硅及其化合物广泛应用于太阳能的利用、光导纤维及硅橡胶的制备等.
纯净的硅是从自然界中的石英矿石(主要成分为SiO
2)中提取.高温下制取纯硅有如下反应(方法Ⅰ):
①SiO
2(s)+2C(s)⇌Si(s)+2CO(g)
②Si(s)+2Cl
2(g)⇌SiCl
4(g)
③SiCl
4(g)+2H
2(g)→Si(s)+4HCl(g)
完成下列填空:
(1)硅原子核外有
种不同能级的电子,最外层p电子有
种自旋方向;SiO
2晶体中每个硅原子与
个氧原子直接相连.
(2)单质的还原性:碳
硅(填写“同于”、“强于”或“弱于”).从平衡的视角而言,反应①能进行的原因是
.
(3)反应②生成的化合物分子空间构型为
;该分子为
分子(填写“极性”或“非极性”).
(4)某温度下,反应②在容积为V升的密闭容器中进行,达到平衡时Cl
2的浓度为a mol/L.然后迅速缩小容器容积到0.5V升,t秒后重新达到平衡,Cl
2的浓度为b mol/L.则:a
b(填写“大于”、“等于”或“小于”).
(5)在t秒内,反应②中反应速率v(SiCl
4)=(用含a、b的代数式表示).
(6)工业上还可以通过如下反应制取纯硅(方法Ⅱ):
④Si(粗)+3HCl(g)
SiHCl
3(l)+H
2(g)+Q(Q>0)
⑤SiHCl
3(g)+H
2(g)
Si(纯)+3HCl(g)
提高反应⑤中Si(纯)的产率,可采取的措施有:
、
.