Question

由磷礦石、石英、氯化氫等為原料生產白炭黑（SiO₂?nH₂O）、磷及甲醇，下列工藝過程原料綜合利用率高，廢棄物少．
（1）上述反應中，屬于置換反應的是______（選填：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ）．
（2）已知SiHCl₃的沸點為33.0℃，提純SiHCl₃適宜的方法是______．
（3）高溫下進行的反應Ⅱ的化學方程式為：______；固體廢棄物CaSiO₃可用于______．
（4）反應Ⅲ需在高溫、隔絕氧氣和無水條件下進行，其原因是______．
（5）CH₃OH可用作燃料電池的燃料，在強酸性介質中，負極的電極反應式為______．

Answer 1

解：（1）根據(jù)置換反應的定義知，反應II中反應物中有兩種化合物，生成物中含有兩種化合物，所以不是置換反應，反應IV中反應物沒有單質，所以不是置換反應，反應V是化合反應，Ⅰ、Ⅲ反應符合置換反應的條件，所以是置換反應，故答案為：Ⅰ、Ⅲ；
（2）SiHCl₃的沸點為33.0℃，和其它物質的沸點不同，所以可以采用分餾的方法分離，故答案為：分餾（蒸餾）；
（3）高溫條件下，磷酸鈣和碳、二氧化硅反應生成硅酸鈣、磷和一氧化碳，反應方程式為：Ca₃（PO₄）₂+5C+3SiO₂3CaSiO₃+2P+5CO↑，硅酸鈣屬于硅酸鹽，所以可以生產水泥、磚瓦或作為建筑材料等，
故答案為：Ca₃（PO₄）₂+5C+3SiO₂3CaSiO₃+2P+5CO↑，生產水泥、磚瓦或作為建筑材料等；
（4）SiHCl₃會水解，且生成的氫氣和氧氣在一定范圍內會產生爆炸，所以反應Ⅲ需在高溫、隔絕氧氣和無水條件下進行，故答案為：SiHCl₃會水解，同時產生的H₂與O₂混合發(fā)生爆炸等；
（5）酸性條件下，負極上甲醇失電子生成二氧化碳和氫離子，電極反應式為CH₃OH+H₂O-6e^-=CO₂+6H⁺，
故答案為：CH₃OH+H₂O-6e^-=CO₂+6H⁺．
分析：（1）一種化合物和一種單質反應生成另外的單質和化合物的反應是置換反應，根據(jù)反應物和生成物類型判斷；
（2）沸點不同的物質采用分餾的方法分離；
（3）根據(jù)反應物、生成物和反應條件寫出反應方程式，硅酸鈣屬于硅酸鹽，可以用于生成硅酸鹽產品；
（4）根據(jù)三氯化硅和氫氣的性質分析；
（5）酸性條件下，甲醇失電子發(fā)生氧化反應．
點評：本題考查了硅及其化合物的有關知識，易錯題是（3），注意該反應中生成是一氧化碳而不是二氧化碳，為易錯點．