(2013?朝陽(yáng)區(qū)二模)硅是信息產(chǎn)業(yè)、太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)材料.鋅還原四氯化硅是一種有著良好應(yīng)用前景的制備硅的方法,該制備過(guò)程示意如下:
(1)焦炭在過(guò)程Ⅰ中作
還原
還原
劑.
(2)過(guò)程Ⅱ中的Cl
2用電解飽和食鹽水制備,制備Cl
2的化學(xué)方程式是
.
(3)整個(gè)制備過(guò)程必須嚴(yán)格控制無(wú)水.
①SiCl
4遇水劇烈水解生成SiO
2和一種酸,反應(yīng)的化學(xué)方程式是
SiCl4+2H2O═SiO2+4HCl
SiCl4+2H2O═SiO2+4HCl
.
②干燥Cl
2時(shí),從有利于充分干燥和操作安全的角度考慮,需將約90℃的潮濕氯氣先冷卻至12℃,然后再通入到濃H
2SO
4中.冷卻的作用是
使水蒸氣冷凝,減少進(jìn)入濃硫酸的水量保持持續(xù)的吸水性并降低放出的熱量
使水蒸氣冷凝,減少進(jìn)入濃硫酸的水量保持持續(xù)的吸水性并降低放出的熱量
.
(4)Zn還原SiCl
4的反應(yīng)如下:
反應(yīng)1:400℃~756℃,SiCl
4(g)+2Zn(l)?Si(s)+2ZnCl
2(l)△H
1<0
反應(yīng)2:756℃~907℃,SiCl
4(g)+2Zn(l)?Si(s)+2ZnCl
2(g)△H
2<0
反應(yīng)3:907℃~1410℃,SiCl
4(g)+2Zn(g)?Si(s)+2ZnCl
2(g)△H
3<0
①對(duì)于上述三個(gè)反應(yīng),下列說(shuō)法合理的是
bcd
bcd
.
a.升高溫度會(huì)提高SiCl
4的轉(zhuǎn)化率 b.還原過(guò)程需在無(wú)氧的氣氛中進(jìn)行
c.增大壓強(qiáng)能提高反應(yīng)的速率 d.Na、Mg可以代替Zn還原SiCl
4②實(shí)際制備過(guò)程選擇“反應(yīng)3”,選擇的理由是
溫度高反應(yīng)速率快;與前兩個(gè)反應(yīng)比較更易于使硅分離使化學(xué)平衡向右移動(dòng)提高轉(zhuǎn)化率
溫度高反應(yīng)速率快;與前兩個(gè)反應(yīng)比較更易于使硅分離使化學(xué)平衡向右移動(dòng)提高轉(zhuǎn)化率
.
③已知Zn(l)═Zn(g)△H=+116KJ/mol.若SiCl
4的轉(zhuǎn)化率均為90%,每投入1mol SiCl
4,“反應(yīng)3”比“反應(yīng)2”多放出
208.8
208.8
kJ的熱量.
(5)用硅制作太陽(yáng)能電池時(shí),為減弱光在硅表面的反射,采用化學(xué)腐蝕法在其表面形成粗糙的多孔硅層.腐蝕劑常用稀HNO
3和HF的混合液.硅表面首先形成SiO
2,最后轉(zhuǎn)化為H
2SiF
6.用化學(xué)方程式表示SiO
2轉(zhuǎn)化為H
2SiF
6的過(guò)程
SiO2+6HF═H2SiF6+2H2O
SiO2+6HF═H2SiF6+2H2O
.