Question

【题目】硅单质及其化合物应用范围很广。请回答下列问题：

(1)制备硅半导体材料必须先得到高纯硅。三氯甲硅烷(SiHCl3)还原法是当前

制备高纯硅的主要方法，生产过程示意图如下：

写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学反应方程式_______________________________。整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质，写出配平的化学反应方程式______________________________________________。H2还原SiHCl3过程中若混入O2，可能引起的后果是____________________________________________。

(2)下列有关硅材料的说法正确的是________(填字母)。

A．碳化硅化学性质稳定，可用于生产耐高温水泥

B．氮化硅硬度大、熔点高，可用于制作高温陶瓷和轴承

C．高纯度的二氧化硅可用于制造高性能通讯材料——光导纤维

D．普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的，其熔点很高

E．盐酸可以与硅反应，故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅

(3)硅酸钠水溶液俗称水玻璃。取少量硅酸钠溶液于试管中，逐滴加入饱和氯化铵溶液，振荡。写出实验现象并给予解释。____________________________________________。

Answer 1

【答案】SiHCl3＋H2Si＋3HCl SiHCl3＋3H2O=H2SiO3↓＋3HCl↑＋H2↑ 氧气与氢气混合，可能引起爆炸；氧气可能会氧化SiHCl3 BC 试管中有白色胶状沉淀生成，并且有刺激性气体生成Na2SiO3和NH4Cl均能够水解，二者相互促进，Na2SiO3水解生成H2SiO3，NH4Cl水解产生NH3

【解析】

1）①氢气和纯SiHCl3反应生成高纯硅；
②SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和氢气，氢气易爆炸；
（2）A．原子晶体熔点高，耐高温；
B．原子晶体熔点高硬度大；
C．二氧化硅具有折光性；
D．盐熔点较高；
E．硅与盐酸不反应；

（3）硅酸钠和稀硝酸反应生成不溶性的硅酸。

（1）①氢气和纯SiHCl3反应生成高纯硅和氯化氢：SiHCl3+H2

Si+3HCl，故答案为：SiHCl3+H2Si+3HCl；
②SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和氢气：SiHCl3+3H2O═H2SiO3+H2↑+3HCl，氢气遇氧气易爆炸，
故答案为：SiHCl3+3H2O═H2SiO3+H2↑+3HCl；高温下，H2遇O2发生爆炸；
（2）②SiHCl3和H2O剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质，分析它们化合价的变化可知，，而Cl的化合价未发生变化，因此另一种元素即H元素的化合价必定降低，即另一种物质是H2，SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和氢气：3SiHCl3+3H2O═H2SiO3+H2↑+3HCl，加热条件下，氢气遇氧气易爆炸，故答案为：3SiHCl3+3H2O═H2SiO3+H2↑+3HCl；爆炸；
（2）A．碳化硅属于原子晶体，化学性质稳定且熔点较高，但不可用于生产耐高温水泥，故错误；
B．氮化硅属于原子晶体，硬度大、熔点高，可用于制作高温陶瓷和轴承，故正确；
C．光导纤维的主要成分是二氧化硅，是利用光的全反射原理，故正确；
D．普玻璃是一种玻璃态物质，无固定的熔点，故错误；
E．盐酸不能与硅反应，而HCl在573K以上的温度下可与硅发生反应，故错误；
故选BC；
（3）硅酸的酸性小于硝酸，硅酸钠和硝酸反应生成难溶性的硅酸钠，所以看到有白色胶状物产生，反应方程式为，
故答案为：有白色胶状沉淀生成，反应原理为Na2SiO3+2HNO3=H2SiO3↓+2NaNO3。