工業(yè)上用“三氯氫硅還原法”提純粗硅，工藝流程如圖所示：

(1)工業(yè)生產(chǎn)粗硅的主要原理是(用化學(xué)方程式表示)：________．

(2)若在制粗硅的過程中同時(shí)生成了碳化硅，且二者的物質(zhì)的量之比為1∶1，則參加反應(yīng)的C和SiO2的質(zhì)量之比為________．

(3)除上述反應(yīng)外，還伴隨著副反應(yīng)：Si＋4HClSiCl4＋2H2．已知：SiHCl3、SiCl4在常溫下均為液體，且SiCl4的沸點(diǎn)比SiHCl3的高．工業(yè)上分離SiHCl3、SiCl4的操作方法為________．

(4)該生產(chǎn)工藝中可以循環(huán)使用的物質(zhì)是________________．

答案：
解析：

　　答案：(1)SiO2＋2CSi(粗)＋2CO↑

　　(2)1∶2

　　(3)蒸餾

　　(4)氯化氫、氫氣

　　講析：(1)碳在高溫條件下可以從SiO2中還原出硅，該反應(yīng)是置換反應(yīng)．

　　(2)由題意可以寫出反應(yīng)的總方程式：2SiO2＋5CSi(粗)＋SiC＋4CO↑，所以．

　　(3)SiCl4的沸點(diǎn)比SiHCl3的高，可以用蒸餾的方法對(duì)二者進(jìn)行分離．

　　(4)該生產(chǎn)過程中要用到HCl和H2，反應(yīng)中也會(huì)產(chǎn)生HCl和H2，所以HCl和H2可以循環(huán)使用．

　　點(diǎn)評(píng)：本題以粗硅的提純?yōu)楸尘�，主要考查化學(xué)反應(yīng)原理和化學(xué)實(shí)驗(yàn)原理．對(duì)物質(zhì)進(jìn)行循環(huán)利用是工業(yè)生產(chǎn)中的一個(gè)重要課題，在工藝流程中，如果某種物質(zhì)既是反應(yīng)物，又是生成物，該物質(zhì)就是可以循環(huán)使用的物質(zhì)．


練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

工業(yè)上用“三氯氫硅還原法”，提純粗硅的工藝流程如圖所示：

（1）三氯氫硅的制備原理：Si（s）+3HCl（g）?SiHCl3（g）+H2（g）△H=-210kJ/mol
工業(yè)上為了加快SiHCl的生成速率而又不降低硅的轉(zhuǎn)化率，可以采用的方法是
升高溫度或增大氫氣與SiHCl3的物質(zhì)的量之比或增大氫氣濃度；
升高溫度或增大氫氣與SiHCl3的物質(zhì)的量之比或增大氫氣濃度；
．
（2）除上述反應(yīng)外，還伴隨著副反應(yīng)：Si（s）+4HCl（g）?SiCl4（g）+2H2（g）△H=-241kJ/mol．已知：SiHCl、SiCl4常溫下均為液體．
①工業(yè)上分離SiHCl、SiCl4的操作方法為
蒸餾
蒸餾
．
②反應(yīng)SiHCl3（g）+HCl（g）?SiCl4（g）+H2（g）的△H=
-31
-31
kJ/mol．
（3）該生產(chǎn)工藝中可以循環(huán)使用的物質(zhì)是
氯化氫、氫氣
氯化氫、氫氣
（填物質(zhì)名稱）．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：閱讀理解

我國(guó)目前制備多晶硅主要采用三氯氫硅氫還原法、硅烷熱解法和四氯化硅氫還原法．由于三氯氫硅還原法具有一定優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用．其簡(jiǎn)化的工藝流程如圖所示：

反應(yīng)①：Si（粗）+3HCl（g） 
 553----573K 
.
 
SiHCl3（l）+H2（g）
反應(yīng)②：SiHCl3+H2 
 1373K 
.
 
 Si（純）+3HCl
（1）制備三氯氫硅的反應(yīng)為：Si（s）+3HCl（g）═SiHCl3（g）+H2（g）；△H=-210kJ?mol-1．伴隨的副反應(yīng)有：Si（s）+4HCl（g）═SiCl4（g）+2H2（g）；△H=-241kJ?mol-1．SiCl4在一定條件下與H2反應(yīng)可轉(zhuǎn)化為SiHCl3，反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：SiCl4（g）+H2（g）═SiHCl3（g）+HCl（g）；△H=
+31kJ?mol-1
+31kJ?mol-1
．
（2）假設(shè)在每一輪次的投料生產(chǎn)中，硅元素沒有損失，反應(yīng)①HCl中的利用率為75%，反應(yīng)②中和H2的利用率為80%．則在下一輪次的生產(chǎn)中，需補(bǔ)充投入HCl和H2的體積比是
4：1
4：1
．
（3）由于SiH4具有易提純的特點(diǎn)，因此硅烷熱分解法是制備高純硅很有發(fā)展?jié)摿Φ姆椒ǎI(yè)上廣泛采用的合成硅烷方法是讓硅化鎂和固體氯化銨在液氨介質(zhì)中反應(yīng)得到硅烷，化學(xué)方程式是
Mg2Si+4NH4Cl═SiH4↑+2MgCl2+4NH3↑
Mg2Si+4NH4Cl═SiH4↑+2MgCl2+4NH3↑
；
整個(gè)制備過程必須嚴(yán)格控制無水，否則反應(yīng)將不能生成硅烷，而是生成硅酸和氫氣等，其化學(xué)方程式為
Mg2Si+4NH4Cl+3H2O═2MgCl2+H2SiO3+4NH3↑+4H2↑
Mg2Si+4NH4Cl+3H2O═2MgCl2+H2SiO3+4NH3↑+4H2↑
；
整個(gè)系統(tǒng)還必須與氧隔絕，其原因是
由于硅烷在空氣中易燃，濃度高時(shí)容易發(fā)生爆炸
由于硅烷在空氣中易燃，濃度高時(shí)容易發(fā)生爆炸
．
（4）若將硅棒與鐵棒用導(dǎo)線相連浸在氫氧化鈉溶液中構(gòu)成原電池，則負(fù)極的電極反應(yīng)式為：
Si+6OH--4e-=SiO32-+3H2O
Si+6OH--4e-=SiO32-+3H2O

