硅单质及其化合物应用范围很广.
(1)制备硅半导体材料必须先得到高纯硅,工业上可以按如下步骤制备高纯硅.
Ⅰ.高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅;
Ⅱ.粗硅与干燥的氯气在450~500℃条件下反应制得SiCl
4;
Ⅲ.SiCl
4液体经精馏提纯后与过量H
2在1 100~1 200℃条件下反应制得高纯硅.
已知SiCl
4沸点为57.6℃,能与H
2O强烈反应.1mol H
2与SiCl
4气体完全反应吸收的热量为120.2kJ.
请回答下列问题:
①第Ⅲ步反应的热化学方程式为
2H
2(g)+SiCl
4(g)
Si(s)+4HCl(g)△H=+240.4kJ?mol
-12H
2(g)+SiCl
4(g)
Si(s)+4HCl(g)△H=+240.4kJ?mol
-1.
②整个制备纯硅的过程中必须严格控制在无水无氧的条件下.SiCl
4在潮湿的空气中因水解而产生白色烟雾,其生成物是
H2SiO3(或H4SiO4)和HCl
H2SiO3(或H4SiO4)和HCl
;H
2还原SiCl
4过程中若混入O
2,可能引起的后果是
爆炸
爆炸
.
(2)二氧化硅被大量用于生产玻璃.工业上用SiO
2、Na
2CO
3和CaCO
3共283kg在高温下完全反应时放出CO
2 44kg,生产出的玻璃可用化学式Na
2SiO
3?CaSiO
3?xSiO
2表示,则其中x=
4
4
.