Question

【題目】制備高純硅和二氧化硅主要工藝流程如圖所示。

(1)2019年，我國(guó)華為公司推出了5G商用芯片。制造芯片要用到高純硅，硅的原子結(jié)構(gòu)示意圖_______。

(2)反應(yīng)①的化學(xué)方程式為：SiO2+2C Si+2CO，這個(gè)反應(yīng)體現(xiàn)了單質(zhì)碳的___________性（填“氧化”或“還原”）。反應(yīng)類型為__________反應(yīng)。

(3)二氧化硅屬于________（填“酸”“堿”“鹽”“氧化物”或“有機(jī)物”中的一種）。與堿反應(yīng)時(shí)，二氧化硅與二氧化碳有相似的化學(xué)性質(zhì)，裝氫氧化鈉的試劑瓶不能用玻璃塞，是因?yàn)槌�溫下氫氧化鈉與玻璃塞中的二氧化硅反應(yīng)生成有粘性的硅酸鈉，進(jìn)而使瓶口與瓶塞粘合在一起的緣故，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式_____________________________。

(4)用于制造光導(dǎo)纖維的高純二氧化硅，可利用反應(yīng)②制備，同時(shí)生成一種可循環(huán)使用的物質(zhì)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________________。整個(gè)工藝流程中，還可以循環(huán)利用的另一種物質(zhì)是__________________。

Answer 1

【答案】 還原性 置換反應(yīng) 氧化物 H2（或HCl）

【解析】

（1）在元素周期表中，硅原子的原子序數(shù)為14，原子序數(shù)=核外電子數(shù)=14，第一層電子層有2個(gè)電子，第二層有8個(gè)電子，最外層電子數(shù)為4個(gè)，故硅的原子結(jié)構(gòu)示意圖：；

（2）反應(yīng)①的化學(xué)方程式為：SiO2+2CSi+2CO，從化學(xué)方程式可以看出，此反應(yīng)中，碳元素得到氧生成了一氧化碳，故這個(gè)反應(yīng)體現(xiàn)了單質(zhì)碳的還原性。該反應(yīng)符合一種單質(zhì)與一種化合物反應(yīng)生成另一種單質(zhì)和另一種化合物的反應(yīng)，屬于置換反應(yīng)；

（3）二氧化硅是由兩種元素組成，其中一種元素為氧元素的化合物，屬于氧化物；

二氧化碳與氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉和水，二氧化硅與二氧化碳有相似的化學(xué)性質(zhì)，二氧化硅與氫氧化鈉反應(yīng)生成硅酸鈉和水，其化學(xué)反應(yīng)方程式為：；

（4）用于制造光導(dǎo)纖維的高純二氧化硅，可利用反應(yīng)②制備，同時(shí)生成一種可循環(huán)使用的物質(zhì)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：；

粗硅制取高純硅的化學(xué)反應(yīng)方程式為：；，H2和HCl既是反應(yīng)物又是生成物，可以循環(huán)利用，故整個(gè)工藝流程中，還可以循環(huán)利用的另一種物質(zhì)是H2（或HCl）。