硅是信息产业、太阳能电池光电转化的基础材料.锌还原四氯化硅是一种有着良好应用前景的制备硅的方法,该制备过程示意图如下:
(1)焦炭在过程Ⅰ中做
剂.
(2)过程Ⅱ中Cl
2用电解饱和食盐水制备,制备Cl
2的化学方程式为
.
(3)整过生产过程必须严格控制无水.
①SiCl
4遇水剧烈水解生成SiO
2和一种酸,反应方程式为
.
②干燥Cl
2时从有利于充分干燥和操作安全的角度考虑,需将约90℃的潮湿氯气先冷却至12℃,然后再通入浓H
2SO
4中.
(4)Zn还原SiCl
4的反应如下:
反应①:400℃~756℃,SiCl
4(g)+2Zn
(l)═Si
(S)+2ZnCl
2(l)△H
1<0
反应②:756℃~907℃,SiCl
4(g)+2Zn
(l)═Si
(S)+2ZnCl
2(g)△H
2<0
反应③:907℃~1410℃,SiCl
4(g)+2Zn
(g)═Si
(S)+2ZnCl
2(g)△H
3<0
i.反应②的平衡常数表达式为
.
ii.对于上述三个反应,下列说明合理的是
.
a.升高温度会提高SiCl
4的转化率
b.还原过程需在无氧的气氛中进行
c.增大压强能提高反应速率
d.Na、Mg可以代替Zn还原SiCl
4(5)用硅制作太阳能电池时,为减弱光在硅表面的反射,可用化学腐蚀法在其表面形成粗糙的多孔硅层.腐蚀剂常用稀HNO
3和HF的混合液.硅表面首先形成SiO
2,最后转化成H
2SiF
6.用化学方程式表示SiO
2转化为H
2SiF
6的过程
.