Question

8．在上海世博園江蘇館的“春華秋實(shí)”展區(qū)，用東海水晶雕出的作品《寄暢園之冬》吸引了眾多參觀者的眼球．東�？h是國家火炬計(jì)劃硅膠材料產(chǎn)業(yè)化基地，產(chǎn)品有晶瑩剔透的水晶制品，更有用途廣泛的石英砂、石英玻璃、硅微粉等硅的系列產(chǎn)品．其中石英砂（主要成分為SiO₂）是制取高純硅的主要原料，高純硅又是制造計(jì)算機(jī)芯片的主要原料．
①SiO₂+2C$\frac{\underline{\;3000℃\;}}{\;}$Si（粗）+2CO↑   ②Si（粗）+2Cl₂$\frac{\underline{\;450～500℃\;}}{\;}$SiCl₄
③SiCl₄+2H₂═Si（純）+4HCl
其生產(chǎn)過程示意圖如下：

請你自學(xué)上述資料后，回答下列問題
（1）由石英砂制得高純硅的反應(yīng)原理中，屬于置換反應(yīng)的是①③（填數(shù)字代號(hào)），
（2）粗硅提純必須在無氧的氛圍中進(jìn)行，除了考慮到硅易被氧化成二氧化硅外，還有一個(gè)原因是防止O₂進(jìn)去與H₂混合引起爆炸
（3）生產(chǎn)過程示意圖中的“物質(zhì)A”用水吸收，可得副產(chǎn)品（一種常見的酸）的名稱是鹽酸
（4）作為電器、電子、光纖等行業(yè)原料的石英砂純度要求高，需要對(duì)普通石英砂（含有少量的CaCO₃、Fe₂O₃）進(jìn)行提純，其中酸洗（用鹽酸）和高純水洗是兩個(gè)最重要的步驟．請寫出酸洗步驟中的一個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式CaCO₃+2HCl═CaCl₂+CO₂↑+H₂O（或Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O）（任寫一個(gè)）；判斷高純水洗是否洗凈的方法是：取少量最后的洗滌液于試管中，向其中滴加AgNO₃溶液，若無白色沉淀現(xiàn)象，則表明殘留物已洗凈；否則，表明殘留物未洗凈．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)反應(yīng)的特點(diǎn)分析反應(yīng)的類型；
（2）根據(jù)具可能燃性的氫氣與氧氣混合，點(diǎn)燃時(shí)可能產(chǎn)生爆炸；
（3）由此過程發(fā)生的反應(yīng)③可判斷生成氯化氫氣體，氯化氫極易溶于水而形成鹽酸；
（4）氧化鐵可與鹽酸發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)；溶液中的氯離子能與硝酸銀產(chǎn)生氯化銀白色沉淀，滴加硝酸銀檢驗(yàn)高純水中是否含氯離子可判斷洗凈情況．

解答 解：（1）由制備高純硅的主要的方程式可知，反應(yīng)①③為單質(zhì)與化合物反應(yīng)生成新的單質(zhì)與化合物的置換反應(yīng)；
（2）反應(yīng)中使用氫氣，氫氣若與氧氣混合易引起爆炸，因此必須在無氧的氛圍中進(jìn)行，防止O₂進(jìn)去與H₂混合引起爆炸；
（3）根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式可判斷物質(zhì)A為HCl，溶于水可得到鹽酸溶液；
（4）在酸洗時(shí)，碳酸鈣、氧化鐵都能與鹽酸反應(yīng)而除去，反應(yīng)的方程式分別是：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+CO₂↑+H₂O，F(xiàn)e₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O；向水洗后的溶液中滴加硝酸銀，如果出現(xiàn)白色沉淀說明溶液中含有氯離子，表明殘留物未洗凈，如果不出現(xiàn)沉淀說明溶液中不含氯離子，表明殘留物洗凈．
故答為：（1）①③；（2）防止O₂進(jìn)去與H₂混合引起爆炸；（3）鹽酸；（4）CaCO₃+2HCl═CaCl₂+CO₂↑+H₂O（或Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O），白色沉淀．

點(diǎn)評(píng) 本題結(jié)合粗硅的提純，考查了反應(yīng)類型的判定，方程式的書寫及離子的檢驗(yàn)，難度稍大，體現(xiàn)出知識(shí)運(yùn)用與問題分析的能力．