Question

【題目】硅單質(zhì)及其化合物應(yīng)用范圍廣。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）制備硅半導(dǎo)體材料必須先得到高醇硅。三氯甲硅烷(SiHCl3)還原法是當(dāng)前制備高純硅的主要方法.生產(chǎn)過(guò)程示意圖如下:

①寫(xiě)出由純SiHCl3制備高純硅的化學(xué)反應(yīng)方程式 ．

②整個(gè)制備過(guò)程必須嚴(yán)格控制無(wú)水無(wú)氧。SiHCl3遇水劇烈反應(yīng)生成H2SiO3、H2和另一種物質(zhì)。寫(xiě)出配平的化學(xué)反應(yīng)方程式 ；H2還原SiHCl3過(guò)程中若混O2，可能引起的后果是 ．

（2）下列有關(guān)硅材料的說(shuō)法正確的是 （填字母）。

A．高純度的硅，可用于生產(chǎn)光電池，將光能直接轉(zhuǎn)換為電能

B．氮化硅硬度大.熔點(diǎn)高.可用于制作高溫陶瓷和軸承

C．高純度的二氧化硅可用于制造高性能通訊材料----光導(dǎo)纖維

D．普通玻璃是由純堿.石灰石和石英砂制成的

E．鹽酸可以與硅反應(yīng).故采用鹽酸為拋光液拋光單晶硅

（3）硅酸鈉水溶液俗稱水玻璃，取少量硅酸鈉溶液于試管中，逐滴加入飽和氯化銨溶液，振蕩。寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并給予解釋 。

Answer 1

【答案】（1） ①SiHCl3+H2Si+3HCl；②SiHCl3+3H2O=H2SiO3+H2↑+3HCl；高溫下，H2遇O2發(fā)生爆炸。

（2）A、B、C、D；

（3）生成白色絮狀沉淀，SiO32- + 2H+ = H2SiO3↓。

【解析】

試題分析：①由純SiHCl3與氫氣在1357K時(shí)發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生Si單質(zhì)、HCl，制備高純硅的化學(xué)反應(yīng)方程式是SiHCl3+H2Si+3HCl；②整個(gè)制備過(guò)程必須嚴(yán)格控制無(wú)水無(wú)氧。SiHCl3遇水劇烈反應(yīng)生成H2SiO3、H2和另一種物質(zhì)。根據(jù)原子守恒，可得配平的化學(xué)反應(yīng)方程式是SiHCl3+3H2O=H2SiO3+H2↑+3HCl；H2還原SiHCl3過(guò)程中若混O2，在點(diǎn)燃情況下氫氣與氧氣混合劇烈燃燒，放出大量的熱，使氣體的體積膨脹，發(fā)生爆炸；（2） A．高純度的硅有很好的光能轉(zhuǎn)化為電能的作用，所以可用于生產(chǎn)光電池，將光能直接轉(zhuǎn)換為電能，正確；B．氮化硅是原子晶體，原子之間通過(guò)共價(jià)鍵結(jié)合，由于共價(jià)鍵強(qiáng)度大，斷裂需要吸收大量的能量，所以硬度大、熔點(diǎn)高，因此可用于制作高溫陶瓷和軸承，正確；C．高純度的二氧化硅可以使光線全反射的作用，所以可用于制造高性能通訊材料----光導(dǎo)纖維，正確；D．普通玻璃是由純堿、石灰石和石英砂在高溫下發(fā)生反應(yīng)制成的，正確；E．鹽酸不可以與硅反應(yīng)，故不能采用鹽酸為拋光液拋光單晶硅，錯(cuò)誤；（3）硅酸鈉水溶液俗稱水玻璃。取少量硅酸鈉溶液于試管中，逐滴加入飽和氯化銨溶液，振蕩。由于氯化銨是強(qiáng)酸弱堿鹽，水解使溶液顯酸性，在酸性條件下，SiO32-與水解產(chǎn)生的H+結(jié)合，形成硅酸沉淀，反應(yīng)的離子方程式是：SiO32- + 2H+ = H2SiO3↓。