Question

13．新材料的出現(xiàn)促進(jìn)了社會(huì)的進(jìn)步，晶體硅是信息是被重要的材料．工業(yè)上生產(chǎn)高純硅有以下兩個(gè)重要環(huán)節(jié)；
（1）二氧化硅與焦炭在高溫的條件下反應(yīng)制出粗硅，同時(shí)產(chǎn)生一氧化碳．該反應(yīng)的化學(xué)方程式為SiO₂+2C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Si+2CO↑
（2）在高溫條件下，用氫氣置換SiHCl₃中的晶體硅．該反應(yīng)的化學(xué)方程式為SiHCl₃+H₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Si+3HCl，硅元素的化合價(jià)變化為由+2價(jià)變?yōu)?價(jià)．
太陽能路燈系統(tǒng)主要有三部分：
①晶體硅電池供電；②蓄電池組儲(chǔ)存電能③LED燈提供照明．
白天，太陽能路燈系統(tǒng)中的能量轉(zhuǎn)化過程是太陽能轉(zhuǎn)化為電能．
目前，推廣使用LED光源最主要的目的是節(jié)能．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)題意，二氧化硅與焦炭在高溫的條件下反應(yīng)制出粗硅，同時(shí)產(chǎn)生一氧化碳，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式即可．
（2）在高溫條件下，用氫氣置換SiHCl₃中的晶體硅，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式即可．
根據(jù)單質(zhì)中元素的化合價(jià)為0、在化合物中正負(fù)化合價(jià)代數(shù)和為零，進(jìn)行分析解答．
①根據(jù)太陽能路燈系統(tǒng)中的能量轉(zhuǎn)化，進(jìn)行分析解答．
②根據(jù)LED燈具有耗電量小，發(fā)光效率高，使用壽命長，進(jìn)行分析解答．

解答 解：（1）二氧化硅與焦炭在高溫的條件下反應(yīng)制出粗硅，同時(shí)產(chǎn)生一氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式是：SiO₂+2C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Si+2CO↑．
（2）在高溫條件下，用氫氣置換SiHCl₃中的晶體硅，生成氯化氫，反應(yīng)的化學(xué)方程式是：SiHCl₃+H₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Si+3HCl．
氫元素顯+1價(jià)，氯元素顯-1價(jià)，設(shè)SiHCl₃中硅元素的化合價(jià)是x，根據(jù)在化合物中正負(fù)化合價(jià)代數(shù)和為零，可得：x+（+1）+（-1）×3=0，則x=+2價(jià)．
單質(zhì)中元素的化合價(jià)為0，硅屬于單質(zhì)，故硅元素的化合價(jià)為0．
①白天，蓄電池組儲(chǔ)存電能，太陽能路燈系統(tǒng)中的能量轉(zhuǎn)化為太陽能轉(zhuǎn)化為電能．
②LED燈具有耗電量小，發(fā)光效率高，使用壽命長，推廣使用LED光源最主要的目的是節(jié)能．
故答案為：（1）SiO₂+2C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Si+2CO↑；
（2）SiHCl₃+H₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Si+3HCl；由+2價(jià)變?yōu)?價(jià)；
①太陽能轉(zhuǎn)化為電能；②節(jié)能．

點(diǎn)評(píng) 本題難度不大，理解工業(yè)上生產(chǎn)高純硅的反應(yīng)原理，掌握化學(xué)方程式的書寫方法、化合價(jià)的原則、新能源等是正確解答本題的關(guān)鍵．