Question

芯片是计算机的心脏，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（主要成分为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流程如图所示．
请回答下列问题：
（1）写出上述流程中由石英砂制取高纯硅的有关化学方程式：①

 

；②

 

；③

 

（2）在整个制备过程中必须达到无水无氧，若在H₂还原SiHCl₂过程中混入O₂，可能引起的后果是

 

．为了达到乐色化学和节约资源的目的，物质A需要循环使用，若“物质A”用水吸收，可得副产品（一种常见的酸）的名称是

 

（3）作为制造计算机芯片所用高纯硅原料的石英石（沙子）．纯度要求高，需要对普通沙子（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，请写出用酸洗步骤中的两个反应的化学方程式分别是

 

、

 

．

Answer 1

考点：物质的相互转化和制备,酸的化学性质,碳的化学性质,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式

专题：物质的制备

分析：（1）根据二氧化硅和碳在高温的条件下生成粗硅和一氧化碳，粗硅和氯化氢在加热的条件下生成SiHCl₃和氢气，氢气和SiHCl₃在高温的条件下生成硅和氯化氢进行分析；
（2）根据具可能燃性的氢气与氧气混合，点燃时可能产生爆炸；
根据此过程发生的反应③可判断生成氯化氢气体，氯化氢极易溶于水而形成盐酸进行分析；
（3）根据碳酸钙、氧化铁都可与盐酸发生复分解反应进行分析．

解答：解：（1）二氧化硅和碳在高温的条件下生成粗硅和一氧化碳，化学方程式为：SiO₂+2C

高温  .

Si（粗）+2CO↑；
粗硅和氯化氢在加热的条件下生成SiHCl₃和氢气，化学方程式为：Si（粗）+3HCl

△   .

SiHCl₃+H₂；
氢气和SiHCl₃在高温的条件下生成硅和氯化氢，化学方程式为：SiHCl₃+H₂

高温  .

Si（纯）+3HCl；
（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；
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；
（3）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，化学方程式为：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+CO₂↑+H₂O，Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O．
故答案为：（1）SiO₂+2C

高温  .

Si（粗）+2CO↑；Si（粗）+3HCl

△   .

SiHCl₃+H₂；SiHCl₃+H₂

高温  .

Si（纯）+3HCl；
（2）氧气进去与氢气混合引起爆炸，盐酸；
（3）CaCO₃+2HCl═CaCl₂+CO₂↑+H₂O，Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O．

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．