Question

8．用地殼中硅元素生產(chǎn)的多種產(chǎn)品在現(xiàn)代高科技中占重要位置，足見化學(xué)對現(xiàn)代物質(zhì)文明的重要作用．例如：
（1）光導(dǎo)纖維的主要成分是二氧化硅（或SiO₂）；
（2）目前應(yīng)用最多的太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化材料是硅（或Si）；
（3）用作吸附劑、干燥劑、催化劑或催化劑載體的人造分子篩大多是一類具有均勻微孔結(jié)構(gòu)的被稱為鋁硅酸鹽（物質(zhì)類別）的化合物．
（4）賞心悅目的雕花玻璃是用一種物質(zhì)對玻璃進(jìn)行化學(xué)刻蝕而制成的，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為SiO₂+4HF=SiF₄↑+2H₂O；
（5）工業(yè)上制取粗硅是用石英和焦炭在高溫電爐中反應(yīng)制得，該反應(yīng)中氧化劑與還原劑的質(zhì)量比為5：2；用石英和焦炭在高溫電爐中反應(yīng)也可以制得金剛砂（SiC），并產(chǎn)生CO氣體，該反應(yīng)中氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為1：2．

Answer 1

分析 （1）二氧化硅是光導(dǎo)纖維的成分；
（2）硅太陽能電池的主要成分為硅；
（3）鋁硅酸鹽有很大的表面積，可用作干燥劑、吸附劑、催化劑載體；
（4）二氧化硅性質(zhì)較為穩(wěn)定，與硝酸、硫酸、鹽酸以及強(qiáng)氧化性物質(zhì)不反應(yīng)，在一定條件下可與堿、堿性氧化物、鹽以及HF酸反應(yīng)，玻璃中含二氧化硅和氫氟酸發(fā)生反應(yīng)；
（5）SiO₂+2C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Si+2CO↑反應(yīng)中，Si元素的化合價(jià)降低，C元素的化合價(jià)升高，SiO₂為氧化劑，C是還原劑，SiO₂+3C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$SiC+2CO↑中，C元素的化合價(jià)由0升高為+2價(jià)，C元素的化合價(jià)由0降低為-4價(jià)，以此計(jì)算．

解答 解：（1）光導(dǎo)纖維的主要成分是二氧化硅，故答案為：二氧化硅（或SiO₂）；
（2）太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化材料，利用的是硅晶體的性質(zhì)，主要成分為硅單質(zhì)，故答案為：硅（或Si）；
（3）用作吸附劑、干燥劑、催化劑或催化劑載體的人造分子篩大多是一類具有均勻微孔結(jié)構(gòu)的被稱為鋁硅酸鹽，故答案為：鋁硅酸鹽．
（4）氫氟酸與二氧化硅易反應(yīng)，生產(chǎn)四氟化硅氣體，能在玻璃上進(jìn)行刻蝕，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：SiO₂+4HF=SiF₄↑+2H₂O，
故答案為：SiO₂+4HF=SiF₄↑+2H₂O；
（5）SiO₂+2C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Si+2CO↑反應(yīng)中，Si元素的化合價(jià)降低，C元素的化合價(jià)升高，SiO₂為氧化劑，C是還原劑，由反應(yīng)可知，物質(zhì)的量比為1：2，質(zhì)量比為1×60：2×12=5：2，
SiO₂+3C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$SiC+2CO↑中，C元素的化合價(jià)由0升高為+2價(jià)，C元素的化合價(jià)由0降低為-4價(jià)，則C為氧化劑，也是還原劑，由電子守恒及原子守恒可知，1molC作氧化劑與2molC作還原劑轉(zhuǎn)移電子相等，則氧化劑和還原劑物質(zhì)的量之比為1：2，
故答案為：5：2，1：2．

點(diǎn)評 本題考查硅及其化合物性質(zhì)應(yīng)用，氧化還原反應(yīng)及計(jì)算，為高頻考點(diǎn)，把握反應(yīng)中元素的化合價(jià)變化為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與應(yīng)用能力的考查，題目難度不大．