硅是微电子工业和太阳能发电的基础材料，获得高纯硅的方法很多．（1）目前已工业化进行的方法是由液氨存在下用NH4Cl与Mg2Si反应可制取SiH4，该反应的化学方程式为，硅烷再分解即可得

Question

硅是微电子工业和太阳能发电的基础材料，获得高纯硅的方法很多．
（1）目前已工业化进行的方法是由液氨存在下用NH₄Cl与Mg₂Si 反应可制取SiH₄，该反应的化学方程式为___，硅烷再分解即可得高纯硅．
（2）2003年Toshiyuki Nohira等人采用CaCl₂为熔盐体系，用石墨作阳极，采用图1特制的阴极，由SiO₂直接电解制得纯硅，总反应方程式为：SiO₂  (电解.)/(熔融CaCl2) Si+2O₂↑则阴极的电极反应式为___；阳极石墨块除作为电极外，另一作用是___．

（3）西门子生产高纯硅关键工艺之一是SiCl₄氢化为SiHCl₃，原理为：SiCl₄（g）+H₂（g）⇌SiHCl₃（g）+HCl（g）△H．反应的分压常数（平衡分压p代替平衡浓度c，分压=总压×物质的量分数）与温度的关系如图2．
①该反应为△H___0（选填：“>”“<”“=”）
②平衡常数Kp=___．
③提高SiCl₄转化为SiHCl₃的转化率除可改变温度外，还可以采取的措施是___．
④该工艺是在无水条件下进行的，以避免发生：SiHCl₃+3H₂O═H₂SiO₃+3HCl+H₂↑，该反应中每水解1molSiHCl₃，转移电子的物质的量为___．

Answer 1

（1）由液氨存在下用NH₄Cl与Mg₂Si 反应，生成物有SiH₄，硅化合价不变，根据原子守恒所以产物还有MgCl₂、NH₃，反应为Mg₂Si+4NH₄Cl=SiH₄+2MgCl₂+4NH₃，
故答案为：Mg₂Si+4NH₄Cl=SiH₄+2MgCl₂+4NH₃；
（2）电解时，阴极上得电子发生还原反应，根据SiO₂ (电解.)/(熔融CaCl2) Si+O₂↑，可知阴极发生：SiO₂+4e^-=Si+2O^2-，阳极发生：2O^2--4e^-=O₂↑，阳极石墨块除作为电极外，碳和氧气反应生成CO₂、CO，将阳极生成的O₂转变为CO₂、CO，
故答案为：SiO₂+4e^-=Si+2O^2-；将阳极生成的O₂转变为CO₂、CO；
（3）①根据图2可知：随着温度的升高而变大，反应的分压常数增大，说明升高温度，产物增多，所以正反应为吸热反应，△H>0，
故答案为：>
②因平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积，所以SiCl₄（g）+H₂（g）⇌SiHCl₃（g）+HCl（g）平衡常数Kp=(P(SiHCl3)•P(HCl))/(P(CCl4)•P(H2))，
故答案为：(P(SiHCl3)•P(HCl))/(P(CCl4)•P(H2))；
③升高温度或增大氢气与SiHCl₃的物质的量之比或增大氢气浓度，可提高SiCl₄转化为SiHCl₃的转化率，
故答案为：提高n（H₂）/n（SiCl₄）投料比；     
④SiHCl₃+3H₂O═H₂SiO₃+3HCl+H₂↑，化合价变化为Si（+2→+4），H（+1→0），每水解1molSiHCl₃，生成1mol氢气，转移2mol电子，
故答案为：2mol．