Question

【题目】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、HCl和另一种物质，写出配平的化学反应方程式：____________________。

（2）化学研究性学习小组在探究硅的制取方法时，从资料查阅到下列信息：①Mg在高温条件下可与SiO2反应；②金属硅化物与稀H2SO4反应生成硫酸盐和SiH4；③SiH4在空气中自燃。

他们根据信息进行实验，当用足量稀H2SO4溶解第①步实验获得的固体产物时，发现有爆鸣声和火花；然后过滤、洗涤、干燥；最后称量、计算，测得其产率只有预期值的63%左右。

①第①步实验发生反应的化学方程式是 ；______ ____。

②用稀H2SO4溶解第①步实验获得固体产物时，产生爆鸣声和火花的原因是(用化学方程式表示)_________________， 。

Answer 1

【答案】

（1）①SiHCl3＋H2Si＋3HCl；

②SiHCl3＋3H2O==H2SiO3↓＋H2↑＋3HCl↑

（2）①Mg＋SiO22MgO＋Si；

②2Mg＋SiMg2Si、Mg2Si＋2H2SO4==2MgSO4＋SiH4，SiH4＋2O2==SiO2＋2H2O

【解析】

试题分析：（1）①氢气和纯SiHCl3反应生成高纯硅和氯化氢：SiHCl3+H2Si+3HCl，故答案为：SiHCl3+H2Si+3HCl；

②SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和氢气：SiHCl3+3H2O═H2SiO3↓+H2↑+3HCl↑，氢气遇氧气易爆炸，故答案为：SiHCl3+3H2O═H2SiO3↓+3HCl↑+H2↑，故答案为：SiHCl3+3H2O=H2SiO3+H2↑+3HCl；

（2）①Mg在点燃的条件下即可与SiO2反应，由题给信息可知类似于镁和二氧化碳的反应，可生成单质硅和氧化镁，反应的方程式为2Mg+SiO22MgO+Si，故答案为：2Mg+SiO22MgO+Si；

②发现有爆鸣声和火花，说明生成气体，应为SiH4，原因是发生2Mg+Si Mg2Si，Mg2Si+2H2SO4═2MgSO4+SiH4↑，SiH4+2O2═SiO2+2H2O，金属镁与生成的硅继续反应生成硅化镁，硅化镁与稀硫酸反应生成的SiH4可自燃，故答案为：2Mg+Si=Mg2Si、Mg2Si+2H2SO4=2MgSO4+SiH4↑、SiH4+2O2=SiO2+2H2O。