题目内容
【题目】华裔科学家高锟因提出“以高纯度的石英玻璃制造光纤”,获得2009年诺贝尔奖。从20世纪中叶开始,硅成了信息技术的关键材料,是目前应用最多的半导体材料。回答问题:
(1)地壳里各种元素的含量(质量分数)如图所示,其中表示Si元素的含量为_____。
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(2)根据元素周期表可知,原子序数为6的碳原子和原子序数为14的硅原子最外层电子数均为4。常温下,硅的化学性质______(填“活泼”或“不活泼”)。
(3)制备硅半导体材料必须先得到高纯硅,工业上以石英砂(主要成分SiO2)制取高纯度石英玻璃的生产原理如下。请回答:
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①已知反应①的另一产物是有毒气体,其化学式为____,此副产物的用途是_______。
②已知反应②为化合反应,该反应的化学方程式为________________。
③反应③的化学方程式为SiCl4+O2
SiO2+2Cl2,该反应的基本类型为______。
④将反应③中的氧气换成氢气,可制得生产计算机芯片的高纯硅,则另一产物的化学式为_____。
【答案】26.30% 不活泼 CO 用于冶金工业或气体燃料 Si+2Cl2
SiCl4 置换反应 HCl
【解析】
(1)因为硅元素在地壳里含量是第二位。所以,硅的含量为26.30%;故填:26.30%;
(2)由于碳元素的化学性质不活泼,而硅元素的最外层电子数与碳相同,则其化学性质也应较稳定,故常温下硅的化学性质不活泼;故填:不活泼;
(3)①二氧化硅和碳反应生成有毒气体,根据反应中元素种类不变,可确定该产物为一氧化碳,一氧化碳具有还原性和可燃性,所以可用于冶金工业或气体燃料;故填:CO;用于冶金工业或气体燃料;
②反应②为两种物质生成一种物质的化合反应,所以是硅和氯气反应生成四氯化硅,反应的化学方程式为Si+2Cl2
SiCl4;故填:Si+2Cl2
SiCl4;
(3)反应③的化学方程式为SiCl4+O2
SiO2+2Cl2,该反应是单质与化合物生成单质与化合物的置换反应。故填:置换反应;
(4)反应物为氢气和四氯化硅生成物有硅,根据反应中元素种类不变,可确定另一元素中含有氢、氯元素,所以则另一产物的化学式为HCl;故填:HCl。