶液中构成原电池，则负极的电极反应式为：______
    （5）硅能用于合成硅橡胶，右图是硅橡胶中的一种，其主要优点是玻璃化温度低，耐辐射性能好，则该硅橡胶的化学式为______．

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    工业上用“三氯氢硅还原法”，提纯粗硅的工艺流程如图所示：

    （1）三氯氢硅的制备原理：Si（s）+3HCl（g）?SiHCl3（g）+H2（g）△H=-210kJ/mol
    工业上为了加快SiHCl的生成速率而又不降低硅的转化率，可以采用的方法是______．
    （2）除上述反应外，还伴随着副反应：Si（s）+4HCl（g）?SiCl4（g）+2H2（g）△H=-241kJ/mol．已知：SiHCl、SiCl4常温下均为液体．
    ①工业上分离SiHCl、SiCl4的操作方法为______．
    ②反应SiHCl3（g）+HCl（g）?SiCl4（g）+H2（g）的△H=______kJ/mol．
    （3）该生产工艺中可以循环使用的物质是______（填物质名称）．

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源：不详 题型：问答题

    工业上用“三氯氢硅还原法”，提纯粗硅的工艺流程如图所示：

    精英家教网

    （1）三氯氢硅的制备原理：Si（s）+3HCl（g）?SiHCl3（g）+H2（g）△H=-210kJ/mol
    工业上为了加快SiHCl的生成速率而又不降低硅的转化率，可以采用的方法是______．
    （2）除上述反应外，还伴随着副反应：Si（s）+4HCl（g）?SiCl4（g）+2H2（g）△H=-241kJ/mol．已知：SiHCl、SiCl4常温下均为液体．
    ①工业上分离SiHCl、SiCl4的操作方法为______．
    ②反应SiHCl3（g）+HCl（g）?SiCl4（g）+H2（g）的△H=______kJ/mol．
    （3）该生产工艺中可以循环使用的物质是______（填物质名称）．

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案