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          50条信息

            • 1.

              硅单质及其化合物应用范围很广。请回答下列问题:

                \(\rm{(1)}\)制备硅半导体材料必须先得到高纯硅。三氯甲硅烷\(\rm{(SiHCl_{3})}\)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:

                  \(\rm{①}\)写出由纯\(\rm{SiHCl_{3}}\)制备高纯硅的化学反应方程式_____________________________。

                  \(\rm{②}\)整个制备过程必须严格控制无水无氧。\(\rm{SiHCl_{3}}\)遇水剧烈反应生成\(\rm{H_{2}SiO_{3}}\)、\(\rm{H_{2}}\)和另一种酸,写出并配平化学反应方程式________________;\(\rm{H_{2}}\)还原\(\rm{SiHCl_{3}}\)过程中若混入\(\rm{O_{2}}\),可能引起的后果是_______________。

                \(\rm{(2)}\)下列有关硅材料的说法正确的是___________。

                   \(\rm{A.}\)盐酸可以与硅反应,故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅

                   \(\rm{B.}\)氮化硅硬度大、熔点高,可用于制作高温陶瓷和轴承

                   \(\rm{C.}\)高纯度的二氧化硅可用于制造高性能通讯材料\(\rm{——}\)光导纤维

                   \(\rm{D.}\)普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的,其熔点很高,硬度很大

                 \(\rm{(3)}\)自然界中硅酸盐种类多,结构复杂,通常用二氧化硅和金属氧化物的形式来表示其组成\(\rm{.}\)如正长石\(\rm{(KALSi_{3}O_{8})}\),氧化物形式为_____。

                \(\rm{(4)}\)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,产生的实验现象为_________________,水玻璃在工业上有许多用途,试举出一例________________________。

            • 2.

              碳、硅及其化合物间的转化关系

              \(\rm{① Fe_{2}O_{3}+CO\overset{高温}{=} }\)
              \(\rm{② C+O_{2}(}\)少量\(\rm{)\overset{点燃}{=} }\)
              \(\rm{③ CO_{2}+C\overset{高温}{=} }\)
              \(\rm{④ C+O_{2}\overset{点燃}{=} }\)
              \(\rm{⑤ SiO_{2}+C\overset{高温}{=} }\)
              \(\rm{⑥ Si+Cl_{2}\overset{高温}{=} }\)
              \(\rm{⑦ SiCl_{4}+H_{2}\overset{高温}{=} }\)
              \(\rm{⑧ Si+HF=}\) 

              \(\rm{⑨ SiO_{2}+HF=}\)
              \(\rm{⑩ SiO_{2}+NaOH=}\)
              离子方程式:_________
              \(\rm{SiO_{2}+Na_{2}CO_{3}\overset{高温}{=} }\)
              \(\rm{⑪}\) \(\rm{H_{2}SiO_{3}\overset{∆}{=} }\)
              \(\rm{⑫}\) \(\rm{Na_{2}SiO_{3}+HCl=}\)
              离子方程式:_________
              \(\rm{Na_{2}SiO_{3}+CO_{2}+H_{2}O=}\)
              离子方程式:_________

            • 3.

              晶体硅是一种重要的非金属材料,模拟制备纯硅的主要步骤如下:

              \(\rm{②}\)高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅

              \(\rm{②}\)粗硅与干燥\(\rm{HCl}\)气体反应制得\(\rm{SiHCl_{3}}\):\(\rm{Si+3HClSiHCl_{3}+H_{2}}\)

              \(\rm{③SiHCl_{3}}\)与过量\(\rm{H_{2}}\)在\(\rm{1 000~1 100℃}\)反应制得纯硅

               

              沸点\(\rm{/℃}\)

              \(\rm{SiHCl_{3}}\)

              \(\rm{33.0}\)

              \(\rm{SiCl_{4}}\)

              \(\rm{57.6}\)

              \(\rm{HCl}\)

              \(\rm{-84}\)

              可能用到的信息如下:

              已知\(\rm{SiHCl_{3}}\)能与\(\rm{H_{2}O}\)强烈反应,在空气中易自燃;

              步骤\(\rm{②}\)中粗硅与\(\rm{HCl}\)反应时会生成少量\(\rm{SiCl_{4;}}\)

              请回答下列问题:

