(15分)高纯晶体硅是信息技术的关键材料。
(1)硅元素位于周期表的______周期______族。下面有关硅材料的说法中正确的是__________(填字母)。
A.碳化硅化学性质稳定,可用于生产耐高温水泥 |
B.氮化硅硬度大、熔点高,可用于制作高温陶瓷和轴承 |
C.高纯度的二氧化硅可用于制造高性能通讯材料———光导纤维 |
D.普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的,故在玻璃尖口点燃H2时出现黄色火焰 |
E.盐酸可以与硅反应,故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅
(2)工业上用石英砂和焦炭可制得粗硅。
已知:
请将以下反应的热化学方程式补充完整:
SiO
2(s) + 2C(s) ="==" Si(s) + 2CO(g) △H = ________
(3)粗硅经系列反应可生成硅烷(SiH
4),硅烷分解生成高纯硅。已知硅烷的分解温度远低于甲烷,用原子结构解释其原因:_________,Si元素的非金属性弱于C元素,硅烷的热稳定性弱于甲烷。
(4)将粗硅转化成三氯氢硅(SiHCl
3),进一步反应也可制得高纯硅。
①SiHCl
3中含有的SiCl
4、AsCl
3等杂质对晶体硅的质量有影响。根据下表数据,可用________ 方法提纯SiHCl
3。
物质
| SiHCl3
| SiCl4
| AsCl3
|
沸点/℃
| 32.0
| 57.5
| 131.6
|
②用SiHCl
3制备高纯硅的反应为SiHCl
3(g) +H
2(g)
Si(s) + 3HCl(g), 不同温度下,SiHCl
3的平衡转化率随反应物的投料比(反应初始时,各反应物的物质的量之比)的变化关系如右图所示。下列说法正确的是________(填字母序号)。
a.该反应的平衡常数随温度升高而增大
b.横坐标表示的投料比应该是
c.实际生产中为提高SiHCl
3的利用率,应适当升高温度
③整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl
3遇水剧烈反应生成H
2SiO
3、HCl和另一种物质,写出配平的化学反应方程式:____________________。