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）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下：

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

（1）石英砂、纯碱和石灰石（2分）
（2）①SiO₂ + 2CSi + 2CO↑（2分）、SiO₂ + 3CSiC + 2CO↑（2分）
②Si + 3HClSiHCl₃ + H₂（2分）
（3）蒸馏（1分）   H₄SiO₄（或H₂SiO₃）、H₂、HCl（2分，答不全，少一种扣一分，但有错不给分）
（4）SiHCl₃ + H₂ Si + 3HCl （2分）
（5）H₂、HCl（2分）

试题分析：（1）生产普通玻璃的主要原料有石英砂、纯碱和石灰石
（2）①石英砂的主要成分是SiO₂，与C可能的反应有：SiO₂ + 2CSi + 2CO↑、SiO₂ + 3CSiC + 2CO↑
②粗硅生成SiHCl₃的化学反应方程式为Si + 3HClSiHCl₃ + H₂
（3）硅的氯化物的熔点相差较大且互溶，所以采用蒸馏的方法可提纯SiHCl₃，从元素的种类上分析SiHCl₃完全水解的产物有H₄SiO₄（或H₂SiO₃）、H₂、HCl
（4）还原炉中发生的反应是氢气还原SiHCl₃，化学方程式为SiHCl₃ + H₂ Si + 3HCl
（5）氯碱工业的产品有H₂、Cl₂、NaOH，所以为上述工艺生产提供部分原料是H₂、HCl