Question

19．高純硅可用于制備硅半導體材料．制備高純硅的主要生產(chǎn)流程如圖所示．
信息：石英砂的主要成分是SiO₂，反應①化學方程式

（1）石英砂屬于混合物（填“純凈物”或“混合物”）；SiCl₄中硅元素的化合價為+4；寫出合理處理中間產(chǎn)物CO的一種方法用氣球收集或用酒精燈點燃．
（2）反應③反應除生成高純硅外，同時還生成一種化合物．請寫出此過程的化學方程式2H₂+SiCl₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Si+4HCl；
（3）反應③如果H₂中混入O₂，從安全角度考慮，可能引起的后果是爆炸．
（4）若雜質(zhì)不參加反應，利用反應①生產(chǎn)含硅質(zhì)量分數(shù)為9O%的粗硅2.8噸，計算至少需要焦炭多少噸？

Answer 1

分析 本題屬于推斷題，根據(jù)題目給出的流程圖和信息：石英砂的主要成分是SiO₂，還有雜質(zhì)，屬于混合物；SiCl₄中硅元素的化合價為+4價，合理處理中間產(chǎn)物CO的一種方法：用氣球收集或用酒精燈點燃；氫氣和四氯化硅在高溫的條件下生成硅和氯化氫；如果H₂中混入O₂，從安全角度考慮，可能引起的后果是爆炸；有關化學方程式的計算要準確．

解答 解：（1）石英砂的主要成分是SiO₂，還有雜質(zhì)，屬于混合物；SiCl₄中硅元素的化合價為+4價，合理處理中間產(chǎn)物CO的一種方法：用氣球收集或用酒精燈點燃；故答案為：混合物；+4；用氣球收集或用酒精燈點燃；
（2）氫氣和四氯化硅在高溫的條件下生成硅和氯化氫，配平即可；故答案為：2H₂+SiCl₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Si+4HCl；
（3）如果H₂中混入O₂，從安全角度考慮，可能引起的后果是爆炸；故答案為：爆炸；
（4）設至少需要焦炭質(zhì)量為x，
2C+SiO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Si+2CO
24                   28
x                   2.8t×90%
$\frac{24}{28}=\frac{x}{2.8t×90%}$
x=2.16t
答：至少需要焦炭質(zhì)量為2.16t；
故答案為：2.16t；

點評 本考點屬于物質(zhì)的推斷題和有關化學方程式的計算等，是通過對實驗方法和過程的探究，在比較鑒別的基礎上，得出了正確的實驗結論．本考點是中考的重要內(nèi)容之一，是通過實驗現(xiàn)象，從而得出物質(zhì)的組成．此考點主要出現(xiàn)在填空題和實驗題中．