Question

【題目】硅單質及其化合物應用范圍廣。請回答下列問題：

（1）制備硅半導體材料必須先得到高醇硅。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:

①寫出由純SiHCl3制備高純硅的化學反應方程式 ．

②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、H2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．高純度的硅，可用于生產光電池，將光能直接轉換為電能

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

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

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

（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時發生反應產生Si單質、HCl，制備高純硅的化學反應方程式是SiHCl3+H2Si+3HCl；②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、H2和另一種物質。根據原子守恒，可得配平的化學反應方程式是SiHCl3+3H2O=H2SiO3+H2↑+3HCl；H2還原SiHCl3過程中若混O2，在點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，發生爆炸；（2） A．高純度的硅有很好的光能轉化為電能的作用，所以可用于生產光電池，將光能直接轉換為電能，正確；B．氮化硅是原子晶體，原子之間通過共價鍵結合，由于共價鍵強度大，斷裂需要吸收大量的能量，所以硬度大、熔點高，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生反應制成的，正確；E．鹽酸不可以與硅反應，故不能采用鹽酸為拋光液拋光單晶硅，錯誤；（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。由于氯化銨是強酸弱堿鹽，水解使溶液顯酸性，在酸性條件下，SiO32-與水解產生的H+結合，形成硅酸沉淀，反應的離子方程式是：SiO32- + 2H+ = H2SiO3↓。