Question

【题目】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：

	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，SiHCl3大约占85%，还有SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl等，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 ．

物质	Si	SiCl4	SiHCl3	SiH2Cl2	SiH3Cl	HCl	SiH4
沸点/℃	2355	57.6	31.8	8.2	﹣30.4	﹣84.9	﹣111.9

③SiHCl3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 ．

Answer 1

【答案】
（1）含有硅碳的铁合金
（2）纯碱、石英和石灰石
（3）SiO2+3C SiC+2CO↑；金刚砂；金刚石；精馏（或蒸馏）；H4SiO4（或H2SiO3）、H2、HCl
（4）H2、HCl
【解析】解：（1）石英砂的主要成分是二氧化硅，加热石英砂、木炭和铁时，发生置换反应，SiO2+2C Si+2CO↑，所以在加热石英砂、木炭和铁时，得到一种“金属”．这种“金属”可能是含有硅碳的铁合金， 所以答案是：含有硅碳的铁合金；（2）制造普通玻璃的主要原料是：纯碱、石灰石和石英，在玻璃窑中强热时的主要发生反应：SiO2+Na2CO3 Na2SiO3+CO2↑、SiO2+CaCO3 CaSiO3+CO2↑，所以答案是：纯碱、石英和石灰石；（3）①石英砂的主要成分是二氧化硅，在反应中生成碳化硅，反应为：SiO2+3C SiC+2CO↑，碳化硅又称金刚砂，其晶体结构与金刚石相似，所以答案是：SiO2+3C SiC+2CO↑；金刚砂；金刚石；②利用沸点的不同提纯SiHCl3属于蒸馏，SiHCl3（沸点33.0℃）中含有少量SiCl4（沸点57.6℃）和HCl（沸点﹣84.7℃），由于沸点差别较大，可以通过精馏（或蒸馏）除去杂质，所以答案是：精馏（或蒸馏）；③SiHCl3水解反应方程式为：SiHCl3+3H2O═H2SiO3+H2↑+3HCl↑，生成硅酸、氢气和氯化氢，所以答案是：H4SiO4（或H2SiO3）、H2、HCl；（4）氯碱工业主要反应为电解饱和食盐水：2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑，为该化学工艺提供H2、HCl，所以答案是：H2、HCl．