(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 |
(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 。
过氧化氢H2O2,(氧的化合价为-1价),俗名双氧水,医疗上利用它有杀菌消毒作用来清洗伤口。对于下列A~D涉及H2O2的反应,填写空白:
| A.Na2O2 +2HCl= 2NaCl+H2O2 | B.Ag2O+ H2O2=2Ag+O2+ H2O |
| C.2 H2O2="2" H2O+O2 | D.3 H2O2+Cr2(SO4)3+10KOH=2K2CrO4+3K2SO4+8 H2O |
(2)H2O2既体现氧化性又体现还原性的反应是(填代号) 。
(3)H2O2体现酸性的反应是(填代号) 。
(4)上述反应说明H2O2、Ag2O、K2CrO4氧化性由强到弱的顺序是: 。
氯碱工业中,通过电解饱和食盐水获得重要的化工原料:氯气、氢气和氢氧化钠。其中氯气用途十分广泛,除用于净水、环境消毒外,还用于生产盐酸、硅、聚氯乙烯、氯苯等。
(1)写出工业上制取盐酸的化学反应方程式:
(2)工业上可用氯气和石灰乳为原料制造漂白粉,写出漂白粉在空气中的漂白原理(用化学方程式表示) 。
(3)工业上生产半导体材料硅的流程如下: ![]()
①写出在制备粗硅时反应的化学方程式_____________________________,此反应中焦炭的作用是____________(填“氧化剂”或“还原剂”),若有 0.6mol硅生成,反应中转移电子的物质的量是 mol。
②粗硅与氯气反应后得到沸点较低的液态四氯化硅中常混有一些高沸点,难挥发性杂质,必须进行分离提纯。其提纯方法为____________。(填序号)
| A.蒸馏 | B.过滤 | C.萃取 | D.结晶 |
________________________________________________________________________。
填空(3分)
| 硅酸盐 | 化学组成 | 氧化物形式 |
| 高岭土 | Al2(Si2O5)(OH)4 | |
| 正长石 | K2Al2Si6O16 | |
| 红柱石 | Al2SiO5 | |
(8分)氮化硅(Si3N4)是一种新型陶瓷材料,它可用石英与焦炭在高温的氮气流中反应制得:
SiO2+ C+ N2
Si3N4+ CO
根据题意完成下列各题:
(1)配平上述化学反应方程式。
(2)为了保证石英和焦炭尽可能的转化,氮气要适当过量。某次反应用了20mol氮气,反应生成了5mol一氧化碳,此时混合气体的平均相对分子质量是 。
(3)分析反应可推测碳、氮气的氧化性:C N2(填“>”“<”“=”)。
(4)氮化硅陶瓷的机械强度高,硬度接近于刚玉(A12O3),热稳定性好,化学性质稳定。以下用途正确的是 。
| A.可以在冶金工业上制成坩埚、铝电解槽衬里等设备 |
| B.在电子工业上制成耐高温的电的良导体 |
| C.研发氮化硅的全陶发动机替代同类型金属发动机 |
| D.氮化硅陶瓷的开发受到资源的限制,没有发展前途 |