Question

硅是帶來(lái)人類(lèi)文明的重要元素之一，從傳統(tǒng)材料到信息材料的發(fā)展過(guò)程中創(chuàng)造了一個(gè)又一個(gè)奇跡。

(1)硅在元素周期表中的位置是________。

(2)工業(yè)上生產(chǎn)粗硅的反應(yīng)有：SiO2＋2CSi(粗)＋2CO↑；SiO2＋3CSiC＋2CO↑。若產(chǎn)品中單質(zhì)硅與碳化硅的物質(zhì)的量之比為1∶1，則參加反應(yīng)的C和SiO2的物質(zhì)的量之比為_(kāi)_______。

(3)工業(yè)上可以通過(guò)如圖所示的流程制取純硅：

①若反應(yīng)Ⅰ為Si(粗)＋3HClSiHCl3＋H2，則反應(yīng)Ⅱ的化學(xué)方程式為_(kāi)_______________________。

②整個(gè)制備過(guò)程中必須嚴(yán)格控制無(wú)水無(wú)氧。SiHCl3遇水劇烈反應(yīng)生成H2SiO3、HCl和另一種物質(zhì)，寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：__________________。

③假設(shè)每一輪次制備1 mol純硅，且生產(chǎn)過(guò)程中硅元素沒(méi)有損失，反應(yīng)Ⅰ中HCl的利用率為90%，反應(yīng)Ⅱ中H2的利用率為93.75%，則在第二輪次的生產(chǎn)中，補(bǔ)充投入HCl和H2的物質(zhì)的量之比是________。

Answer 1

答案　(1)第3周期第ⅣA族　(2)5∶2

(3)①SiHCl3＋H2Si(純)＋3HCl

②SiHCl3＋3H2O===H2SiO3↓＋3HCl＋H2↑

③5∶1

解析　(1)硅在元素周期表中的位置是第3周期第ⅣA族。

(2)根據(jù)反應(yīng)SiO2＋2CSi(粗)＋2CO↑，SiO2＋3CSiC＋2CO↑，生成1 mol Si需C 2 mol、SiO2 1 mol，生成1 mol SiC需C 3 mol、SiO2 1 mol，產(chǎn)品中Si與SiC的物質(zhì)的量之比為1∶1，則參加反應(yīng)的C和SiO2的物質(zhì)的量之比為5∶2。

(3)①反應(yīng)Ⅱ的化學(xué)方程式為SiHCl3＋H2Si(純)＋3HCl。

②化學(xué)方程式為SiHCl3＋3H2O===H2SiO3＋3HCl＋H2↑。