Question

10．作為推行“低碳經(jīng)濟(jì)”的重要科技進(jìn)步，太陽(yáng)能光伏發(fā)電成為2010年上海世博會(huì)的“亮點(diǎn)”．太陽(yáng)能光伏發(fā)電最關(guān)鍵的材料是高純硅，三氯甲硅烷（SiHCl₃）還原法是當(dāng)前制備高純硅的主要方法．生產(chǎn)流程示意如圖：

（1）石英砂的主要成分是SiO₂，工業(yè)上制取粗硅的化學(xué)方程式為：SiO₂+2C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Si+2R，R的化學(xué)式為CO；該反應(yīng)的基本類型是置換反應(yīng)．
（2）整個(gè)制備過程必須達(dá)到無(wú)水無(wú)氧．在H₂還原SiHCl₃過程中若混入O₂，可能引起的后果是硅被氧化得不到高純硅或發(fā)生爆炸．為了達(dá)到綠色化學(xué)和資源綜合利用的目的，在生產(chǎn)過程中物質(zhì)A需要循環(huán)使用，A的化學(xué)式是HCl；在生產(chǎn)過程中還有一種可循環(huán)使用的物質(zhì)是H₂．
（3）根據(jù)元素周期表可知，原子序數(shù)為6的碳原子和原子序數(shù)為14的硅原子最外層電子數(shù)均為4，則常溫下硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑（填“活潑”或“不活潑”）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)質(zhì)量守恒定律的微觀解釋：化學(xué)反應(yīng)前后原子的種類和數(shù)目不變．可知在化學(xué)反應(yīng)方程式中，反應(yīng)物和生成物中所含的原子的種類和數(shù)目相同．由此可推斷化學(xué)反應(yīng)方程式中反應(yīng)物或生成物的化學(xué)式；根據(jù)反應(yīng)各類型的特點(diǎn)判斷；
（2）根據(jù)氫氣與氧氣反應(yīng)的情況和Si與氧氣反應(yīng)的情況考慮；對(duì)照流程圖和物質(zhì)A，進(jìn)行分析即可；
（3）根據(jù)元素的性質(zhì)與原子結(jié)構(gòu)中最外層電子數(shù)目的關(guān)系分析．碳原子和硅原子最外層電子數(shù)均為4，其化學(xué)性質(zhì)相似，不易得電子，也不易失電子，故不活潑；

解答 解：（1）根據(jù)質(zhì)量守恒定律和化學(xué)方程式可得，R的化學(xué)式中應(yīng)含有Si的個(gè)數(shù)為：（1-1）÷2=0，應(yīng)含有O的個(gè)數(shù)為：2÷2=1，應(yīng)含有C的個(gè)數(shù)為：2÷2=1．故可判斷R的化學(xué)式為：CO；化學(xué)方程式為：SiO₂+2C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Si+2CO，是一種單質(zhì)與一種化合物反應(yīng)生成另一種單質(zhì)和另一種化合物的反應(yīng)，屬于置換反應(yīng)，屬于氧化劑；故填：CO；置換反應(yīng)；
（2）在H₂還原SiHCl₃過程中若混入O₂，還原出的Si會(huì)被再次氧化，得不到純凈的Si，氫氣與氧氣會(huì)發(fā)生反應(yīng)并放出大量熱量，會(huì)引起爆炸，所以整個(gè)制備過程必須達(dá)到無(wú)水無(wú)氧；根據(jù)生產(chǎn)流程中可知：由粗硅到SiHCl₃和由SiHCl₃到高純硅是兩個(gè)相反的過程，因此，這些過程中，H₂、HCl可以循環(huán)使用；A是氯化氫，故填：硅被氧化得不到高純硅或發(fā)生爆炸；HCl；H₂；
（3）由于碳元素的化學(xué)性質(zhì)不活潑，而硅元素的最外層電子數(shù)與碳相同，則其化學(xué)性質(zhì)也應(yīng)較穩(wěn)定，故常溫下硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑；故填：不活潑；

點(diǎn)評(píng) 推斷題是化學(xué)題中的一種常見題型，它涉及的知識(shí)面廣，題型多樣，變化復(fù)雜，條件隱蔽，容易出錯(cuò)，是一種既考查知識(shí)，又考查能力的題型．解題的關(guān)鍵是在審題的基礎(chǔ)上找準(zhǔn)解題的突破口．經(jīng)過分析，歸納，推理，得出正確的答案．