Question

12．太阳能光伏发电最关键的材料是高纯硅，如图是我市某多晶硅生产企业生产高纯硅的流程示意图：发生的反应为：
①SiO₂+2C$\frac{\underline{\;1600℃～1800℃\;}}{\;}$Si+2CO↑
②Si+3HCl$\frac{\underline{\;250～300℃\;}}{Cu粉或Ag粉}$SiHCl₃+H₂↑
③SiHCl₃+H₂$\frac{\underline{\;1100～1200℃\;}}{\;}$Si+3HCl

（1）反应①中的产生一氧化碳尾气可以用于冶炼铁，请写出一氧化碳还原赤铁矿（主要成分是Fe₂O₃）的反应的化学方程式3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
（2）整个制备过程必须达到无水无氧，在H₂还原SiHCl₃过程中若混入O₂，可能引起的后果是氢气和氧气反应引发爆炸．
（3）上述流程中有些物质可以循环使用，以达到绿色化学和节约资源的目的．该物质有HCl或H₂． （只需填一种）

Answer 1

分析 （1）从一氧化碳和赤铁矿（主要成分是Fe₂O₃）在高温下反应生成铁和二氧化碳去分析；
（2）从混有空气或氧气的氢气遇明火可能会发生爆炸去分析；
（3）根据生产流程中②③可知：由粗硅到SiHCl₃和由SiHCl₃到高纯硅是两个相反的过程，可以看出H₂、HCl可以循环使用．

解答 解：（1）一氧化碳和赤铁矿（主要成分是Fe₂O₃）在高温下反应生成铁和二氧化碳，其反应的化学方程式为：3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；故答案为：3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
（2）在H₂还原SiHCl₃过程中若混入O₂，氢气与氧气会发生反应并放出大量热量，可能会引起爆炸．故整个制备过程必须达到无水无氧；故答案为：氢气和氧气反应引发爆炸；
（3）根据生产流程中②③可知：由粗硅到SiHCl₃和由SiHCl₃到高纯硅是两个相反的过程，因此，这些过程中，H₂、HCl可以循环使用；故答案为：HCl或H₂．

点评 此题主要是考查学生的综合分析能力，不但要求学生具备有关物质的基础知识，而且要有实验操作的经历和分析、解决化学实验问题的能力．