Question

【題目】硅在無機非金屬材料中，扮演著主要角色，請利用相關知識回答下列問題：

(1)硅有非常重要的用途，請寫出其中的一種：_________________________________。

(2)古瓷中所用顏料成分一直是個謎，近年來科學家才得知大多為硅酸鹽，如藍紫色的硅酸銅鋇(BaCuSi2Ox，銅為＋2價)，下列關于硅酸銅鋇的說法不正確的是________。

A．可用氧化物形式表示為BaO·CuO·2SiO2

B．性質穩定，不易脫色

C．x等于6

D．易溶解于強酸和強堿

(3)工業上提純硅有多種路線，其中一種工藝流程示意圖如下：

①在電弧爐中發生的反應需要在高溫條件進行，寫出該反應化學方程式：________________。

②SiCl4極易水解，在空氣中生成煙塵和白霧，推測書寫其水解的化學方程式為____________________。

③在流化床反應的產物中，除SiCl4外，還有SiHCl3、SiH2Cl2、SiH3Cl、FeCl3等，有關物質的沸點數據如下表，分離SiCl4和其他雜質的方法為________。

物質	Si	SiCl4	SiHCl3	SiH2Cl2	SiH3Cl	HCl	SiH4
沸點/℃	2355	57.6	31.8	8.2	－30.4	－84.9	－111.9

Answer 1

【答案】制半導體、制電路板、制太陽能電池板、制硅鋼等(回答其中一種即可) D 2C＋SiO22CO↑＋Si SiCl4＋3H2O===H2SiO3↓＋4HCl 蒸餾(精餾)

【解析】

(1)硅位于金屬和非金屬分界線附近，常用作半導體材料，為無機非金屬材料的主角，計算機芯片的主要成分為單質硅，太陽能電池的主要成分是硅單質，所以硅可制半導體、制電路板、制太陽能電池板、制硅鋼等，
因此，本題正確答案是：制半導體、制電路板、制太陽能電池板、制硅鋼等；
(2)A. 硅酸鹽用氧化物形式表示時，書寫順序為：活潑金屬氧化物、不活潑金屬氧化物、二氧化硅、水，所以硅酸銅鋇用氧化物形式表示：，所以A選項是正確的；
B.硅酸鹽性質均比較穩定，不容易褪色，所以B選項是正確的；
C. 在硅酸銅鋇中的銅元素化合價為+2，硅元素化合價為+4，氧元素的化合價為-2價，鋇元素的化合價為+2價，則由化學式為，根據化合物中正負化合價的代數和為0可得：，計算得出x=6，所以C選項是正確的；
D. 是瓷器的一種顏料，瓷器耐酸耐堿耐腐蝕，所以不與強酸、強堿反應，故D錯誤；

因此，本題正確答案是：D；
(3)①石英砂的主要成分是二氧化硅，制備粗硅發生置換反應， 2C＋SiO22CO↑＋Si；

②水解生成硅酸和氯化氫，反應的方程式為： SiCl4＋3H2O===H2SiO3↓＋4HCl，因此，本題正確答案是： SiCl4＋3H2O===H2SiO3↓＋4HCl；
③利用沸點的不同提純屬于蒸餾，(沸點57.6℃)中含有少量 (沸點33℃)和 (離子化合物沸點很高)， (沸點8.2℃)、 (沸點-30.4℃)、因為沸點差別較大，可以通過精餾(或蒸餾)除去雜質，因此，本題正確答案是：精餾(或蒸餾)。