硅單質(zhì)及其化合物應(yīng)用范圍很廣.
(1)制備硅半導(dǎo)體材料必須先得到高純硅,工業(yè)上可以按如下步驟制備高純硅.
Ⅰ.高溫下用碳還原二氧化硅制得粗硅;
Ⅱ.粗硅與干燥的氯氣在450~500℃條件下反應(yīng)制得SiCl
4;
Ⅲ.SiCl
4液體經(jīng)精餾提純后與過量H
2在1 100~1 200℃條件下反應(yīng)制得高純硅.
已知SiCl
4沸點為57.6℃,能與H
2O強烈反應(yīng).1mol H
2與SiCl
4氣體完全反應(yīng)吸收的熱量為120.2kJ.
請回答下列問題:
①第Ⅲ步反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為
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整個制備純硅的過程中必須嚴(yán)格控制在無水無氧的條件下.SiCl
4在潮濕的空氣中因水解而產(chǎn)生白色煙霧,其生成物是
H2SiO3(或H4SiO4)和HCl
H2SiO3(或H4SiO4)和HCl
;H
2還原SiCl
4過程中若混入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產(chǎn)玻璃.工業(yè)上用SiO
2、Na
2CO
3和CaCO
3共283kg在高溫下完全反應(yīng)時放出CO
2 44kg,生產(chǎn)出的玻璃可用化學(xué)式Na
2SiO
3?CaSiO
3?xSiO
2表示,則其中x=
4
4
.