              \(\rm{(1)}\)粗硅与\(\rm{HCl}\)反应完全后,依据上表所示沸点差异提纯\(\rm{SiHCl_{3}}\)。该提纯方法为____________________。

              \(\rm{(2)}\)用\(\rm{SiHCl_{3}}\)与过量\(\rm{H_{2}}\)反应制备纯硅的装置如下\(\rm{(}\)热源及夹持装置略去\(\rm{)}\):

              \(\rm{①}\)依次连接的合理顺序为_________________________________________;

              装置\(\rm{D}\)中\(\rm{g}\)管的作用是__________________________________________\(\rm{;}\)

              装置\(\rm{B}\)中的试剂是_____________________________________________;

              装置\(\rm{C}\)中的烧瓶加热的目的是___________________________________。

              \(\rm{②}\)装置\(\rm{A}\)中发生反应的化学方程式为______________________________。

              \(\rm{③}\)操作时应先打开装置__________\(\rm{(}\)选填“\(\rm{C}\)”或“\(\rm{D}\)”\(\rm{)}\)中分液漏斗的旋塞,理由是____________________________________________________

              _________________________________________________________________________________。

              \(\rm{(3)}\)请设计实验证明产品硅中是否含微量铁单质:将产品用稀盐酸溶解,取上层清液后_______________________________________________

