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)過程示意圖如下：

①寫出由純SiHCl3制備高純硅的化學(xué)反應(yīng)方程式_____________________________。

②整個(gè)制備過程必須嚴(yán)格控制無水無氧。SiHCl3遇水劇烈反應(yīng)生成H2SiO3、H2和另一種酸，寫出并配平化學(xué)反應(yīng)方程式_________________________________；H2還原SiHCl3過程中若混入O2，可能引起的后果是_________________________________________________。

（2）下列有關(guān)硅材料的說法正確的是________ 。

A．鹽酸可以與硅反應(yīng)，故采用鹽酸為拋光液拋光單晶硅

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，硬度很大

（3）自然界中硅酸鹽種類多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，通常用二氧化硅和金屬氧化物的形式來表示其組成．如正長(zhǎng)石（KAlSi3O8），氧化物形式為_________________________________

（4）硅酸鈉水溶液俗稱水玻璃。取少量硅酸鈉溶液于試管中，逐滴加入稀硝酸，產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為_____________，水玻璃在工業(yè)上有許多用途，試舉出一例____________________。

Answer 1

【答案】 SiHCl3+H2Si+3HCl SiHCl3+3H2O= H2SiO3↓十3HCl↑+H2↑ 氧氣與氫氣混合，可能引起爆炸，氧氣可能會(huì)氧化SiHCl3 B C K2O·AL2O3·6SiO2 試管中有白色膠狀沉淀生成 制備硅膠、防火劑、防腐劑、粘合劑等（回答一個(gè)即可）

【解析】（1）①根據(jù)原子守恒即質(zhì)量守恒可知，三氯甲硅烷(SiHCl3)與H2反應(yīng)生成硅和氯化氫，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：SiHCl3+H2Si+3HCl；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，故反應(yīng)方程式為SiHCl3+3H2O= H2SiO3↓十3HCl↑+H2↑；H2還原SiHCl3過程中若混入O2，可能引起的后果是氧氣與氫氣混合，可能引起爆炸，氧氣可能會(huì)氧化SiHCl3；（2）A、鹽酸不能與硅反應(yīng)，而HCl在573 K以上的溫度下可與硅發(fā)生反應(yīng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B、氮化硅為原子晶體，熔點(diǎn)高，性質(zhì)穩(wěn)定，可用于制作高溫陶瓷和軸承，選項(xiàng)B正確；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，選項(xiàng)C正確；D、玻璃是一種玻璃態(tài)物質(zhì)，無固定的熔點(diǎn)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案選BC；（3）正長(zhǎng)石（KAlSi3O8）改寫成氧化物的形式為：K2O·AL2O3·6SiO2；（4）硅酸鈉水溶液俗稱水玻璃。取少量硅酸鈉溶液于試管中，逐滴加入稀硝酸，產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為試管中有白色膠狀沉淀生成，水玻璃在工業(yè)上有許多用途，如制備硅膠、防火劑、防腐劑、粘合劑等。