Question

制备高纯硅和二氧化硅主要工艺流程如图所示。

(1)2019年，我国华为公司推出了5G商用芯片。制造芯片要用到高纯硅，硅的原子结构示意图_______。

(2)反应①的化学方程式为：SiO₂+2C Si+2CO，这个反应体现了单质碳的___________性（填“氧化”或“还原”）。反应类型为__________反应。

(3)二氧化硅属于________（填“酸”“碱”“盐”“氧化物”或“有机物”中的一种）。与碱反应时，二氧化硅与二氧化碳有相似的化学性质，装氢氧化钠的试剂瓶不能用玻璃塞，是因为常温下氢氧化钠与玻璃塞中的二氧化硅反应生成有粘性的硅酸钠，进而使瓶口与瓶塞粘合在一起的缘故，写出该反应的化学方程式_____________________________。

(4)用于制造光导纤维的高纯二氧化硅，可利用反应②制备，同时生成一种可循环使用的物质，该反应的化学方程式为______________________________。整个工艺流程中，还可以循环利用的另一种物质是__________________。

Answer

还原性 置换反应 氧化物 H2（或HCl）

【解析】

（1）在元素周期表中，硅原子的原子序数为14，原子序数=核外电子数=14，第一层电子层有2个电子，第二层有8个电子，最外层电子数为4个，故硅的原子结构示意图：；

（2）反应①的化学方程式为：SiO2+2CSi+2CO，从化学方程式可以看出，此反应中，碳元素得到氧生成了一氧化碳，故这个反应体现了单质碳的还原性。该反应符合一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应，属于置换反应；

（3）二氧化硅是由两种元素组成，其中一种元素为氧元素的化合物，属于氧化物；

二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，二氧化硅与二氧化碳有相似的化学性质，二氧化硅与氢氧化钠反应生成硅酸钠和水，其化学反应方程式为：；

（4）用于制造光导纤维的高纯二氧化硅，可利用反应②制备，同时生成一种可循环使用的物质，该反应的化学方程式为：；

粗硅制取高纯硅的化学反应方程式为：；，H2和HCl既是反应物又是生成物，可以循环利用，故整个工艺流程中，还可以循环利用的另一种物质是H2（或HCl）。