(15分)高純晶體硅是信息技術的關鍵材料。
(1)硅元素位于周期表的______周期______族。下面有關硅材料的說法中正確的是__________(填字母)。
A.碳化硅化學性質穩(wěn)定,可用于生產(chǎn)耐高溫水泥 |
B.氮化硅硬度大、熔點高,可用于制作高溫陶瓷和軸承 |
C.高純度的二氧化硅可用于制造高性能通訊材料———光導纖維 |
D.普通玻璃是由純堿、石灰石和石英砂制成的,故在玻璃尖口點燃H2時出現(xiàn)黃色火焰 |
E.鹽酸可以與硅反應,故采用鹽酸為拋光液拋光單晶硅
(2)工業(yè)上用石英砂和焦炭可制得粗硅。
已知:
請將以下反應的熱化學方程式補充完整:
SiO
2(s) + 2C(s) ="==" Si(s) + 2CO(g) △H = ________
(3)粗硅經(jīng)系列反應可生成硅烷(SiH
4),硅烷分解生成高純硅。已知硅烷的分解溫度遠低于甲烷,用原子結構解釋其原因:_________,Si元素的非金屬性弱于C元素,硅烷的熱穩(wěn)定性弱于甲烷。
(4)將粗硅轉化成三氯氫硅(SiHCl
3),進一步反應也可制得高純硅。
①SiHCl
3中含有的SiCl
4、AsCl
3等雜質對晶體硅的質量有影響。根據(jù)下表數(shù)據(jù),可用________ 方法提純SiHCl
3。
物質
| SiHCl3
| SiCl4
| AsCl3
|
沸點/℃
| 32.0
| 57.5
| 131.6
|
②用SiHCl
3制備高純硅的反應為SiHCl
3(g) +H
2(g)
Si(s) + 3HCl(g), 不同溫度下,SiHCl
3的平衡轉化率隨反應物的投料比(反應初始時,各反應物的物質的量之比)的變化關系如右圖所示。下列說法正確的是________(填字母序號)。
a.該反應的平衡常數(shù)隨溫度升高而增大
b.橫坐標表示的投料比應該是
c.實際生產(chǎn)中為提高SiHCl
3的利用率,應適當升高溫度
③整個制備過程必須嚴格控制無水無氧。SiHCl
3遇水劇烈反應生成H
2SiO
3、HCl和另一種物質,寫出配平的化學反應方程式:____________________。