Question

硅單質及其化合物應用范圍很廣。請回答下列問題：

(1)制備硅半導體材料必須先得到高純硅。三氯甲硅烷(SiHCl3)還原法是當前

制備高純硅的主要方法，生產過程示意圖如下：

寫出由純SiHCl3制備高純硅的化學反應方程式_______________________________。整個制備過程必須嚴格控制無水無氧。SiHCl3遇水劇烈反應生成H2SiO3、HCl和另一種物質，寫出配平的化學反應方程式______________________________________________。H2還原SiHCl3過程中若混入O2，可能引起的后果是____________________________________________。

(2)下列有關硅材料的說法正確的是________(填字母)。

A．碳化硅化學性質穩定，可用于生產耐高溫水泥

B．氮化硅硬度大、熔點高，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——光導纖維

D．普通玻璃是由純堿、石灰石和石英砂制成的，其熔點很高

E．鹽酸可以與硅反應，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。寫出實驗現象并給予解釋。____________________________________________。

 

Answer 1

(1)①SiHCl3＋H2Si＋3HCl

②SiHCl3＋3H2O=H2SiO3↓＋3HCl↑＋H2↑氧氣與氫氣混合，可能引起爆炸；氧氣可能會氧化SiHCl3

(2)BC

(3)現象：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，Na2SiO3水解生成H2SiO3，NH4Cl水解產生NH3。

【解析】(1)①根據原子守恒即質量守恒可以寫出SiHCl3與H2反應的化學方程式。

②SiHCl3和H2O劇烈反應生成H2SiO3、HCl和另一種物質，分析它們化合價的變化可知，，而Cl的化合價未發生變化，因此另一種元素即H元素的化合價必定降低，即另一種物質是H2。

(2)碳化硅、氮化硅為原子晶體，而水泥是硅酸鹽產品，A錯，B和C都正確。玻璃是一種玻璃態物質，無固定的熔點。鹽酸不能與硅反應，而HCl在573 K以上的溫度下可與硅發生反應。因此D、E都不正確。Na2SiO3和NH4Cl均能夠水解，二者相互促進，Na2SiO3水解生成H2SiO3，NH4Cl水解產生NH3。