Question

15．硅及其化合物的用途非常廣泛．回答下列問題：
（1）硅在元素周期表中的位置為第三周期，第ⅣA族，二氧化硅屬于酸性（填“酸性”、“堿性”或“兩性”）氧化物．
（2）鋅還原SiCl₄是一種有著良好應用前景的制備硅的方法，該制備過程示意圖如下：

①焦炭在過程Ⅰ中的作用是還原劑；SiCl₄遇水劇烈水解生成SiO₂和一種酸，反應的化學方程式是SiCl₄+2H₂O═SiO₂+4HCl．
②若上述制備過程中粗Si和SiCl₄均損失20%，且制粗硅時有10%的SiO₂轉化為SiC，則100t含SiO₂ 70%的石英砂在生產高純硅過程中消耗鋅的質量為109.2t（保留兩位小數(shù)）．

Answer 1

分析 （1）硅是14號元素在周期表中處于第三周期，第ⅣA族元素，二氧化硅與堿反應生成鹽與水，所以是酸性氧化物；
（2）①依據(jù)碳與二氧化硅反應中元素化合價變化判斷；根據(jù)SiCl₄遇水劇烈水解生成SiO₂和一種酸信息，反應物是SiCl₄和水，生成物為二氧化硅，根據(jù)氧原子守恒，水分子前的系數(shù)為2，根據(jù)氫原子和氯原子守恒，另一產物為氯化氫；
②根據(jù)石英砂和硅之間關系式計算．

解答 解：（1）硅是14號元素在周期表中處于第三周期，第ⅣA族元素，二氧化硅與堿反應生成鹽與水，所以是酸性氧化物，故答案為：第三周期，第ⅣA族；酸性；
（2）①碳與二氧化硅反應方程式為：SiO₂+2C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Si+2CO↑，碳元素在反應中化合價升高，發(fā)生氧化反應，碳做還原劑；根據(jù)SiCl₄遇水劇烈水解生成SiO₂和一種酸信息，反應物是SiCl₄和水，生成物為二氧化硅，根據(jù)氧原子守恒，水分子前的系數(shù)為2，根據(jù)氫原子和氯原子守恒，另一產物為氯化氫，氯化氫前的系數(shù)為4，據(jù)此即可寫出化學反應方程式SiCl₄+2H₂O═SiO₂+4HCl，故答案為：還原劑；SiCl₄+2H₂O═SiO₂+4HCl；
②由反應原理可知，則：
                 SiO ₂～Si～SiCl ₄～Si（純）～2Zn
                 60                                        2×65    
    100t×70%×（1-10%）×80%                m    
所以：$\frac{60}{100t×70%×（1-10%）×80%}$=$\frac{2×65}{m}$，解得m=109.2，故答案為：109.2．

點評 本題考查了硅及其化合物的性質、化學反應方程式的書寫及相關計算，掌握硅及其化合物的性質是解答的關鍵，難度中等．