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获取知识和信息是现代人不可缺少的素质,信息产业的飞速发展离不开材料科学的推动,信息产业的核心材料是高纯度单晶硅.下面是高纯度单晶硅的生产方法之一:SiO2CSi(粗硅)HCl、Cl2SiH
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获取知识和信息是现代人不可缺少的素质,信息产业的飞速发展离不开材料科学的推动,信息产业的核心材料是高纯度单晶硅.下面是高纯度单晶硅的生产方法之一:
SiO2
Si(粗硅)
SiHCl3(沸点31.5℃)
Si
高纯硅-→单晶硅
近代用得较多的另一种方法(方法二):用金属硅化物(Mg2Si)与盐酸作用制得硅烷(SiH4);再热分解硅烷可得高纯硅.
(1)从方法一生产单晶硅的过程看,由碳还原得到的硅还要进一步处理的原因是______.
(2)写出方法二中,生产高纯硅的两个化学方程式:①______.②
SiO2
C |
HCl、Cl2 |
H2 |
气相沉积法 |
近代用得较多的另一种方法(方法二):用金属硅化物(Mg2Si)与盐酸作用制得硅烷(SiH4);再热分解硅烷可得高纯硅.
(1)从方法一生产单晶硅的过程看,由碳还原得到的硅还要进一步处理的原因是______.
(2)写出方法二中,生产高纯硅的两个化学方程式:①______.②
SiH4
Si+2H2
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SiH4
Si+2H2
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▼优质解答
答案和解析
(1)根据方法一的生产流程,可得如下反应式:SiO2+2C
Si(粗硅)+2CO↑,所得的粗硅中含有大量的其它杂质(如C、SiO2等),没有实际应用价值,将粗硅用HCl、Cl2处理转化为沸点低的SiHCl3,反应方程式为Si+Cl2+HCl
SiHCl3,低沸点的SiHCl3通过蒸馏极易分离提纯,然后将纯的SiHCl3在高温下用H2还原即可得到纯度高的Si蒸气:SiHCl3+H2
Si+3HCl,再进行气相沉淀即可制得高纯度的硅,从而得到单晶硅,
故答案为:由C还原SiO2得到的单质Si不纯,杂质含量过高,没有实际应用价值;
(2)Mg2Si与盐酸作用制得SiH4,根据原子守恒可知另一种生成物为MgCl2,其反应方程式为Mg2Si+4HCl═2MgCl2+SiH4↑;再将SiH4进行热分解即可得到高纯硅和H2,其反应方程式为SiH4
Si+2H2,
故答案为:①Mg2Si+4HCl═2MgCl2+SiH4↑;②SiH4
Si+2H2;
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故答案为:由C还原SiO2得到的单质Si不纯,杂质含量过高,没有实际应用价值;
(2)Mg2Si与盐酸作用制得SiH4,根据原子守恒可知另一种生成物为MgCl2,其反应方程式为Mg2Si+4HCl═2MgCl2+SiH4↑;再将SiH4进行热分解即可得到高纯硅和H2,其反应方程式为SiH4
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故答案为:①Mg2Si+4HCl═2MgCl2+SiH4↑;②SiH4
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