Question

在上海世博園江蘇館的“春華秋實”展區，用我市東海水晶雕出的作品《寄暢園之冬》吸引了眾多參觀者的眼球．東海縣是國家火炬計劃硅材料產業化基地，產品有晶瑩剔透的水晶制品，更有用途廣泛的石英砂、石英玻璃、硅微粉等硅的系列產品．其中石英砂（主要成分為SiO₂）是制取高純硅的主要原料，高純硅又是制造計算機芯片的主要原料．資料卡：由石英砂制得高純硅的反應原理為：
①SiO₂+2C

3000°C  .

Si（粗）+2CO↑
②Si（粗）+2Cl₂

450～500°C  .

SiCl₄
③SiCl₄+2H₂

高溫  .

Si（純）+4HCl
其生產過程示意如下：

請你自學上述資料后，回答下列問題：
（1）由石英砂制得高純硅的反應原理中，屬于化合反應的是

 

（填數字代號，下同），屬于置換反應的是

 

．
（2）粗硅提純必須在無氧的氛圍中進行，除了考慮到硅易被氧化成二氧化硅外，還有一個原因是

 

．
（3）生產過程示意圖中的“物質A”用水吸收，可得副產品（一種常見的酸）的名稱是

 

．
（4）作為電器、電子、光纖等行業原料的石英砂純度要求高，需要對普通石英砂（含有少量的CaCO₃Fe₂O₃）進行提純，其中酸（用鹽酸）和高純水洗是兩個重要的步驟．請寫出酸洗步驟的一個反應的化學方程式：

 

（任寫一個）；判斷高純水洗是否洗凈的方法是取少量最后的洗滌液于試管中，向其中滴加AgNO₃溶液，若無

 

現象，則表明殘留物已洗凈；否則，表明殘留物未洗凈．

Answer 1

分析：（1）化合反應是兩種或兩種以上物質反應生成一種物質的化學變化；置換反應是一種單質與一種化合生成一種單質與一種化合的反應；
（2）具可能燃性的氫氣與氧氣混合，點燃時可能產生爆炸；
（3）由此過程發生的反應③可判斷生成氯化氫氣體，氯化氫極易溶于水而形成鹽酸；
（4）碳酸鈣、氧化鐵都可與鹽酸發生復分解反應；溶液中的氯離子能與硝酸銀產生氯化銀白色沉淀，滴加硝酸銀檢驗高純水中是否含氯離子可判斷洗凈情況．

解答：解：（1）反應②為兩種物質生成一種物質的化合反應；反應①③為單質與化合物生成單質與化合物的置換反應；
故答案為：②；①③；
（2）反應中使用氫氣，氫氣若與氧氣混合易引起爆炸，因此必須在無氧的氛圍中進行；
故答案為：防止O₂進去與H₂混合引起爆炸；
（3）根據反應的化學方程式可判斷物質A為HCl，溶于水可得到鹽酸溶液；
故答案為：鹽酸；
（4）碳酸鈣與鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳，氧化鐵與鹽酸反應生成氯化鐵和水；向水洗后的溶液中滴加硝酸銀，如果出現白色沉淀說明溶液中含有氯離子，表明殘留物未洗凈，如果不出現沉淀說明溶液中不含氯離子，表明殘留物洗凈；
故答案為：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+CO₂↑+H₂O（或Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O）；白色沉淀．

點評：對知識進行遷移解決情形相似的新問題是本題的特點，體現出知識運用與問題分析的能力．