Question

工業(yè)上用“三氯氫硅還原法”，提純粗硅的工藝流程如圖所示：

（1）三氯氫硅的制備原理：Si（s）+3HCl（g）?SiHCl₃（g）+H₂（g）△H=-210kJ/mol
工業(yè)上為了加快SiHCl的生成速率而又不降低硅的轉(zhuǎn)化率，可以采用的方法是______．
（2）除上述反應(yīng)外，還伴隨著副反應(yīng)：Si（s）+4HCl（g）?SiCl₄（g）+2H₂（g）△H=-241kJ/mol．已知：SiHCl、SiCl₄常溫下均為液體．
①工業(yè)上分離SiHCl、SiCl₄的操作方法為_(kāi)_____．
②反應(yīng)SiHCl₃（g）+HCl（g）?SiCl₄（g）+H₂（g）的△H=______kJ/mol．
（3）該生產(chǎn)工藝中可以循環(huán)使用的物質(zhì)是______（填物質(zhì)名稱）．

Answer 1

解：（1）升高溫度或增大氫氣與SiHCl₃的物質(zhì)的量之比或增大氫氣濃度，提高還原時(shí)SiHCl₃的轉(zhuǎn)化率，
故答案為：升高溫度或增大氫氣與SiHCl₃的物質(zhì)的量之比或增大氫氣濃度；
（2）①SiHCl₃（l）和SiCl₄（l）是互溶的液體，采用蒸餾的方法分離，故答案為：蒸餾；
②Si（s）+3HCl（g）?SiHCl₃（g）+H₂（g）△H=-210kJ/mol①
Si（s）+4HCl（g）?SiCl₄（g）+2H₂（g）△H=-241kJ/mol②
根據(jù)蓋斯定律則②-①得：SiHCl₃（g）+HCl（g）?SiCl₄（g）+H₂（g）△H=-31kJ/mol，故答案為：-31；
③由圖示可知反應(yīng)物有粗硅、HCl、H₂；反應(yīng)過(guò)程中生成物有：SiHCl₃、H₂、SiCl₄、HCl，所以在反應(yīng)物中和生成物中都有的物質(zhì)是HCl、H₂，所以流程中可循環(huán)使用的物質(zhì)是HCl、H₂，故答案為：氯化氫、氫氣．
分析：（1）根據(jù)外界條件對(duì)平衡的影響；
（2）①根據(jù)互溶的液體采用蒸餾的方法分離；
②根據(jù)蓋斯定律可以計(jì)算化學(xué)反應(yīng)的焓變；
③根據(jù)化學(xué)根據(jù)反應(yīng)物中和生成物中都有的物質(zhì)考慮．
點(diǎn)評(píng)：本題結(jié)合提純粗硅的工藝流程考查了外界條件對(duì)平衡的影響、物質(zhì)的分離、蓋斯定律的應(yīng)用，難度較大，考查學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力．