Question

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(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和另一种酸，写出并配平化学反应方程式_________________________________；H₂还原SiHCl₃过程中若混入O₂，可能引起的后果是_________________________________________________。

（2）下列有关硅材料的说法正确的是________ 。

A．盐酸可以与硅反应，故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅

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，硬度很大

（3）自然界中硅酸盐种类多，结构复杂，通常用二氧化硅和金属氧化物的形式来表示其组成．如正长石（KAlSi₃O₈），氧化物形式为_________________________________

（4）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，产生的实验现象为_____________，水玻璃在工业上有许多用途，试举出一例____________________。

Answer

SiHCl3+H2Si+3HCl SiHCl3+3H2O= H2SiO3↓十3HCl↑+H2↑ 氧气与氢气混合，可能引起爆炸，氧气可能会氧化SiHCl3 B C K2O·AL2O3·6SiO2 试管中有白色胶状沉淀生成 制备硅胶、防火剂、防腐剂、粘合剂等（回答一个即可）

【解析】（1）①根据原子守恒即质量守恒可知，三氯甲硅烷(SiHCl3)与H2反应生成硅和氯化氢，反应的化学方程式为：SiHCl3+H2Si+3HCl；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，故反应方程式为SiHCl3+3H2O= H2SiO3↓十3HCl↑+H2↑；H2还原SiHCl3过程中若混入O2，可能引起的后果是氧气与氢气混合，可能引起爆炸，氧气可能会氧化SiHCl3；（2）A、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，选项A错误；B、氮化硅为原子晶体，熔点高，性质稳定，可用于制作高温陶瓷和轴承，选项B正确；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，选项C正确；D、玻璃是一种玻璃态物质，无固定的熔点，选项D错误。答案选BC；（3）正长石（KAlSi3O8）改写成氧化物的形式为：K2O·AL2O3·6SiO2；（4）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，产生的实验现象为试管中有白色胶状沉淀生成，水玻璃在工业上有许多用途，如制备硅胶、防火剂、防腐剂、粘合剂等。