Question

（10分)硅单质及其化合物应用范围很广。请回答下列问题:
(1)制备硅半导体材料必须先得到高纯硅。三氯甲硅烷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写出由纯制备高纯硅的化学方程式:                         。
②整个制备过程必须严格控制无水无氧。遇水剧烈反应生成、HCl和另一种物质,配平后的化学反应方程式为?                   ;还原过程中若混入可能引起的后果是?                 。
(2)下列有关硅材料的说法正确的是?       (填字母)。

A．碳化硅化学性质稳定,可用于生产耐高温水泥

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,其熔点很高

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,逐滴加入稀硝酸,振荡。写出实验现象并给予解释                         。

Answer 1

(1)① Si+3HCl
②↑  发生爆炸 (2)BC
(3)有白色胶状沉淀生成,反应原理为  Na₂SiO₃ + 2HNO₃ =  H₂SiO₃↓+  2NaNO₃

试题分析：(1)①根据原子守恒即质量守恒可以写出SiHCl3与H2反应的化学方程式。
②SiHCl3和H2O剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质，分析它们化合价的变化可知， ，而Cl的化合价未发生变化，因此另一种元素即H元素的化合价必定降低，即另一种物质是H₂。
(2)SiC和Si3N4均为原子晶体，熔点高，性质稳定，A、B正确。光导纤维的材料为SiO2，C正确。玻璃是一种玻璃态物质，无固定的熔点。盐酸不能与硅反应，而HCl在573 K以上的温度下可与硅发生反应。因此D、E都不正确。
（3）有白色胶状沉淀生成,反应原理用化学反应方程式表示。
点评：本题主要考查硅单质及其化合物的性质及其应用，综合性较强，考查学生的综合思维能力。题目难度中等。