Question

10．石英砂主要成分是SiO₂，是制取高純硅的主要原料，高純硅又是制造計算機芯片的主要原料．制備過程涉及到如下反應：
①SiO₂+C 3000℃Si（粗）+CO↑ ②Si（粗）+2Cl₂450～500℃SiCl₄ ③SiCl₄+2H₂高溫 Si（純）+4HCl
其生產過程示意圖如下：

請你自學上述資料后，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CaCO₃+2HCl═CaCl₂+CO₂↑+H₂O（或Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O）（任寫一個）；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物反應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．

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．