硅单质及其化合物应用很广。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

硅单质及其化合物应用很广。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

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硅单质及其化合物应用很广。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、HCl和另一种物质,写出配平的化学反应方程式____________________;H2还原SiHCl3过程中若混有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.单质硅化学性质稳定,但可以被强碱溶液腐蚀
B.盐酸可以与硅反应,故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅
C.普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的,其熔点很高
D.光导纤维的主要成分是SiO2
(3)硅酸钠水溶液俗称水玻璃。取少量硅酸钠溶液于试管中,逐滴加入盐酸,振荡。写出实验现象并给予解释(用化学方程式说明)_________________________ ____。
(4)在人体器官受到损伤时,需要使用一种新型无机非金属材料来植入体内,这种材料是________(填字母)。
A.高温结构陶瓷     B.生物陶瓷      C.导电陶瓷
答案
(1)①SiHCl3+H2Si+3HCl
②SiHCl3+3H2O=H2SiO3+H2↑+3HCl↑
高温下,H2遇O2可能会引起爆炸;O2可能会氧化SiHCl3
(2)AD
(3)生成白色絮状沉淀,Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3
(4)B
解析
①SiHCl3和H2在高温下反应得到高纯硅的同时,可得到HCl,因此化学方程式为SiHCl3+H2Si+3HCl,②SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质,不难得出另一种物质为氢气,从而写出反应化学方程式,当混有氧气时,氢气和氧气会发生反应,可能会引起爆炸,另外,氧气也可能会氧化SiHCl3;(2)A、D比较简单,属于正确的说法,B中,单晶硅性质稳定,能与氢氟酸反应,而不能与盐酸反应,所以这一说法是错误的;C中要注意玻璃是混合物,不具备固定的熔沸点,所以C错误;(3)用盐酸制取硅酸,由于硅酸不溶于水,所以可以看到有白色絮状沉淀产生,反应化学方程式为Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓;(4)因是植入人体内,因此选用生物陶瓷,故选择B。
举一反三
单晶硅是信息产业中重要的基础材料。通常用焦炭在高温下还原二氧化硅制得粗硅(含铁、铝、硼、磷等杂质),粗硅与氯气反应生成四氯化硅(反应温度450~500 ℃),四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅。以下是实验室制备四氯化硅的装置示意图。

相关信息如下:
a.四氯化硅遇水极易水解;
b.硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物;
c.有关物质的物理常数见下表:
物 质
SiCl4
BCl3
AlCl3
FeCl3
PCl5
沸点/℃
57.7
12.8

315

熔点/℃
-70.0
-107.2



升华温度/℃


180
300
162
 
请回答下列问题:
(1)写出装置A中发生反应的离子方程式  ____________________________。
(2)装置A中g管的作用是________;装置C中的试剂是________;装置E中的h瓶需要冷却的理由是________________________________________。
(3)装置E中h瓶收集到的粗产物可通过精馏(类似多次蒸馏)得到高纯度四氯化硅,精馏后的残留物中,除铁元素外可能还含有的杂质元素是________(填写元素符号)。
(4)为了分析残留物中铁元素的含量,先将残留物预处理,使铁元素还原成Fe2,再用KMnO4标准溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定,反应的离子方程式是:5Fe2+MnO4+8H=5Fe3+Mn2+4H2O
滴定前是否要滴加指示剂?________(填“是”或“否”),请说明理由______________________。
②某同学称取5.000 g残留物,经预处理后在容量瓶中配制成100 mL溶液,移取25.00 mL试样溶液,用1.000×102 mol·L1 KMnO4标准溶液滴定。达到滴定终点时,消耗标准溶液20.00 mL,则残留物中铁元素的质量分数是________。
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世界著名的科技史专家,英国剑桥大学的李约瑟博士考证说:“中国至少在距今3 000年以前,就已经使用玻璃了。”下列有关玻璃的说法不正确的是   (  )。
A.制普通玻璃的原料主要是纯碱、石灰石和石英砂
B.玻璃在加热熔化时有固定的熔点
C.普通玻璃的主要成分中有硅酸钠、硅酸钙
D.盛放烧碱溶液的试剂瓶不能用玻璃塞,是为了防止烧碱跟二氧化硅反应生成硅酸钠而使瓶塞与瓶口黏在一起

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下列说法中,正确的是(  )
A.酸性氧化物都不与酸溶液反应
B.陶瓷、水泥及所有的玻璃都是硅酸盐产品
C.某些非金属单质既能与酸反应也能与碱反应
D.硅酸盐都是难溶于水的

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下列有关物质的应用正确的是(  )
A.硅酸钙可用于生产黏合剂和防火剂
B.用石英器皿盛放氢氟酸
C.SiO2和CO2都能溶于水且与水反应生成相应的酸
D.用NaHCO3治疗胃酸过多

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氯气用途十分广泛,可用于生产半导体材料硅,其生产的流程如下,下列说法不正确的是(  )
A.①③是置换反应,②是化合反应
B.高温下,焦炭与氢气的还原性均强于硅的
C.任一反应中,每消耗或生成28 g硅,均转移4 mol电子
D.高温下将石英砂、焦炭、氯气、氢气按一定比例混合可得高纯硅

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