Question

【題目】硅單質(zhì)及其化合物應(yīng)用范圍很廣。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純硅。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：

寫出由純SiHCl3制備高純硅的化學(xué)反應(yīng)方程式_______________________________。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、HCl和另一種物質(zhì)，寫出配平的化學(xué)反應(yīng)方程式______________________________________________。H2還原SiHCl3過(guò)程中若混入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．碳化硅化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，可用于生產(chǎn)耐高溫水泥

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，其熔點(diǎn)很高

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。寫出實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并給予解釋。____________________________________________。

Answer 1

【答案】SiHCl3＋H2Si＋3HCl SiHCl3＋3H2O=H2SiO3↓＋3HCl↑＋H2↑ 氧氣與氫氣混合，可能引起爆炸；氧氣可能會(huì)氧化SiHCl3 BC 試管中有白色膠狀沉淀生成，并且有刺激性氣體生成Na2SiO3和NH4Cl均能夠水解，二者相互促進(jìn)，Na2SiO3水解生成H2SiO3，NH4Cl水解產(chǎn)生NH3

【解析】

1）①氫氣和純SiHCl3反應(yīng)生成高純硅；
②SiHCl3遇水劇烈反應(yīng)生成H2SiO3、HCl和氫氣，氫氣易爆炸；
（2）A．原子晶體熔點(diǎn)高，耐高溫；
B．原子晶體熔點(diǎn)高硬度大；
C．二氧化硅具有折光性；
D．鹽熔點(diǎn)較高；
E．硅與鹽酸不反應(yīng)；

（3）硅酸鈉和稀硝酸反應(yīng)生成不溶性的硅酸。

（1）①氫氣和純SiHCl3反應(yīng)生成高純硅和氯化氫：SiHCl3+H2

Si+3HCl，故答案為：SiHCl3+H2Si+3HCl；
②SiHCl3遇水劇烈反應(yīng)生成H2SiO3、HCl和氫氣：SiHCl3+3H2O═H2SiO3+H2↑+3HCl，氫氣遇氧氣易爆炸，
故答案為：SiHCl3+3H2O═H2SiO3+H2↑+3HCl；高溫下，H2遇O2發(fā)生爆炸；
（2）②SiHCl3和H2O劇烈反應(yīng)生成H2SiO3、HCl和另一種物質(zhì)，分析它們化合價(jià)的變化可知，，而Cl的化合價(jià)未發(fā)生變化，因此另一種元素即H元素的化合價(jià)必定降低，即另一種物質(zhì)是H2，SiHCl3遇水劇烈反應(yīng)生成H2SiO3、HCl和氫氣：3SiHCl3+3H2O═H2SiO3+H2↑+3HCl，加熱條件下，氫氣遇氧氣易爆炸，故答案為：3SiHCl3+3H2O═H2SiO3+H2↑+3HCl；爆炸；
（2）A．碳化硅屬于原子晶體，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定且熔點(diǎn)較高，但不可用于生產(chǎn)耐高溫水泥，故錯(cuò)誤；
B．氮化硅屬于原子晶體，硬度大、熔點(diǎn)高，可用于制作高溫陶瓷和軸承，故正確；
C．光導(dǎo)纖維的主要成分是二氧化硅，是利用光的全反射原理，故正確；
D．普玻璃是一種玻璃態(tài)物質(zhì)，無(wú)固定的熔點(diǎn)，故錯(cuò)誤；
E．鹽酸不能與硅反應(yīng)，而HCl在573K以上的溫度下可與硅發(fā)生反應(yīng)，故錯(cuò)誤；
故選BC；
（3）硅酸的酸性小于硝酸，硅酸鈉和硝酸反應(yīng)生成難溶性的硅酸鈉，所以看到有白色膠狀物產(chǎn)生，反應(yīng)方程式為，
故答案為：有白色膠狀沉淀生成，反應(yīng)原理為Na2SiO3+2HNO3=H2SiO3↓+2NaNO3。