《2025年暑假Happy假日八年级化学通用版》

20. 硅$ ( \mathrm { Si } ) $ 是太阳能电池和电脑芯片不可缺少的材料。利用石英砂(主要成分为二氧化硅)生产高纯硅的流程图如图(整个制备过程必须达到无水、无氧气)。

回答下列问题:
(1)写出由纯 $ \mathrm { SiHCl } _ { 3 } $ 制备高纯硅的化学方程式: ${SiHCl_{3} + H_{2}\xlongequal{1084^{\circ}C}Si + 3HCl}$。
(2)整个制备过程必须严格控制无水、无氧气。$ \mathrm { SiHCl } _ { 3 } $ 遇水剧烈反应生成 $ \mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { SiO } _ { 3 } $、$ \mathrm { HCl } $ 和另一种物质,写出该反应的化学方程式: ${SiHCl_{3} + 3H_{2}O\xlongequal{}H_{2}SiO_{3}\downarrow + 3HCl\uparrow + H_{2}\uparrow}$。
(3)石英砂的主要成分是二氧化硅。高纯度的二氧化硅可用于制造高性能通信材料——光导纤维。二氧化硅能与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠(化学式为 $ \mathrm { Na } _ { 2 } \mathrm { SiO } _ { 3 } $)和水。写出二氧化硅与氢氧化钠溶液反应的化学方程式: ${2NaOH + SiO_{2}\xlongequal{}Na_{2}SiO_{3} + H_{2}O}$。
(4)以上生产高纯硅的流程中,可循环使用的物质是 $\boldsymbol{{HCl}}$。

答案：
(1)${SiHCl_{3} + H_{2}\xlongequal{1084^{\circ}C}Si + 3HCl}$
(2)${SiHCl_{3} + 3H_{2}O\xlongequal{}H_{2}SiO_{3}\downarrow + 3HCl\uparrow + H_{2}\uparrow}$
(3)${2NaOH + SiO_{2}\xlongequal{}Na_{2}SiO_{3} + H_{2}O}$
(4)$\boldsymbol{{HCl}}$

21. 某科学兴趣小组的同学设计了 $ \mathrm { A } $、$ \mathrm { B } $、$ \mathrm { C } $ 三个实验装置(天平未画出)来验证质量守恒定律。
(1)$ \mathrm { A } $～$ \mathrm { C } $ 三个实验装置,只有 $ \mathrm { A } $ 装置能直接用于验证质量守恒定律,$ \mathrm { B } $、$ \mathrm { C } $ 装置则不能,否定 $ \mathrm { B } $、$ \mathrm { C } $ 装置的理由分别是$B$装置内发生的是物理变化、$C$装置内产生的气体会逸散到空气中。
(2)小明受到 $ \mathrm { A } $ 装置的启发,将 $ \mathrm { C } $ 装置进行改进,如图 $ \mathrm { D } $ 所示,此实验的现象是锥形瓶内有大量气泡产生，气球胀大。
(3)由质量守恒定律可知,化学反应前后,一定不变的是①②④(填序号)。
①原子种类 ②原子数目 ③物质种类 ④原子质量 ⑤分子数目

答案： 【解析】：
(1) 质量守恒定律适用于化学变化，$B$装置中酒精与水互溶是物理变化，所以不能用于验证质量守恒定律；$C$装置中石灰石与稀盐酸反应生成二氧化碳气体，二氧化碳气体会逸散到空气中，导致反应后天平不平衡，所以也不能直接用于验证质量守恒定律。
(2) $D$装置中石灰石粉末与稀盐酸反应生成二氧化碳气体，会观察到锥形瓶内有大量气泡产生，由于生成气体使装置内压强增大，所以气球胀大。
(3) 化学反应的实质是分子分成原子，原子重新组合成新分子，化学反应前后，原子种类、原子数目、原子质量一定不变；化学反应有新物质生成，物质种类一定改变；分子数目可能改变也可能不变。
【答案】：
(1) $B$装置内发生的是物理变化；$C$装置内产生的气体会逸散到空气中
(2) 锥形瓶内有大量气泡产生，气球胀大
(3) ①②④