Question

20．晶體硅是信息科學(xué)和能源科學(xué)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(qǐng)回答下列問題（各元素用相應(yīng)的元素符號(hào)表示）：
（1）在上述生產(chǎn)過程中，屬于置換反應(yīng)的有①②③（填反應(yīng)代號(hào)）．
（2）寫出反應(yīng)③的化學(xué)方程式SiHCl₃+H₂$\frac{\underline{\;1357K\;}}{\;}$Si+3HCl．
（3）化合物W的用途很廣，通�？捎米鹘ㄖ�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1373～1623K反應(yīng)，生成化合物W，其化學(xué)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(biāo)的一種氣體是CO₂（填化學(xué)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(xué)式）．

Answer 1

分析 反應(yīng)①為石英砂和焦炭生成粗硅和一氧化碳的反應(yīng)：SiO₂+2C$\frac{\underline{\;3273K\;}}{\;}$Si+2CO↑，屬于置換反應(yīng)；反應(yīng)②是Si+3HCl$\frac{\underline{\;523-527\;}}{\;}$SiHCl₃+H₂，屬于置換反應(yīng)；反應(yīng)③是SiHCl₃+H₂$\frac{\underline{\;1357K\;}}{\;}$Si+3HCl，屬于置換反應(yīng)；反應(yīng)④為特定條件下的反應(yīng)：CO+H₂O（g）$\frac{\underline{\;催化劑1073K\;}}{\;}$CO₂+H₂，不屬于置換反應(yīng)．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(biāo)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(yīng)是一種單質(zhì)和一種化合物反應(yīng)生成另一種單質(zhì)和另一種化合物的反應(yīng)；
（2）反應(yīng)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(yīng)生成硅酸鈉；
（4）A、B、C分別為CO、CO₂、HCl，二氧化碳為溫室效應(yīng)氣體，化合物W為硅酸鈉．

解答 解：（1）置換反應(yīng)是一種單質(zhì)和一種化合物反應(yīng)生成另一種單質(zhì)和另一種化合物的反應(yīng)，反應(yīng)①為石英砂和焦炭生成粗硅和一氧化碳的反應(yīng)：SiO₂+2C$\frac{\underline{\;3273K\;}}{\;}$Si+2CO↑，屬于置換反應(yīng)；反應(yīng)②是Si+3HCl$\frac{\underline{\;523-527\;}}{\;}$SiHCl₃+H₂，屬于置換反應(yīng)；反應(yīng)③是SiHCl₃+H₂$\frac{\underline{\;1357K\;}}{\;}$Si+3HCl，屬于置換反應(yīng)，反應(yīng)④為特定條件下的反應(yīng)：CO+H₂O（g）$\frac{\underline{\;催化劑1073K\;}}{\;}$CO₂+H₂，不屬于置換反應(yīng)，所以屬于置換反應(yīng)有①②③，
故答案為：①②③；
（2）反應(yīng)③是SiHCl₃被氫氣還原得到硅和氯化氫，反應(yīng)的化學(xué)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(yīng)生成硅酸鈉，反應(yīng)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(biāo)的一種氣體是CO₂，鹽酸、碳酸的酸性強(qiáng)于硅酸，氯化氫或二氧化碳通入硅酸鈉溶液生成硅酸沉淀，所以化合物W為硅酸鈉，能與W反應(yīng)生成沉淀的是CO₂和HCl，
故答案為：CO₂；CO₂和HCl．

點(diǎn)評(píng) 本題考查無機(jī)物的推斷，主要是物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)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(guān)鍵，本題側(cè)重硅及其化合物性質(zhì)的考查，題目難度中等．