Question

【題目】以下是工業上制取純硅的一種方法。

請回答下列問題(各元素用相應的元素符號表示)：

（1）在上述生產過程中，屬于置換反應的有____(填反應代號)；

（2）寫出反應③的化學方程式____；

（3）化合物W的用途很廣，通常可用作建筑工業和造紙工業的黏合劑，可作肥皂的填充劑，是天然水的軟化劑。將石英砂和純堿按一定比例混合加熱至1 373～1 623 K反應，生成化合物W，其化學方程式是____；

（4）A、B、C三種氣體在“節能減排”中作為減排目標的一種氣體是___(填化學式)；分別通入W溶液中能得到白色沉淀的氣體是___(填化學式)；

（5）工業上合成氨的原料H2的制法是先把焦炭與水蒸氣反應生成水煤氣，再提純水煤氣得到純凈的H2，提純水煤氣得到純凈的H2的化學方程式為___。

Answer 1

【答案】①②③ SiHCl3＋H2Si＋3HCl SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑ CO2 CO2和HCl CO＋H2OCO2＋H2、CO2＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋H2O

【解析】

石英砂和焦炭發生反應①生成粗硅和CO：2C+SiO2Si+2CO↑，是置換反應；得到的粗硅和HCl發生反應②：Si+3HClSiHCl3+H2，也是置換反應；純凈的SiHCl3再和H2發生反應③：SiHCl3＋H2Si＋3HCl，還是置換反應，氣體C是HCl。氣體A是CO，和水蒸氣發生反應④：CO＋H2OCO2＋H2，不是置換反應，氣體B是CO2。

（1）在上述生產過程中，屬于置換反應的有①②③；

（2）反應③的化學方程式為SiHCl3＋H2Si＋3HCl ；

（3）硅酸鈉通常可用作建筑工業和造紙工業的黏合劑，可作肥皂的填充劑，所以W是硅酸鈉。石英砂和純堿反應生成硅酸鈉的化學方程式是SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑；

（4）氣體A是CO，氣體B是CO2，氣體C是HCl。節能減排就是節約能源、降低能源消耗、減少污染物排放。加強節能減排工作，也是應對全球氣候變化的迫切需要，所以要減少化石燃料的使用，從而減少二氧化碳的排放。碳酸的酸性比硅酸強，所以二氧化碳通入硅酸鈉溶液中能生成硅酸白色沉淀:CO2+Na2SiO3+H2O=Na2CO3+H2SiO3↓。鹽酸是強酸，HCl通入硅酸鈉溶液中也可以生成硅酸白色沉淀:2HCl+Na2SiO3=2NaCl+H2SiO3↓。所以通入硅酸鈉溶液中生成白色沉淀的氣體是CO2和HCl。故答案為：CO2；CO2和HCl；

（5）焦炭與水蒸氣反應生成CO和H2，CO和H2難以分離，所以CO繼續和水蒸氣反應生成CO2和H2，然后用堿液吸收CO2得到純凈的H2。故答案為：CO＋H2OCO2＋H2、CO2＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋H2O。