Question

8．硅單質(zhì)及其化合物應(yīng)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(chǎn)過程示意圖如下：
石英砂$→_{高溫}^{焦炭}$粗硅$→_{573K以上}^{HCl}$SiHCl₃（粗）$\stackrel{精餾}{→}$SiHCl₃（純）$→_{1357K}^{H_{2}}$高純硅
①寫出由純SiHCl₃制備高純硅的化學反應(yīng)方程式SiHCl₃+H₂═Si+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(yīng)生成H₂SiO₃．H₂和另一種物質(zhì)．寫出配平的化學反應(yīng)方程式SiHCl₃+3H₂O=H₂SiO₃+H₂↑+3HCl，H₂還原SiHCl₃過程中若混O₂．可能引起的后果是高溫下，H₂遇O₂發(fā)生爆炸．
（2）下列有關(guān)硅材料的說法正確的是ABCD（填字母）．
A．高純度的硅，可用于生產(chǎn)光電池，將光能直接轉(zhuǎn)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(yīng)．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(xiàn)象并給予解釋生成白色絮狀沉淀，又刺激性氣味的氣體生成，SiO₃^2-與NH₄⁺發(fā)生雙水解反應(yīng)，SiO₃^2-+2NH₄⁺+2H₂O═2NH₃•H₂O+H₂SiO₃↓．

Answer 1

分析 （1）①SiHCl₃與氫氣發(fā)生置換反應(yīng)生成硅和氯化氫；
②寫出反應(yīng)物和給出的生成物H₂SiO₃和HCl，用原子守恒法找出另一種生成物為H₂，并配平；氫氣遇氧氣易爆炸；
（2）A．單質(zhì)硅導電性介于導體與絕緣體之間；
B．氮化硅為原子晶體；
C．高純度的二氧化硅，具有良好的光學特性；
D．依據(jù)制備玻璃的原料解答；
E．鹽酸與硅不反應(yīng)；
（3）SiO₃^2-與NH₄⁺發(fā)生雙水解反應(yīng)．

解答 解；（1）①氫氣和純SiHCl₃反應(yīng)生成高純硅和氯化氫：SiHCl₃+H₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Si+3HCl，
故答案為：SiHCl₃+H₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Si+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↑；氧氣與氫氣混合，可能引起爆炸；
故答案為：SiHCl₃+3H₂O=H₂SiO₃+H₂↑+3HCl；      高溫下，H₂遇O₂發(fā)生爆炸；
（2）A．單質(zhì)硅導電性介于導體與絕緣體之間，是良好的半導體，可以制成光電池，將光能直接轉(zhuǎn)換為電能，故A正確；
B．氮化硅為原子晶體，硬度大．熔點高．可用于制作高溫陶瓷和軸承，故B正確；
C．高純度的二氧化硅，具有良好的光學特性，是制造光導纖維主要原料，故C正確；
D．玻璃是由純堿、石灰石和石英制成的，故D正確；
E．鹽酸與硅不反應(yīng)，故E錯誤；
故選：ABCD；
（3）SiO₃^2-與NH₄⁺發(fā)生雙水解反應(yīng)生成白色絮狀沉淀，又刺激性氣味的氣體生成，方程式：SiO₃^2-+2NH₄⁺+2H₂O═2NH₃•H₂O+H₂SiO₃↓，
故答案為：生成白色絮狀沉淀，又刺激性氣味的氣體生成，SiO₃^2-與NH₄⁺發(fā)生雙水解反應(yīng)，SiO₃^2-+2NH₄⁺+2H₂O═2NH₃•H₂O+H₂SiO₃↓．

點評 本題考查了硅及其化合物知識，涉及粗硅提純、硅、二氧化硅用途，題目難度不大，熟悉相關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)即可解答，注意對基礎(chǔ)知識積累．