（5）硅能用于合成硅橡膠，右圖是硅橡膠中的一種，其主要優(yōu)點(diǎn)是玻璃化溫度低，耐輻射性能好，則該硅橡膠的化學(xué)式為
（C24H18SiO2）n
（C24H18SiO2）n
．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

我國(guó)目前制備多晶硅主要采用三氯氫硅氫還原法、硅烷熱解法和四氯化硅氫還原法．由于三氯氫硅還原法具有一定優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用．其簡(jiǎn)化的工藝流程如圖所示：

反應(yīng)①：Si（粗）+3HCl（g） 數(shù)學(xué)公式SiHCl3（l）+H2（g）
反應(yīng)②：SiHCl3+H2 數(shù)學(xué)公式 Si（純）+3HCl
（1）制備三氯氫硅的反應(yīng)為：Si（s）+3HCl（g）═SiHCl3（g）+H2（g）；△H=-210kJ?mol-1．伴隨的副反應(yīng)有：Si（s）+4HCl（g）═SiCl4（g）+2H2（g）；△H=-241kJ?mol-1．SiCl4在一定條件下與H2反應(yīng)可轉(zhuǎn)化為SiHCl3，反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：SiCl4（g）+H2（g）═SiHCl3（g）+HCl（g）；△H=______．
（2）假設(shè)在每一輪次的投料生產(chǎn)中，硅元素沒有損失，反應(yīng)①HCl中的利用率為75%，反應(yīng)②中和H2的利用率為80%．則在下一輪次的生產(chǎn)中，需補(bǔ)充投入HCl和H2的體積比是______．
（3）由于SiH4具有易提純的特點(diǎn)，因此硅烷熱分解法是制備高純硅很有發(fā)展?jié)摿Φ姆椒ǎI(yè)上廣泛采用的合成硅烷方法是讓硅化鎂和固體氯化銨在液氨介質(zhì)中反應(yīng)得到硅烷，化學(xué)方程式是______；
整個(gè)制備過程必須嚴(yán)格控制無水，否則反應(yīng)將不能生成硅烷，而是生成硅酸和氫氣等，其化學(xué)方程式為______；
整個(gè)系統(tǒng)還必須與氧隔絕，其原因是______．
（4）若將硅棒與鐵棒用導(dǎo)線相連浸在氫氧化鈉溶液中構(gòu)成原電池，則負(fù)極的電極反應(yīng)式為：______
（5）硅能用于合成硅橡膠，右圖是硅橡膠中的一種，其主要優(yōu)點(diǎn)是玻璃化溫度低，耐輻射性能好，則該硅橡膠的化學(xué)式為______．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

工業(yè)上用“三氯氫硅還原法”，提純粗硅的工藝流程如圖所示：

（1）三氯氫硅的制備原理：Si（s）+3HCl（g）?SiHCl3（g）+H2（g）△H=-210kJ/mol
工業(yè)上為了加快SiHCl的生成速率而又不降低硅的轉(zhuǎn)化率，可以采用的方法是______．
（2）除上述反應(yīng)外，還伴隨著副反應(yīng)：Si（s）+4HCl（g）?SiCl4（g）+2H2（g）△H=-241kJ/mol．已知：SiHCl、SiCl4常溫下均為液體．
①工業(yè)上分離SiHCl、SiCl4的操作方法為______．
②反應(yīng)SiHCl3（g）+HCl（g）?SiCl4（g）+H2（g）的△H=______kJ/mol．
（3）該生產(chǎn)工藝中可以循環(huán)使用的物質(zhì)是______（填物質(zhì)名稱）．

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科目：高中化學(xué) 來源：不詳 題型：問答題

工業(yè)上用“三氯氫硅還原法”，提純粗硅的工藝流程如圖所示：

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（1）三氯氫硅的制備原理：Si（s）+3HCl（g）?SiHCl3（g）+H2（g）△H=-210kJ/mol
工業(yè)上為了加快SiHCl的生成速率而又不降低硅的轉(zhuǎn)化率，可以采用的方法是______．
（2）除上述反應(yīng)外，還伴隨著副反應(yīng)：Si（s）+4HCl（g）?SiCl4（g）+2H2（g）△H=-241kJ/mol．已知：SiHCl、SiCl4常溫下均為液體．
①工業(yè)上分離SiHCl、SiCl4的操作方法為______．
②反應(yīng)SiHCl3（g）+HCl（g）?SiCl4（g）+H2（g）的△H=______kJ/mol．
（3）該生產(chǎn)工藝中可以循環(huán)使用的物質(zhì)是______（填物質(zhì)名稱）．

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