Question

下面是改良西门子法生产多晶硅的工艺流程。

（1）用惰性电极电解饱和食盐水，写出常温下X与Z反应的化学方程式           。

（2）在合成SiHCl₃的过程中，还会有生成副产物SiCl₄。已知两物质的沸点分别为57.6℃和31.8℃，则提纯SiHCl₃的方法是             。

（3）SiHCl₃提纯后用H₂还原：SiHCl₃(g)+H₂(g) Si(s)+3HCl(g)。不同温度及不同时，反应物X的平衡转化率关系如图图20-1所示。

X是          （填“H₂”或“SiHCl₃”）。

②上述反应的平衡常数K（1150℃）           K（950℃）（填“＞”、“＜”或“=”）。

（4）SiH₄（硅烷）法生产高纯多晶硅是非常优异的方法。用粗硅作原料，熔融盐电解法制取硅烷原理如图20-2所示，电解时阳极的电极反应式为           。

Answer

（1）Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O；

（2）蒸馏；

（3）①SiHCl3；②＞；

（4）Si+4H－－4e－=SiH4↑

【解析】

试题分析：（1）根据流程图，X为NaOH，Y和Z为氢气和氯气，常温下X与Z反应的化学方程式为Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O，故答案为：Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O；

（2）利用沸点的不同提纯SiHCl3，操作为蒸馏，故答案为：蒸馏；

（3）①两种反应物，增加其中一种，另一种物质的转化率增大，自身的转化率反而减小，横坐标表示氢气的量增多，所以纵坐标表示的转化率提高应为SiHCl3，故答案为：SiHCl3；

②当一定时，温度越高，SiHCl3的转化率高，即反应进行的程度大，所以高温时的化学平衡常数大，则该反应的平衡常数随温度升高而增大，即K（1150℃）＞K（950℃）；故答案为：＞；

（4）此题类似于电解精炼铜的原理，用粗铜作为阳极，从图示知，H-移向阳极生成SiH4，电极反应式为Si+4H--4e-=SiH4↑，故答案为：Si+4H--4e-=SiH4↑。

考点：考查了硅及其化合物的性质、电解原理及其应用的相关知识。