Question

18．目前，計算機已進入千家萬戶．制造計算機的芯片需要大量的高純硅，生產高純硅的主要原料是石英砂（成分為SiO₂）．二氧化硅既不溶于水，也不溶于一般的酸溶液．
工業上生產高純硅的主要過程示意圖如下：
其主要反應原理為：
①SiO₂+2C$\frac{\underline{\;3000℃\;}}{\;}$Si（粗）+2CO　　　　　　②Si（粗）+2Cl₂$\frac{\underline{\;400-500℃\;}}{\;}$SiCl₄
③SiCl₄+2H₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Si（粗）+4HCl
請你根據上述材料，回答下列問題：
（1）由石英砂制得高純硅的反應原理中，屬于化合反應的是②填數字代號，下同），屬于置換反應的是①③．
（2）粗硅提純必須在無氧的氛圍中進行，除了考慮到硅易被氧化成二氧化硅外，還有一個原因是防止O₂進去與H₂混合引起爆炸．
（3）生產過程示意圖中的“物質A”用水吸收，可得副產品（一種常見的酸）的名稱是鹽酸．
（4）作為電器、電子、光纖等行業原料的石英砂純度要求高，需要對普通石英砂（含有少量的CaCO₃、Fe₂O₃）進行提純，其中用酸洗（用鹽酸）和高純水洗是兩個最重要的步驟．請寫出酸洗步驟中的一個反應的化學方程式分別是CaCO₃+2HCl═CaCl₂+CO₂↑+H₂O（或Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O）（任寫一個）；判斷用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溶液和稀硝酸，若無白色沉淀現象，則表明殘留物已洗凈；否則，表明殘留物未洗凈．

Answer 1

分析 （1）化合反應是兩種或兩種以上物質反應生成一種物質的化學變化；置換反應是一種單質與一種化合生成一種單質與一種化合的反應；
（2）具可能燃性的氫氣與氧氣混合，點燃時可能產生爆炸；
（3）由此過程發生的反應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）碳酸鈣、氧化鐵都可與鹽酸發生復分解反應；溶液中的氯離子能與硝酸銀產生氯化銀白色沉淀，滴加硝酸銀檢驗高純水中是否含氯離子可判斷洗凈情況．

解答 解：（1）反應②為兩種物質生成一種物質的化合反應；反應①③為單質與化合物生成單質與化合物的置換反應；故答案為：②；①③；
（2）反應中使用氫氣，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行；故答案為：防止O₂進去與H₂混合引起爆炸；
（3）根據反應的化學方程式可判斷物質A為HCl，溶于水可得到鹽酸溶液；故答案為：鹽酸；
（4）碳酸鈣與鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳，氧化鐵與鹽酸反應生成氯化鐵和水；向水洗后的溶液中滴加硝酸銀，如果出現白色沉淀說明溶液中含有氯離子，表明殘留物未洗凈，如果不出現沉淀說明溶液中不含氯離子，表明殘留物洗凈；故答案為：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+CO₂↑+H₂O（或Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O）；白色沉淀；
故答案為：（1）②；①③；（2）防止O₂進去與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．

點評 對知識進行遷移解決情形相似的新問題是本題的特點，體現出知識運用與問題分析的能力．