Question

1．作為推行“低碳經濟”的重要科技進步，太陽能光伏發(fā)電成為2010年上海世博會的“亮點”．太陽能光伏發(fā)電最關鍵的材料是高純硅，三氯甲硅烷（SiHCl₃）還原法是當前制備高純硅的主要方法．生產流程示意如下：

（1）石英砂的主要成分是SiO₂，工業(yè)上制取粗硅的化學方程式為：SiO₂+2C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Si+2R，R的化學式為CO；該反應的基本類型是置換反應．
（2）整個制備過程必須達到無水無氧．在H₂還原SiHCl₃過程中若混入O₂，可能引起的后果是硅被氧化得不到高純硅，還會引起爆炸．
（3）為了達到綠色化學和資源綜合利用的目的，在生產過程中物質A需要循環(huán)使用，A的化學式是HCl．

Answer 1

分析 （1）由質量守恒定律：反應前后，原子種類、數目均不變，據此由反應的化學方程式推斷生成物R的化學式；由反應特征確定反應類型．
（2）根據混入O₂，還原出的Si會被再次氧化，得不到高純硅；可燃氣體與空氣或氧氣混合達到爆炸極限，遇到明火，會發(fā)爆炸，進行分析解答．
（3）根據既是反應物，也是生成物的物質，可以循環(huán)使用進行分析解答．

解答 解：（1）由質量守恒定律：反應前后，原子種類、數目均不變，由反應的化學方程式SiO₂+2C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Si+2R，反應前硅、氧、碳原子個數分別為1、2、2，反應后的生成物中硅、氧、碳原子個數分別為1、0、0，根據反應前后原子種類、數目不變，則2R分子中含有2個碳原子和2個氧原子，則每個R分子由1個碳原子和1個氧原子構成，則物質X的化學式為CO．
該反應是一種單質和一種化合物反應生成另一種單質和另一種化合物的反應，屬于置換反應．
（2）在H₂還原SiHCl₃過程中混入O₂，還原出的Si會被再次氧化，得不到高純硅；氫氣具有可燃性，與氧氣混合達到爆炸極限時在加熱或點燃條件下會發(fā)生爆炸，故整個制備過程必須達到無水無氧．
（3）氫氣與SiHCl₃反應生成高純硅和A（由質量守恒定律，反應前后元素種類不變，則該物質為氯化氫），該物質既是反應物，也是生成物，可以循環(huán)使用，A的化學式是HCl．
故答案為：（1）CO；置換反應；
（2）硅被氧化得不到高純硅，還會引起爆炸；
（3）HCl．

點評 本題難度不大，理解生產高純硅的流程圖，掌握質量守恒定律、防止爆炸的措施等是正確解答本題的關鍵．