Question

作為推行“低碳經(jīng)濟”的重要科技進步，太陽能光伏發(fā)電成為2010年上海世博會的“亮點”．太陽能光伏發(fā)電最關(guān)鍵的材料是高純硅，三氯甲硅烷（SiHCl₃）還原法是當前制備高純硅的主要方法．生產(chǎn)流程示意如下：
（1）石英砂的主要成分是SiO₂，工業(yè)上制取粗硅的化學方程式為：SiO₂+2CSi+2R，R的化學式為________；該反應(yīng)的基本類型是________．
（2）整個制備過程必須達到無水無氧．在H₂還原SiHCl₃過程中若混入O₂，可能引起的后果是________．
（3）為了達到綠色化學和資源綜合利用的目的，在生產(chǎn)過程中物質(zhì)A需要循環(huán)使用，A的化學式是________．

Answer 1

解：（1）根據(jù)質(zhì)量守恒定律和化學方程式可得，R的化學式中應(yīng)含有Si的個數(shù)為：（1-1）÷2=0，應(yīng)含有O的個數(shù)為：2÷2=1，應(yīng)含有C的個數(shù)為：2÷2=1．故可判斷R的化學式為：CO；化學方程式為：SiO₂+2CSi+2CO，是一種單質(zhì)與一種化合物反應(yīng)生成另一種單質(zhì)和另一種化合物的反應(yīng)，屬于置換反應(yīng)；
（2）在H₂還原SiHCl₃過程中若混入O₂，還原出的Si會被再次氧化，得不到純凈的Si，氫氣與氧氣會發(fā)生反應(yīng)并放出大量熱量，會引起爆炸．故整個制備過程必須達到無水無氧；
（3）因為H₂還原SiHCl₃得到高純硅和HCl，故可判斷物質(zhì)A為HCl，在生產(chǎn)過程中，從粗硅→SiHCl₃，要用到HCl，使物質(zhì)A得到循環(huán)利用．
故答案為：（1）CO；置換反應(yīng)；
（2）硅被氧化得不到高純硅，還會引起爆炸；
（3）HCl．
分析：（1）根據(jù)質(zhì)量守恒定律的微觀解釋：化學反應(yīng)前后原子的種類和數(shù)目不變．可知在化學反應(yīng)方程式中，反應(yīng)物和生成物中所含的原子的種類和數(shù)目相同．由此可推斷化學反應(yīng)方程式中反應(yīng)物或生成物的化學式；根據(jù)反應(yīng)各類型的特點判斷；
（2）根據(jù)氫氣與氧氣反應(yīng)的情況和Si與氧氣反應(yīng)的情況考慮；
（3）對照流程圖和物質(zhì)A，進行分析即可．
點評：此題主要是考查學生的綜合分析能力，不但要求學生具備有關(guān)物質(zhì)的基礎(chǔ)知識，而且要有實驗操作的經(jīng)歷和分析、解決化學實驗問題的能力．