Question

9．用地壳中硅元素生产的多种产品在现代高科技中占重要位置，足见化学对现代物质文明的重要作用．例如：
（1）目前应用最多的太阳能电池的光电转化材料是晶体硅；
（2）赏心悦目的雕花玻璃是用一种物质对玻璃进行化学刻蚀而制成的，该反应的化学方程式为4HF+SiO₂=SiF₄↑+2H₂O；
（3）工业上制取粗硅是用石英和焦炭在高温电炉中反应制得，该反应中氧化剂与还原剂的质量比为5：2；
用石英和焦炭在高温电炉中反应也可以制得金刚砂（SiC），并产生CO气体，该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为1：2．

Answer 1

分析 （1）晶体硅为良好的半导体材料；
（2）二氧化硅与氢氟酸反应生成四氟化硅和水；
（3）SiO₂+2C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+2CO↑反应中，Si元素的化合价降低，C元素的化合价升高，SiO₂为氧化剂，C是还原剂，SiO₂+3C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$SiC+2CO↑中，C元素的化合价由0升高为+2价，C元素的化合价由0降低为-4价，以此计算．

解答 解：（1）晶体硅为良好的半导体材料，是制造太阳能电池的主要原料；
故答案为：晶体硅；
（2）二氧化硅与氢氟酸反应生成四氟化硅和水，方程式：4HF+SiO₂=SiF₄↑+2H₂O；
故答案为：4HF+SiO₂=SiF₄↑+2H₂O；
（3）SiO₂+2C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+2CO↑反应中，Si元素的化合价降低，C元素的化合价升高，SiO₂为氧化剂，C是还原剂，由反应可知，物质的量比为1：2，质量比为1×60：2×12=5：2，
SiO₂+3C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$SiC+2CO↑中，C元素的化合价由0升高为+2价，C元素的化合价由0降低为-4价，则C为氧化剂，也是还原剂，由电子守恒及原子守恒可知，1molC作氧化剂与2molC作还原剂转移电子相等，则氧化剂和还原剂物质的量之比为1：2，
故答案为：5：2，1：2．

点评 本题考查硅及其化合物性质应用，氧化还原反应及计算，熟悉硅及氧化硅的性质是解题关键，侧重分析与应用能力的考查，题目难度不大．