多晶硅是太阳能光伏产业的基础材料.制备多晶硅必须先得到高纯硅.三氯甲硅烷(SiHCl
3)是一种可燃,易与水反应的气体,当前制备高纯硅的主要方法是在一定条件下以三氯甲硅烷为原料用氢气还原,其生产流程如图所示:
物质 | Si | SiCl4 | SiHCl3 | SiH2Cl2 | SiH3Cl | HCl | SiH4 |
沸点/℃ | 2 355 | 57.6 | 31.8 | 8.2 | -30.4 | -84.9 | -111.9 |
(1)①流化床反应器中主要反应的化学方程式是
,
在生成的产物中,SiHCl
3大约占85%,还有SiCl
4、SiH
2Cl
2、SiH
3Cl等,提纯SiHCl
3的主要工艺操作依次是沉降、冷凝和
.
②整个制备过程中必须保证无水无氧.SiHCl
3遇H
2O剧烈反应生成H
2SiO
3、HCl和另一种物质,写出该反应的化学方程式:
.
③H
2还原SiHCl
3过程中若混入O
2,可能引起的后果是
.
(2)该工艺流程可循环利用的物质是
.
(3)Na
2SiO
3的水溶液俗称水玻璃,用水玻璃可制得高纯度SiO
2.取少量水玻璃于试管中,逐滴加入饱和NH
4Cl溶液,振荡.观察到的实验现象是
.
(4)电弧炉中制得的粗硅中含有副产物SiC,已知其中Si和SiC的物质的量之比为2:1,
制取粗硅时的化学方程式是
,
若在反应中生成了2.8g Si,则转移电子数为
.