Question

作为推行“低碳经济”的重要科技进步，太阳能光伏发电成为2010年上海世博会的“亮点”．太阳能光伏发电最关键的材料是高纯硅，三氯甲硅烷（SiHCl₃）还原法是当前制备高纯硅的主要方法．生产流程示意如下：
（1）石英砂的主要成分是SiO₂，工业上制取粗硅的化学方程式为：SiO₂+2CSi+2R，R的化学式为________；该反应的基本类型是________．
（2）整个制备过程必须达到无水无氧．在H₂还原SiHCl₃过程中若混入O₂，可能引起的后果是________．
（3）为了达到绿色化学和资源综合利用的目的，在生产过程中物质A需要循环使用，A的化学式是________．

Answer 1

解：（1）根据质量守恒定律和化学方程式可得，R的化学式中应含有Si的个数为：（1-1）÷2=0，应含有O的个数为：2÷2=1，应含有C的个数为：2÷2=1．故可判断R的化学式为：CO；化学方程式为：SiO₂+2CSi+2CO，是一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应，属于置换反应；
（2）在H₂还原SiHCl₃过程中若混入O₂，还原出的Si会被再次氧化，得不到纯净的Si，氢气与氧气会发生反应并放出大量热量，会引起爆炸．故整个制备过程必须达到无水无氧；
（3）因为H₂还原SiHCl₃得到高纯硅和HCl，故可判断物质A为HCl，在生产过程中，从粗硅→SiHCl₃，要用到HCl，使物质A得到循环利用．
故答案为：（1）CO；置换反应；
（2）硅被氧化得不到高纯硅，还会引起爆炸；
（3）HCl．
分析：（1）根据质量守恒定律的微观解释：化学反应前后原子的种类和数目不变．可知在化学反应方程式中，反应物和生成物中所含的原子的种类和数目相同．由此可推断化学反应方程式中反应物或生成物的化学式；根据反应各类型的特点判断；
（2）根据氢气与氧气反应的情况和Si与氧气反应的情况考虑；
（3）对照流程图和物质A，进行分析即可．
点评：此题主要是考查学生的综合分析能力，不但要求学生具备有关物质的基础知识，而且要有实验操作的经历和分析、解决化学实验问题的能力．