Question

硅是帶來人類文明的重要元素之一，從傳統材料到信息材料的發展過程中創造了一個又一個奇跡。

(1)硅在元素周期表中的位置是________。

(2)工業上生產粗硅的反應有：SiO2＋2CSi(粗)＋2CO↑；SiO2＋3CSiC＋2CO↑。若產品中單質硅與碳化硅的物質的量之比為1∶1，則參加反應的C和SiO2的物質的量之比為________。

(3)工業上可以通過如圖所示的流程制取純硅：

①若反應Ⅰ為Si(粗)＋3HClSiHCl3＋H2，則反應Ⅱ的化學方程式為________________________。

②整個制備過程中必須嚴格控制無水無氧。SiHCl3遇水劇烈反應生成H2SiO3、HCl和另一種物質，寫出該反應的化學方程式：__________________。

③假設每一輪次制備1 mol純硅，且生產過程中硅元素沒有損失，反應Ⅰ中HCl的利用率為90%，反應Ⅱ中H2的

利用率為93.75%，則在第二輪次的生產中，補充投入HCl和H2的物質的量之比是________。

Answer 1

答案　(1)第三周期第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三周期第ⅣA族。

(2)根據反應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，產品中Si與SiC的物質的量之比為1∶1，則參加反應的C和SiO2的物質的量之比為5∶2。

(3)①反應Ⅱ的化學方程式為SiHCl3＋H2Si(純)＋3HCl。

②化學方程式為SiHCl3＋3H2O===H2SiO3＋3HCl＋H2↑。