Question

10．硅及硅酸鹽材料
威海藍星玻璃股份有限公司，是中國十大玻璃制造商之一，“藍星玻璃”被評為“中國馳名商標”、“中國名牌”和“國家免檢產(chǎn)品”等榮譽．他們正在以石英資源為基礎，打造培育出威海市的龍頭硅產(chǎn)業(yè)．石英砂的主要成分為二氧化硅，它是玻璃工業(yè)和陶瓷工業(yè)的原料，冶金工業(yè)的助熔劑．回答下列問題：
（1）“藍星玻璃”由石英砂（SiO₂）、純堿、石灰石按一定的質(zhì)量比混合，經(jīng)高溫燒制而成，其反應原理是（用化學方程式表示）CaCO₃+SiO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaSiO₃+CO₂↑，Na₂CO₃+SiO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Na₂SiO₃+CO₂↑．
（2）在實驗室里裝有氫氧化鈉溶液的試劑瓶不能用玻璃塞，原因是在常溫下，NaOH與玻璃塞中的SiO₂緩慢地發(fā)生反應生成Na₂Si0₃和H₂O，Na₂Si0₃使瓶口與玻璃塞黏合在一起，則該反應的化學方程式為2NaOH+SiO₂=Na₂Si0₃+H₂O．
（3）硅是太陽能電池和電腦芯片不可缺少的材料．生產(chǎn)高純硅的流程示意圖如下：

①由石英砂制備粗硅的反應中，同時有一氧化碳生成，該反應的化學方程式是Si0₂+2C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Si+2C0↑．
②在整個制備過程中必須達到無水無氧，若在H₂還原SiHCl₃過程中混入0₂，可能引起的后果是硅被氧化而得不到高純硅，并且發(fā)生爆炸．
③為了達到綠色化學和節(jié)約資源的目的，物質(zhì)A需要循環(huán)使用，則A的化學式是HCl．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)碳酸鈣和二氧化硅在高溫的條件下生成硅酸鈣和二氧化碳，碳酸鈉和二氧化硅在高溫的條件下反應生成硅酸鈉和二氧化碳進行分析；
（2）根據(jù)氫氧化鈉和二氧化硅反應生成硅酸鈉和水進行分析；
（3）①根據(jù)二氧化硅和碳在高溫的條件下反應生成硅和一氧化碳進行分析；
②根據(jù)氫氣與氧氣可能爆炸，則整個制備過程必須達到無水無氧進行分析；
③根據(jù)生產(chǎn)高純硅的流程示意圖可知，鹽酸既是反應物，又是生成物進行分析．

解答 解：（1）碳酸鈣和二氧化硅在高溫的條件下生成硅酸鈣和二氧化碳，碳酸鈉和二氧化硅在高溫的條件下反應生成硅酸鈉和二氧化碳，化學方程式為：CaCO₃+SiO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaSiO₃+CO₂↑，Na₂CO₃+SiO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Na₂SiO₃+CO₂↑；
（2）氫氧化鈉和二氧化硅反應生成硅酸鈉和水，化學方程式為：2NaOH+SiO₂=Na₂Si0₃+H₂O；
（3）①二氧化硅和碳在高溫的條件下反應生成硅和一氧化碳，化學方程式為：Si0₂+2C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Si+2C0↑；
②氫氣與氧氣可能爆炸，則整個制備過程必須達到無水無氧，所以在H₂還原SiHCl₃過程中混入0₂，可能引起的后果是：硅被氧化而得不到高純硅，并且發(fā)生爆炸；
③由生產(chǎn)高純硅的流程示意圖可知，為了達到綠色化學和節(jié)約資源的目的，物質(zhì)A需要循環(huán)使用，A的化學式是HCl．
故答案為：（1）CaCO₃+SiO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaSiO₃+CO₂↑，Na₂CO₃+SiO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Na₂SiO₃+CO₂↑；
（2）2NaOH+SiO₂=Na₂Si0₃+H₂O；
（3）①Si0₂+2C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Si+2C0↑；
②硅被氧化而得不到高純硅，并且發(fā)生爆炸；
③HCl．

點評 了解分子、原子、離子、元素與物質(zhì)之間的關系；掌握氧化物的概念、反應類型的判定方法；掌握質(zhì)量守恒定律的內(nèi)容及其應用．