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碳、硅元素的单质和化合物的发现及应用,对于推动人类文明具有重要意义.高纯硅是重要的信息材料.(1)

2025-01-13 06:57:10

(1)硅的原子序数为14,其原子核外有3个电子层,最外层电子数为4,因此其原子结构示意图为【答案:请提供正确的原子结构示意图】。(2)根据反应方程式,生成1molSi需C2mol、SiO21mol,生成1molSiC需C3mol、SiO21mol。设参加两个反应的SiO2的物质的量分别为X、2-X,则有:SiO2+2C→Si(粗)+2CO↑SiO2+3C→SiC+2CO↑根据碳守恒,2Xmol+3(2-X)mol=5mol,解得X=1mol。因此,产品中Si与SiC的物质的量之比为1:1,所得产品中单质硅与碳化硅的质量之比为28:40=7:10。(3)①由工业流程可知,反应Ⅱ是氢气与SiHCl3反应生成Si(纯)、HCl,反应方程式为:SiHCl3+H2→Si(纯)+3HCl②SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和氢气:3SiHCl3+3H2O→H2SiO3+H2↑+3HClH2还原SiHCl3过程中若混入O2,可能引起的后果是可能发生爆炸(或SiHCl3被O2氧化)。③反应生产1mol纯硅需补充HCl:390%-3,需补充H2:193.95%-1,补充HCl与H2的物质的量之比为≈5:1。