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硅是帶來人類文明的重要元素之一,從傳統(tǒng)材料到信息材料的發(fā)展過程中創(chuàng)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(yè)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的質量之比為           。

(3)工業(yè)上可以通過如下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1mol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            。

 

【答案】

(1)第三周期IVA族    (2)1:2

(3)①SiHCl3+H2  Si(純)+3HCl 

②SiHCl3+3H2O = H2SiO3+3HCl+H2

③5:1

【解析】

試題分析:(1)硅在周期表中位于第三周期第IVA族。

(2)將兩方程式疊加,可知C和SiO2的物質的量之比為5:2,因此質量比為:(5×12):(2×60)=1:2。

(3)①由流程圖可知反應II是SiHCl3和H2反應生成純硅和HCl,因此方程式為:SiHCl3+H2  Si(純)+3HCl。

②寫出方程式中已知物質:SiHCl3+3H2O — H2SiO3+3HCl,由原子守恒可知另一種物質為H2,故方程式為SiHCl3+3H2O = H2SiO3+3HCl+H2↑。

③由題中條件可知:

Si(粗)+ 3HCl    SiHCl3 + H2

1mol     3mol                      1mol

SiHCl3+H2  Si(純)+3HCl

1mol  1mol                   3mol

由以上數據,循環(huán)生產中只能產生3molHCl,但HCl的利用率是90%,因此需要增加()molHCl,循環(huán)生產中只產生1molH2,但H2的利用率為93.75%,因此需增加()molH2,因此,補充投入HCl 和H2的物質的量之比為:():()=5:1。

考點:考查元素周期表,方程式書寫,依據方程式的計算。

 

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(1)將下列硅酸鹽改寫成氧化物的形式(改寫時注意金屬氧化物在前.非金屬氧化物在后,低價在前,高價在后,H2O一般寫在最后).
①鎂橄欖石(Mg2SiO4):
 

②高嶺土[Al2(Si2O3)(OH)4]:
 

(2)玻璃是硅酸鹽,工業(yè)上用石灰石、純堿、石英在玻璃熔爐中熔融制得,寫出相應的化學方程式
 
,
 
.實驗室盛放燒堿溶液的試劑瓶的瓶塞不能用玻璃塞,而用橡皮塞.其原因為(用化學方程式表示)
 

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