Question

8．用地壳中硅元素生产的多种产品在现代高科技中占重要位置，足见化学对现代物质文明的重要作用．例如：
（1）光导纤维的主要成分是二氧化硅（或SiO₂）；
（2）目前应用最多的太阳能电池的光电转化材料是硅（或Si）；
（3）用作吸附剂、干燥剂、催化剂或催化剂载体的人造分子筛大多是一类具有均匀微孔结构的被称为铝硅酸盐（物质类别）的化合物．
（4）赏心悦目的雕花玻璃是用一种物质对玻璃进行化学刻蚀而制成的，该反应的化学方程式为SiO₂+4HF=SiF₄↑+2H₂O；
（5）工业上制取粗硅是用石英和焦炭在高温电炉中反应制得，该反应中氧化剂与还原剂的质量比为5：2；用石英和焦炭在高温电炉中反应也可以制得金刚砂（SiC），并产生CO气体，该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为1：2．

Answer 1

分析 （1）二氧化硅是光导纤维的成分；
（2）硅太阳能电池的主要成分为硅；
（3）铝硅酸盐有很大的表面积，可用作干燥剂、吸附剂、催化剂载体；
（4）二氧化硅性质较为稳定，与硝酸、硫酸、盐酸以及强氧化性物质不反应，在一定条件下可与碱、碱性氧化物、盐以及HF酸反应，玻璃中含二氧化硅和氢氟酸发生反应；
（5）SiO₂+2C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+2CO↑反应中，Si元素的化合价降低，C元素的化合价升高，SiO₂为氧化剂，C是还原剂，SiO₂+3C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$SiC+2CO↑中，C元素的化合价由0升高为+2价，C元素的化合价由0降低为-4价，以此计算．

解答 解：（1）光导纤维的主要成分是二氧化硅，故答案为：二氧化硅（或SiO₂）；
（2）太阳能电池的光电转化材料，利用的是硅晶体的性质，主要成分为硅单质，故答案为：硅（或Si）；
（3）用作吸附剂、干燥剂、催化剂或催化剂载体的人造分子筛大多是一类具有均匀微孔结构的被称为铝硅酸盐，故答案为：铝硅酸盐．
（4）氢氟酸与二氧化硅易反应，生产四氟化硅气体，能在玻璃上进行刻蚀，反应的化学方程式为：SiO₂+4HF=SiF₄↑+2H₂O，
故答案为：SiO₂+4HF=SiF₄↑+2H₂O；
（5）SiO₂+2C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+2CO↑反应中，Si元素的化合价降低，C元素的化合价升高，SiO₂为氧化剂，C是还原剂，由反应可知，物质的量比为1：2，质量比为1×60：2×12=5：2，
SiO₂+3C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$SiC+2CO↑中，C元素的化合价由0升高为+2价，C元素的化合价由0降低为-4价，则C为氧化剂，也是还原剂，由电子守恒及原子守恒可知，1molC作氧化剂与2molC作还原剂转移电子相等，则氧化剂和还原剂物质的量之比为1：2，
故答案为：5：2，1：2．

点评 本题考查硅及其化合物性质应用，氧化还原反应及计算，为高频考点，把握反应中元素的化合价变化为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，题目难度不大．