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清洗和制绒是硅晶片制作的重要步骤之一,硅片化学清洗的主要目的是除去硅片表面杂质(如某些有机物,无机盐,金属、Si、SiO2粉尘等)。常用的化学清洗剂有高纯水、有机溶剂、双氧水、浓酸、强碱等。其中去除硅的氧化物,通常用一定浓度的HF溶液,室温条件下将硅片浸泡1至数分钟。制绒是在硅片表面形成金字塔形的绒面,增加硅对太阳光的吸收。单晶制绒通常用NaOH,Na2SiO3等混合溶液在75~90℃反应25~35 min,效果良好。
回答下列问题
(1)能否用玻璃试剂瓶来盛HF溶液,为什么?用化学方程式加以解释 ;
(2)写出晶片制绒反应的离子方程式 ,对单晶制绒1990年化学家Seidel提出了一种的电化学模型,他指出Si与NaOH溶液的反应,首先是Si与OH一反应,生成SiO44一,然后SiO44一迅速水解生成H4SiO4。基于此原理分析反应中氧化剂为 。
(3)本校化学兴趣小组同学,为验证Seidel的理论是否正确,完成以下实验:
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实验事实 |
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事实一 |
水蒸汽在600℃时可使粉末状硅缓慢氧化并放出氢气。 |
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事实二 |
盛放于铂或石英器皿中的纯水长时间对粉末状还原硅无腐蚀作用。 |
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事实三 |
普通玻璃器皿中的水仅因含有从玻璃中溶出的微量的碱便可使粉末状硅在其中缓慢溶解。 |
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事实四 |
在野外环境里,用较高百分比的硅铁粉与干燥的Ca(OH)2和NaOH,点着后焖烧,可剧烈放出H2。 |
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事实五 |
1g(0.036mo1)Si和20mL含有lgNaOH(0.025mol)的溶液,小心加热(稍微预热),收集到约1700mL H2,很接近理论值(1600mL)。 |
结论:从实验上说明碱性水溶液条件下,H2O可作 剂;NaOH作 剂,降低反应 。高温无水环境下,NaOH作 剂。
(4)在太阳能电池表面沉积深蓝色减反膜——氮化硅晶膜。常用硅烷(SiH4)与氨气(NH3)在等离子体中反应。硅烷是一种无色、有毒气体,常温下与空气和水剧烈反应。下列关于硅烷、氮化硅的叙述不正确的是 。
A.在使用硅烷时要注意隔离空气和水,SiH4能与水发生氧化还原反应生成H2;
B.硅烷与氨气反应的化学方程式为:3SiH4+4NH3=Si3N4+12H2↑,反应中NH3作氧化剂;
C.它们具有卓越的抗氧化、绝缘性能和隔绝性能,化学稳定性很好,不与任何酸、碱反应;
D.氮化硅晶体中只存在共价键,Si3N4是优良的新型无机非金属材料。
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清洗和制绒是硅晶片制作的重要步骤之一,硅片化学清洗的主要目的是除去硅片表面杂质(如某些有机物,无机盐,金属、Si、SiO2粉尘等)。常用的化学清洗剂有高纯水、有机溶剂、双氧水、浓酸、强碱等。其中去除硅的氧化物,通常用一定浓度的HF溶液,室温条件下将硅片浸泡1至数分钟。制绒是在硅片表面形成金字塔形的绒面,增加硅对太阳光的吸收。单晶制绒通常用NaOH,Na2SiO3等混合溶液在75~90℃反应25~35 min,效果良好。
回答下列问题
(1)能否用玻璃试剂瓶来盛HF溶液,为什么?用化学方程式加以解释 ;
(2)写出晶片制绒反应的离子方程式 ,对单晶制绒1990年化学家Seidel提出了一种的电化学模型,他指出Si与NaOH溶液的反应,首先是Si与OH一反应,生成SiO44一,然后SiO44一迅速水解生成H4SiO4。基于此原理分析反应中氧化剂为 。
(3)本校化学兴趣小组同学,为验证Seidel的理论是否正确,完成以下实验:
| | 实验事实 |
| 事实一 | 水蒸汽在600℃时可使粉末状硅缓慢氧化并放出氢气。 |
| 事实二 | 盛放于铂或石英器皿中的纯水长时间对粉末状还原硅无腐蚀作用。 |
| 事实三 | 普通玻璃器皿中的水仅因含有从玻璃中溶出的微量的碱便可使粉末状硅在其中缓慢溶解。 |
| 事实四 | 在野外环境里,用较高百分比的硅铁粉与干燥的Ca(OH)2和NaOH,点着后焖烧,可剧烈放出H2。 |
| 事实五 | 1g(0.036mo1)Si和20mL含有lgNaOH(0.025mol)的溶液,小心加热(稍微预热),收集到约1700mL H2,很接近理论值(1600mL)。 |
结论:从实验上说明碱性水溶液条件下,H2O可作 剂;NaOH作 剂,降低反应 。高温无水环境下,NaOH作 剂。
(4)在太阳能电池表面沉积深蓝色减反膜——氮化硅晶膜。常用硅烷(SiH4)与氨气(NH3)在等离子体中反应。硅烷是一种无色、有毒气体,常温下与空气和水剧烈反应。下列关于硅烷、氮化硅的叙述不正确的是 。
A.在使用硅烷时要注意隔离空气和水,SiH4能与水发生氧化还原反应生成H2;
B.硅烷与氨气反应的化学方程式为:3SiH4+4NH3=Si3N4+12H2↑,反应中NH3作氧化剂;
C.它们具有卓越的抗氧化、绝缘性能和隔绝性能,化学稳定性很好,不与任何酸、碱反应;
D.氮化硅晶体中只存在共价键,Si3N4是优良的新型无机非金属材料。 查看习题详情和答案>>
(1)无机非金属材料.高纯度单晶硅是典型的无机非金属材料,又称“半导体”材料,它的发现和使用曾引起计算机的一场“革命”.这种材料可以按下列方法制备:
①写出步骤①的化学方程式
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②步骤②经过冷凝得到的SiHCl3(沸点33.0℃)中含有少量的SiCl4(沸点57.6℃)和HCl(沸点-84.7℃),提纯SiHCl3的主要化学操作的名称是
③请写出二氧化硅与氢氟酸反应的化学方程式
(2)磁性材料.这种材料一般含有铁元素,铁是用途最为广泛的金属,也较为活泼,所以从它的使用开始就不断实施着对它的防护.最常见的铁制品腐蚀就是电化学腐蚀,请出最为普遍的电化学腐蚀的负极反应式
(3)激光材料.我国是激光技术先进的国家,红宝石(Al2O3)是最早用于产生激光的材料,它是一种两性氧化物,请用离子方程式加以说明:
(4)纳米材料.胶体是一种物质以“纳米”颗粒的形式分散到另一种物质里形成的分散系,胶体粒子的直经大约是
(5)高分子材料.可以分成无机高分子材料和有机高分子材料.一种新型高效净水剂
[AlFe(OH)nCl6-n]m就属于无机高分子材料,广泛应用于生活用水和工业污水处理,其中铁元素的化合价为
一种合成纤维腈纶,又称“人造羊毛”,由丙烯腈(CH2=CH-CN)为原料聚合生成,请写出生成该有机高分子材料的化学方程式
(1)营养平衡、合理用药是保证人体健康和生活质量的重要途径.
