Question

20．（1）由于SiH₄具有易提純的特點(diǎn)，因此硅烷熱分解法是制備高純硅很有發(fā)展?jié)摿Φ姆椒ǎ�制備硅烷整個(gè)過(guò)程必須嚴(yán)格控制無(wú)水，否則生成的硅烷將發(fā)生變質(zhì)，其化學(xué)方程式為SiH₄+3H₂O=4H₂+H₂SiO₃，整個(gè)系統(tǒng)還必須與氧隔絕，其原因是SiH₄+O₂=SiO₂+2H₂O（用化學(xué)方程式表示）
（2）無(wú)機(jī)非金屬材料是日常生活中不可缺少的物質(zhì)，它們往往具有高強(qiáng)度、耐高溫、耐腐蝕的特點(diǎn)．Si₃N₄就是一種重要的精細(xì)陶瓷，合成氮化硅的方法之一為：3SiO₂+6C+2N₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Si₃N₄+6CO，Si₃N₄屬于原子晶體，在上述反應(yīng)中氧化劑為N₂
（3）硅酸鹽中，SiO₄^4-四面體通過(guò)共用頂角氧離子可形成鏈狀、層狀、空間網(wǎng)狀等結(jié)構(gòu)〔型式．如圖為一種無(wú)限長(zhǎng)雙鏈結(jié)構(gòu)的多硅酸根，其中Si原子的雜化形式為sp³該多硅酸根化學(xué)式為SiO₃^2-．

Answer 1

分析 （1）硅烷與水反應(yīng)生成氫氣和硅酸；硅烷不穩(wěn)定容易被空氣中的氧氣氧生成二氧化硅和水；
（2）分析反應(yīng)中元素化合價(jià)變化，所含元素化合價(jià)降低反應(yīng)物為氧化劑；
（3）根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷原子雜化方式；根據(jù)圖中的一個(gè)結(jié)構(gòu)單元中含有1個(gè)硅、3個(gè)氧原子，化學(xué)式為SiO₃^2-．

解答 解：（1）硅烷與水反應(yīng)生成氫氣和硅酸，化學(xué)方程式：SiH₄+3H₂O=4H₂+H₂SiO₃；硅烷不穩(wěn)定容易被空氣中的氧氣氧生成二氧化硅和水，化學(xué)方程式：SiH₄+O₂=SiO₂+2H₂O；
故答案為：SiH₄+3H₂O=4H₂+H₂SiO₃；SiH₄+O₂=SiO₂+2H₂O；
（2）3SiO₂+6C+2N₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Si₃N₄+6CO，反應(yīng)中氮?dú)庵?價(jià)的氮元素化合價(jià)降為-3價(jià)，所以氮?dú)鉃檠趸瘎��?br />故答案為：N₂；
（3）該離子中每個(gè)Si原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)都是4，所以Si原子采用sp³雜化，故答案為：sp³；
根據(jù)圖中的一個(gè)小的結(jié)構(gòu)單元中含有1個(gè)硅，2個(gè)氧原子屬于該結(jié)構(gòu)，還有2個(gè)與其它結(jié)構(gòu)單元共用，則O原子數(shù)為2+2×$\frac{1}{2}$=3，所以化學(xué)式為SiO₃^2-；
故答案為：sp³；SiO₃^2-．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)，雜化類型的判斷，物質(zhì)結(jié)構(gòu)圖的分析應(yīng)用，明確硅及其化合物的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)是解題關(guān)鍵，題目難度較大．