Question

作為推行“低碳經(jīng)濟(jì)”的重要科技進(jìn)步，太陽能光伏發(fā)電成為2010年上海世博會的“亮點(diǎn)”．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(dāng)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(xué)方程式為：SiO₂+2C

高溫  .

Si+2R，R的化學(xué)式為

 

；該反應(yīng)的基本類型是

 

．
（2）整個制備過程必須達(dá)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(dá)到綠色化學(xué)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(xué)式是

 

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)質(zhì)量守恒定律的微觀解釋：化學(xué)反應(yīng)前后原子的種類和數(shù)目不變．可知在化學(xué)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(xué)反應(yīng)方程式中反應(yīng)物或生成物的化學(xué)式；根據(jù)反應(yīng)各類型的特點(diǎn)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(jìn)行分析即可．

解答：解：（1）根據(jù)質(zhì)量守恒定律和化學(xué)方程式可得，R的化學(xué)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(xué)式為：CO；化學(xué)方程式為：SiO₂+2C

高溫  .

Si+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(dá)到無水無氧；
（3）因?yàn)镠₂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．

點(diǎn)評：此題主要是考查學(xué)生的綜合分析能力，不但要求學(xué)生具備有關(guān)物質(zhì)的基礎(chǔ)知識，而且要有實(shí)驗(yàn)操作的經(jīng)歷和分析、解決化學(xué)實(shí)驗(yàn)問題的能力．