Question

13．晶體硅是信息科學和能源科學中的一種重要材料，可用于制芯片和太陽能電池等．以下是工業(yè)上制取純硅的一種方法．

請回答下列問題（各元素用相應的元素符號表示）：
（1）在上述生產(chǎn)過程中，屬于置換反應的有①②③（填反應代號）．
（2）寫出反應③的化學方程式SiHCl₃+H₂$\frac{\underline{\;1357K\;}}{\;}$Si+3HCl．
（3）化合物W的用途很廣，通常可用作建筑工業(yè)和造紙工業(yè)的黏合劑，可作肥皂的填充劑，是天然水的軟化劑．將石英砂和純堿按一定比例混合加熱至1 373～1 623K反應，生成化合物W，其化學方程式是SiO₂+Na₂CO₃$\frac{\underline{\;1373-1623K\;}}{\;}$Na₂SiO₃+CO₂↑
（4）A、B、C三種氣體在“節(jié)能減排”中作為減排目標的一種氣體是CO₂（填化學式）；分別通入W溶液中能得到白色沉淀的氣體是CO₂和HCl（填化學式）．
（5）工業(yè)上合成氨的原料H₂的制法是先把焦炭與水蒸氣反應生成水煤氣，再提純水煤氣得到純凈的H₂，提純水煤氣得到純凈的H₂的化學方程式為CO+H₂O（g）$\frac{\underline{\;催化劑1073K\;}}{\;}$CO₂+H₂、CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O．

Answer 1

分析 反應①為石英砂和焦炭生成粗硅和一氧化碳的反應：SiO2+2C$\frac{\underline{\;1373-1623K\;}}{\;}$Si+2CO↑，屬于置換反應；反應②是Si+3HCl$\frac{\underline{\;523-527\;}}{\;}$SiHCl3+H2，屬于置換反應；反應③是SiHCl₃+H₂$\frac{\underline{\;1357K\;}}{\;}$Si+3HCl，屬于置換反應；反應④為特定條件下的反應：CO+H₂O（g）$\frac{\underline{\;催化劑1073K\;}}{\;}$CO₂+H₂，不屬于置換反應．A、B、C分別為CO、CO₂、HCl，其中CO₂是溫室氣體，是節(jié)能減排的目標氣體，CO₂和HCl通入W（硅酸鈉）溶液中能夠生成白色沉淀（硅酸）．
（1）置換反應是一種單質(zhì)和一種化合物反應生成另一種單質(zhì)和另一種化合物的反應；
（2）反應③是SiHCl₃被氫氣還原得到硅和氯化氫；
（3）二氧化硅與碳酸鈉高溫反應生成硅酸鈉；
（4）A、B、C分別為CO、CO₂、HCl，化合物W為硅酸鈉；
（5）碳和水反應生成一氧化碳和氫氣，一氧化碳和水反應生成二氧化碳和氫氣，二氧化碳能和氫氧化鈣反應生成碳酸鈣．

解答 解：（1）置換反應是一種單質(zhì)和一種化合物反應生成另一種單質(zhì)和另一種化合物的反應，①②③屬于置換反應，故答案為：①②③；
（2）反應③是SiHCl₃被氫氣還原得到硅和氯化氫，反應的化學方程式為SiHCl₃+H₂$\frac{\underline{\;1357K\;}}{\;}$Si+3HCl，故答案為：SiHCl₃+H₂$\frac{\underline{\;1357K\;}}{\;}$Si+3HCl；
（3）二氧化硅與碳酸鈉高溫反應生成硅酸鈉，反應方程式為SiO₂+Na₂CO₃$\frac{\underline{\;1373-1623K\;}}{\;}$Na₂SiO₃+CO₂↑，故答案為：SiO₂+Na₂CO₃$\frac{\underline{\;1373-1623K\;}}{\;}$Na₂SiO₃+CO₂↑；
（4）A、B、C分別為CO、CO₂、HCl，作為減排目標的一種氣體是CO₂，化合物W為硅酸鈉，能與W反應生成沉淀的是CO₂和HCl，
故答案為：CO₂；CO₂和HCl；
（5）碳和水反應生成一氧化碳和氫氣：C+H₂O（g）$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CO+H₂，一氧化碳和水反應生成二氧化碳和氫氣：CO+H₂O（g）$\frac{\underline{\;催化劑1073K\;}}{\;}$CO₂+H₂，二氧化碳能和氫氧化鈣反應生成碳酸鈣：CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O，
故答案為：CO+H₂O（g）$\frac{\underline{\;催化劑1073K\;}}{\;}$CO₂+H₂、CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O．

點評 本題考查無機物的推斷，主要是物質(zhì)轉(zhuǎn)化關系，物質(zhì)制備流程分析判斷，明確各物質(zhì)的成分是解題的關鍵，題目難度中等．