              ______________________________________________________________________________。

            • 4. 硅是无机非金属材料的主角,硅的氧化物和硅酸盐约占地壳质量的90%.
              (1)SiO2是玻璃的成分之一,SiO2与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为 ______ ,工艺师常用 ______ (填物质名称)来雕刻玻璃.
              (2)用Na2SiO3溶液浸泡过的棉花不易燃烧,体现Na2SiO3的用途可做 ______ 的原料.
              (3)工业上常用2C+SiO2Si+2CO↑制备硅单质,该反应中有元素化合价升高的物质是 ______ (填化学式,下同),氧化剂是 ______
            • 5. 2002年9月26日,中国北京曙光公司研制出了第-款具有我国完全自主知识产权的高性能CPU芯片--“龙芯”1号.(1)“龙芯”(芯片)关键材料的主要化学成分是 ______ (填化学式).
              (2)埋在地下光导纤维如果裸露在碱性土壤中,结果会断路,用离子方程式说明原因 ______
            • 6. 硅是重要的半导体材料,构成了现代电子工业的基础.回答下列问题:
              (1)基态Si原子的核外电子排布式为 ______ ,最高能层具有的原子轨道数为 ______ 、电子数为 ______
              (2)单质硅存在与金刚石结构类似的晶体,其晶体类型为 ______ ,其晶胞中共有8个原子,其中在面心位置贡献 ______ 个原子.
              (3)单质硅可通过甲硅烷(SiH4)分解反应来制备.工业上采用Mg2Si和NH4CI在液氨介质中反应制得SiH4,该反应的化学方程式为 ______
              (4)在硅酸盐中,SiO44-四面体[如图(a)]通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大类结构型式.图(b)为一种无限长单链结构的多硅酸根,其中Si原子的杂化形式为 ______ ,Si与O的原子数之比为 ______ ,化学式为 ______
            • 7. SiO2在自然界中广泛存在,它是制备现代通讯材料 ______ (写该材料名称)的主要原料;以SiO2为原料,在工业上制备单质硅的化学方程式为 ______ ;在常温下,SiO2可与一种酸发生反应,该反应的化学方程式为 ______ .该反应的重要应用是 ______
            • 8. 元素单质及其化合物有广泛用途,请根据周期表中第三周期元素相关知识回答下列问题:
              \(\rm{(1)}\)按原子序数递增的顺序\(\rm{(}\)稀有气体除外\(\rm{)}\),以下说法正确的是 ______ .
              \(\rm{a.}\)原子半径和离子半径均减小    \(\rm{b.}\)金属性减弱,非金属性增强
              \(\rm{c.}\)单质的熔点降低              \(\rm{d.}\)氧化物对应的水合物碱性减弱,酸性增强
              \(\rm{(2)}\)原子最外层电子数与次外层电子数相同的元素名称为 ______ ,氧化性最弱的简单阳离子是 ______ .
              \(\rm{(3)}\)已知:
              化合物 \(\rm{MgO}\) \(\rm{Al_{2}O_{3}}\) \(\rm{MgCl_{2}}\) \(\rm{AlCl_{3}}\)
              类型 离子化合物 离子化合物 离子化合物 共价化合物
              熔点\(\rm{/℃}\) \(\rm{2800}\) \(\rm{2050}\) \(\rm{714}\) \(\rm{191}\)
              工业制镁时,电解\(\rm{MgCl_{2}}\)而不电解\(\rm{MgO}\)的原因是 ______ ;制铝时,电解\(\rm{Al_{2}O_{3}}\)而不电解\(\rm{AlCl_{3}}\)的原因是 ______ .
              \(\rm{(4)}\)晶体硅\(\rm{(}\)熔点\(\rm{1410℃)}\)是良好的半导体材料\(\rm{.}\)由粗硅制纯硅过程如下:
              \(\rm{Si(}\)粗\(\rm{) Cl_{2}\overrightarrow{460℃}SiCl_{4} {蒸馏}\overrightarrow{}SiCl_{4}(}\)纯\(\rm{) H_{2}\overrightarrow{1100℃}Si(}\)纯\(\rm{)}\)
              写出\(\rm{SiCl_{4}}\)的电子式: ______ ;在上述由\(\rm{SiCl_{4}}\)制纯硅的反应中,测得每生成\(\rm{1.12kg}\)纯硅需吸收\(\rm{akJ}\)热量,写出该反应的热化学方程式 ______ .
              \(\rm{(5)}\)下列气体不能用浓硫酸干燥,可用\(\rm{P_{2}O_{5}}\)干燥的是 ______ .
              \(\rm{a.NH_{3}}\)        \(\rm{b.HI}\)        \(\rm{c.SO_{2}}\)        \(\rm{d.CO_{2}}\)
              \(\rm{(6)KClO_{3}}\)可用于实验室制\(\rm{O_{2}}\),若不加催化剂,\(\rm{400℃}\)时分解只生成两种盐,其中一种是无氧酸盐,另一种盐的阴阳离子个数比为\(\rm{1}\):\(\rm{1.}\)写出该反应的化学方程式: ______ .
            • 9. 美国的研究人员合成了一种直接带隙同素异形体的新型硅材料.
              \(\rm{①}\)在\(\rm{2013}\)年,华盛顿卡内基研究所的\(\rm{TimothyStrobel}\)和他的同事发现了\(\rm{Na_{4}Si_{24}}\),在真空下将\(\rm{Na_{4}Si_{24}}\)加热至\(\rm{400K}\),逐渐赶走钠原子,得到了一种正交同素异形体的新型硅\(\rm{Si_{24}.}\)该反应化学方程式为 ______ .
              \(\rm{②}\)硅可用作 ______ 材料,在此材料上集合多种电子元器件的电路模块可用来制作手机芯片.
              \(\rm{③}\)下列有关硅材料说法正确的是 ______  \(\rm{(}\)填字母\(\rm{)}\).
              A.盐酸可以与硅反应,故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅
              B.氮化硅硬度大、熔点高,可用于制作高温陶瓷和轴承
              C.普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂组成的,其熔点很高
              D.高纯度的硅可用于制造高性能通讯材料\(\rm{-}\)光导纤维.
            • 10.
              美国的研究人员合成了一种直接带隙同素异形体的新型硅材料.
              \(\rm{①}\)在\(\rm{2013}\)年,华盛顿卡内基研究所的\(\rm{TimothyStrobel}\)和他的同事发现了\(\rm{Na_{4}Si_{24}}\),在真空下将\(\rm{Na_{4}Si_{24}}\)加热至\(\rm{400K}\),逐渐赶走钠原子,得到了一种正交同素异形体的新型硅\(\rm{Si_{24}.}\)该反应化学方程式为 ______ .
              \(\rm{②}\)硅可用作 ______ 材料,在此材料上集合多种电子元器件的电路模块可用来制作手机芯片.
              \(\rm{③}\)下列有关硅材料说法正确的是 ______  \(\rm{(}\)填字母\(\rm{)}\).
              A.盐酸可以与硅反应,故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅
              B.氮化硅硬度大、熔点高,可用于制作高温陶瓷和轴承
              C.普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂组成的,其熔点很高
              D.高纯度的硅可用于制造高性能通讯材料\(\rm{-}\)光导纤维.
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