Question

18．目前，计算机已进入千家万户．制造计算机的芯片需要大量的高纯硅，生产高纯硅的主要原料是石英砂（成分为SiO₂）．二氧化硅既不溶于水，也不溶于一般的酸溶液．
工业上生产高纯硅的主要过程示意图如下：
其主要反应原理为：
①SiO₂+2C$\frac{\underline{\;3000℃\;}}{\;}$Si（粗）+2CO　　　　　　②Si（粗）+2Cl₂$\frac{\underline{\;400-500℃\;}}{\;}$SiCl₄
③SiCl₄+2H₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si（粗）+4HCl
请你根据上述材料，回答下列问题：
（1）由石英砂制得高纯硅的反应原理中，属于化合反应的是②填数字代号，下同），属于置换反应的是①③．
（2）粗硅提纯必须在无氧的氛围中进行，除了考虑到硅易被氧化成二氧化硅外，还有一个原因是防止O₂进去与H₂混合引起爆炸．
（3）生产过程示意图中的“物质A”用水吸收，可得副产品（一种常见的酸）的名称是盐酸．
（4）作为电器、电子、光纤等行业原料的石英砂纯度要求高，需要对普通石英砂（含有少量的CaCO₃、Fe₂O₃）进行提纯，其中用酸洗（用盐酸）和高纯水洗是两个最重要的步骤．请写出酸洗步骤中的一个反应的化学方程式分别是CaCO₃+2HCl═CaCl₂+CO₂↑+H₂O（或Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O）（任写一个）；判断用高纯水洗是否洗净的方法是：取少量最后的洗涤液于试管中，向其中滴加AgNO₃溶液和稀硝酸，若无白色沉淀现象，则表明残留物已洗净；否则，表明残留物未洗净．

Answer 1

分析 （1）化合反应是两种或两种以上物质反应生成一种物质的化学变化；置换反应是一种单质与一种化合生成一种单质与一种化合的反应；
（2）具可能燃性的氢气与氧气混合，点燃时可能产生爆炸；
（3）由此过程发生的反应③可判断生成氯化氢气体，氯化氢极易溶于水而形成盐酸；
（4）碳酸钙、氧化铁都可与盐酸发生复分解反应；溶液中的氯离子能与硝酸银产生氯化银白色沉淀，滴加硝酸银检验高纯水中是否含氯离子可判断洗净情况．

解答 解：（1）反应②为两种物质生成一种物质的化合反应；反应①③为单质与化合物生成单质与化合物的置换反应；故答案为：②；①③；
（2）反应中使用氢气，氢气若与氧气混合易引起爆炸，因此必须在无氧的氛围中进行；故答案为：防止O₂进去与H₂混合引起爆炸；
（3）根据反应的化学方程式可判断物质A为HCl，溶于水可得到盐酸溶液；故答案为：盐酸；
（4）碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，氧化铁与盐酸反应生成氯化铁和水；向水洗后的溶液中滴加硝酸银，如果出现白色沉淀说明溶液中含有氯离子，表明残留物未洗净，如果不出现沉淀说明溶液中不含氯离子，表明残留物洗净；故答案为：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+CO₂↑+H₂O（或Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O）；白色沉淀；
故答案为：（1）②；①③；（2）防止O₂进去与H₂混合引起爆炸；（3）盐酸；（4）CaCO₃+2HCl═CaCl₂+CO₂↑+H₂O（或Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O）；白色沉淀．

点评 对知识进行迁移解决情形相似的新问题是本题的特点，体现出知识运用与问题分析的能力．