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，硅的原子結構示意圖_______。

(2)反應①的化學方程式為：SiO2+2C Si+2CO，這個反應體現(xiàn)了單質碳的___________性（填“氧化”或“還原”）。反應類型為__________反應。

(3)二氧化硅屬于________（填“酸”“堿”“鹽”“氧化物”或“有機物”中的一種）。與堿反應時，二氧化硅與二氧化碳有相似的化學性質，裝氫氧化鈉的試劑瓶不能用玻璃塞，是因為常溫下氫氧化鈉與玻璃塞中的二氧化硅反應生成有粘性的硅酸鈉，進而使瓶口與瓶塞粘合在一起的緣故，寫出該反應的化學方程式_____________________________。

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

Answer 1

【答案】 還原性 置換反應 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個電子，第二層有8個電子，最外層電子數(shù)為4個，故硅的原子結構示意圖：；

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

（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生成碳酸鈉和水，二氧化硅與二氧化碳有相似的化學性質，二氧化硅與氫氧化鈉反應生成硅酸鈉和水，其化學反應方程式為：；

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

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