Question

硅是带来人类文明的重要元素之一，从传统材料到信息材料的发展过程中创造了一个又一个奇迹。

(1)硅在元素周期表中的位置是________。

(2)工业上生产粗硅的反应有：SiO2＋2CSi(粗)＋2CO↑；SiO2＋3CSiC＋2CO↑。若产品中单质硅与碳化硅的物质的量之比为1∶1，则参加反应的C和SiO2的物质的量之比为________。

(3)工业上可以通过如图所示的流程制取纯硅：

①若反应Ⅰ为Si(粗)＋3HClSiHCl3＋H2，则反应Ⅱ的化学方程式为________________________。

②整个制备过程中必须严格控制无水无氧。SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质，写出该反应的化学方程式：__________________。

③假设每一轮次制备1 mol纯硅，且生产过程中硅元素没有损失，反应Ⅰ中HCl的利用率为90%，反应Ⅱ中H2的利用率为93.75%，则在第二轮次的生产中，补充投入HCl和H2的物质的量之比是________。

Answer 1

答案　(1)第3周期第ⅣA族　(2)5∶2

(3)①SiHCl3＋H2Si(纯)＋3HCl

②SiHCl3＋3H2O===H2SiO3↓＋3HCl＋H2↑

③5∶1

解析　(1)硅在元素周期表中的位置是第3周期第ⅣA族。

(2)根据反应SiO2＋2CSi(粗)＋2CO↑，SiO2＋3CSiC＋2CO↑，生成1 mol Si需C 2 mol、SiO2 1 mol，生成1 mol SiC需C 3 mol、SiO2 1 mol，产品中Si与SiC的物质的量之比为1∶1，则参加反应的C和SiO2的物质的量之比为5∶2。

(3)①反应Ⅱ的化学方程式为SiHCl3＋H2Si(纯)＋3HCl。

②化学方程式为SiHCl3＋3H2O===H2SiO3＋3HCl＋H2↑。