Question

硅单质及其化合物应用范围广。请回答下列问题：

（1）制备硅半导体材料必须先得到高醇硅。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:

①写出由纯SiHCl₃制备高纯硅的化学反应方程式               ．

②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、H₂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．高纯度的硅，可用于生产光电池，将光能直接转换为电能

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

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） ①SiHCl3+H2Si+3HCl；②SiHCl3+3H2O=H2SiO3+H2↑+3HCl；高温下，H2遇O2发生爆炸。

（2）A、B、C、D；

（3）生成白色絮状沉淀，SiO32- + 2H+ = H2SiO3↓。

【解析】

试题分析：①由纯SiHCl3与氢气在1357K时发生反应产生Si单质、HCl，制备高纯硅的化学反应方程式是SiHCl3+H2Si+3HCl；②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、H2和另一种物质。根据原子守恒，可得配平的化学反应方程式是SiHCl3+3H2O=H2SiO3+H2↑+3HCl；H2还原SiHCl3过程中若混O2，在点燃情况下氢气与氧气混合剧烈燃烧，放出大量的热，使气体的体积膨胀，发生爆炸；（2） A．高纯度的硅有很好的光能转化为电能的作用，所以可用于生产光电池，将光能直接转换为电能，正确；B．氮化硅是原子晶体，原子之间通过共价键结合，由于共价键强度大，断裂需要吸收大量的能量，所以硬度大、熔点高，因此可用于制作高温陶瓷和轴承，正确；C．高纯度的二氧化硅可以使光线全反射的作用，所以可用于制造高性能通讯材料----光导纤维，正确；D．普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂在高温下发生反应制成的，正确；E．盐酸不可以与硅反应，故不能采用盐酸为抛光液抛光单晶硅，错误；（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。由于氯化铵是强酸弱碱盐，水解使溶液显酸性，在酸性条件下，SiO32-与水解产生的H+结合，形成硅酸沉淀，反应的离子方程式是：SiO32- + 2H+ = H2SiO3↓。

考点：考查硅单质及其化合物应用的知识。