①人体需要的营养素主要有糖类、
②下列物质中,具有解热镇痛疗效的是
a.氨基酸 b.阿斯匹林 c.青霉素 d.复方氢氧化铝
③有些药片常用淀粉作为黏合剂,淀粉进入人体后在人体内酶的催化作用下逐步水解,最终转化为
(2)材料与社会生活密不可分.
①在下列材料中,属于无机非金属材料的是
A.硬币 B.聚氯乙烯塑料 C.氮化硅陶瓷
②钢铁的生产与使用是人类文明和生活进步的一个重要标志.
工业炼铁原理的主要化学反应方程式为
③炒过菜的铁锅未及时洗净(残液中含NaCl),第二天便会因腐蚀出现红褐色锈斑.试回答:铁锅的腐蚀主要是由
(3)保持洁净安全的生存环境已成为全人类的共识.
①下列措施不利于改善环境质量的是
A.在燃煤中添加石灰石粉末以减少酸雨的发生
B.为实现“低碳世博”,上海世博会很多展馆采用光电转化装置
C.对所有垃圾通过露天焚烧或深埋的方式进行处理
D.利用二氧化碳等原料合成聚碳酸酯类可降解塑料代替聚乙烯
②对汽车加装尾气催化净化装置,使其中的有害气体NO、CO转化为无害气体,该反应的化学方程式为
③居室装修所使的人造板材会释放出一种挥发性物质,长期接触会引起过敏性皮炎,免疫功能异常,该挥发性物质是
④获得洁净安全的饮用水是每个人的正常需要.
对饮用水常使用漂白粉或漂白精片进行杀菌消毒,漂白粉的有效成分为
A.碘酒 B.青霉素 C.阿司匹林 D.葡萄糖注射液 E.抗酸药(主要成分为碳酸氢钠)
① 上述药品中属于抗生素的是__________。(填字母,下同)
② 能为人体直接提供能量的是__________。
③ 下列关于药物使用的说法中,正确的是________。
A.碘酒能使蛋白质变性,常用于外敷消毒
B.长期大量服用阿司匹林可预防疾病,没有毒副作用
C.使用青霉素,可直接静脉注射,不需进行皮肤敏感试验
D.随着平价药房的开设,生病了都可以到药店自己买药服用,不用到医院就诊
④ 碳酸氢钠可防治胃酸分泌过多,其发挥功效时的离子方程式为_________________。
(2)材料 与社会生活密不可分。
① 在下列材料中,属于无机非金属材料的是________(填字母)。
A.硬币 B.聚氯乙烯塑料 C.氮化硅陶瓷
② 钢铁的 生产与使用是人类文明和生 活进步的一个重要标志。工业炼铁的主要化学反应方程式为____________。
③ 炒过菜的铁锅未及时洗净(残液中含NaCl),第二天便会因腐蚀出现红褐色锈斑。试回答:铁锅的腐蚀主要是由________腐蚀造成的。为防止轮船的船体在海水中被腐蚀,一般在船身连接________(填“锌 块”或“铜块”)。
(3)保持洁净安全的生存环境已成为全人类的共识。
① 下列措施不利于改善环境质量的是________(填字母)。
A.在燃煤中添加石灰石粉末以减少酸雨的发生
B.为实现“低碳世博”,上海世博会很多 展馆采用光电转化装置
C.对所有垃圾通过露天焚烧或深埋的方式进行处理
D.利用二氧化碳等原料合成聚碳酸酯类可降解塑料代替聚乙烯
② 对汽车加装尾气催化净化 装置,使其中的有害气体NO、CO转化为 无害气体,该反应的化学方程式为_____________________。
③ 居室装修所使用的人造 板材会释放出一种挥发性物质,长期接触会引起过敏性皮炎,免疫功能异常,该挥发性物质是______________ 。
④ 获得洁净安全的饮用水是每个人的正常需要。对饮用水常使用漂白粉或漂白精片进行杀菌消毒,漂白粉的有效成分为________。加入明矾起净水作用,写出Al3+水解的离子方程式______________________。