Question

【題目】硅單質(zhì)及其化合物應(yīng)用范圍很廣。請回答下列問題：

（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、HCl和另一種物質(zhì)，寫出配平的化學(xué)反應(yīng)方程式：____________________。

（2）化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組在探究硅的制取方法時，從資料查閱到下列信息：①M(fèi)g在高溫條件下可與SiO2反應(yīng)；②金屬硅化物與稀H2SO4反應(yīng)生成硫酸鹽和SiH4；③SiH4在空氣中自燃。

他們根據(jù)信息進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，當(dāng)用足量稀H2SO4溶解第①步實(shí)驗(yàn)獲得的固體產(chǎn)物時，發(fā)現(xiàn)有爆鳴聲和火花；然后過濾、洗滌、干燥；最后稱量、計(jì)算，測得其產(chǎn)率只有預(yù)期值的63%左右。

①第①步實(shí)驗(yàn)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是 ；______ ____。

②用稀H2SO4溶解第①步實(shí)驗(yàn)獲得固體產(chǎn)物時，產(chǎn)生爆鳴聲和火花的原因是(用化學(xué)方程式表示)_________________， 。

Answer 1

【答案】

（1）①SiHCl3＋H2Si＋3HCl；

②SiHCl3＋3H2O==H2SiO3↓＋H2↑＋3HCl↑

（2）①M(fèi)g＋SiO22MgO＋Si；

②2Mg＋SiMg2Si、Mg2Si＋2H2SO4==2MgSO4＋SiH4，SiH4＋2O2==SiO2＋2H2O

【解析】

試題分析：（1）①氫氣和純SiHCl3反應(yīng)生成高純硅和氯化氫：SiHCl3+H2Si+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↓+3HCl↑+H2↑，故答案為：SiHCl3+3H2O=H2SiO3+H2↑+3HCl；

（2）①Mg在點(diǎn)燃的條件下即可與SiO2反應(yīng)，由題給信息可知類似于鎂和二氧化碳的反應(yīng)，可生成單質(zhì)硅和氧化鎂，反應(yīng)的方程式為2Mg+SiO22MgO+Si，故答案為：2Mg+SiO22MgO+Si；

②發(fā)現(xiàn)有爆鳴聲和火花，說明生成氣體，應(yīng)為SiH4，原因是發(fā)生2Mg+Si Mg2Si，Mg2Si+2H2SO4═2MgSO4+SiH4↑，SiH4+2O2═SiO2+2H2O，金屬鎂與生成的硅繼續(xù)反應(yīng)生成硅化鎂，硅化鎂與稀硫酸反應(yīng)生成的SiH4可自燃，故答案為：2Mg+Si=Mg2Si、Mg2Si+2H2SO4=2MgSO4+SiH4↑、SiH4+2O2=SiO2+2H2O。