Question

獲取知識和信息是現(xiàn)代人不可缺少的素質(zhì)，信息產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展離不開材料科學(xué)的推動，信息產(chǎn)業(yè)的核心材料是高純度單晶硅．下面是高純度單晶硅的生產(chǎn)方法之一：
SiO₂

C

Si（粗硅）

HCl、Cl2

SiHCl₃（沸點(diǎn)31.5℃）

H2

Si 

氣相沉積法

高純硅-→單晶硅
近代用得較多的另一種方法（方法二）：用金屬硅化物（Mg₂Si）與鹽酸作用制得硅烷（SiH₄）；再熱分解硅烷可得高純硅．
（1）從方法一生產(chǎn)單晶硅的過程看，由碳還原得到的硅還要進(jìn)一步處理的原因是

 

．
（2）寫出方法二中，生產(chǎn)高純硅的兩個化學(xué)方程式：①

 

．②

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：硅和二氧化硅

專題：碳族元素

分析：（1）用碳在高溫下還原二氧化硅可制得含少量雜質(zhì)的粗硅，信息產(chǎn)業(yè)的核心材料是高純度單晶硅，將粗硅用HCl、Cl₂處理轉(zhuǎn)化為沸點(diǎn)低的SiHCl₃，通過蒸餾極易分離提純，然后將純的SiHCl₃在高溫下用H₂還原即可得到純度高的Si；
（2）根據(jù)題意結(jié)合質(zhì)量守恒定律可以完成該化學(xué)方程式的書寫；

解答： 解：（1）根據(jù)方法一的生產(chǎn)流程，可得如下反應(yīng)式：SiO₂+2C

高溫  .

Si（粗硅）+2CO↑，所得的粗硅中含有大量的其它雜質(zhì)（如C、SiO₂等），沒有實(shí)際應(yīng)用價值，將粗硅用HCl、Cl₂處理轉(zhuǎn)化為沸點(diǎn)低的SiHCl₃，反應(yīng)方程式為Si+Cl₂+HCl

高溫  .

SiHCl₃，低沸點(diǎn)的SiHCl₃通過蒸餾極易分離提純，然后將純的SiHCl₃在高溫下用H₂還原即可得到純度高的Si蒸氣：SiHCl₃+H₂

高溫  .

Si+3HCl，再進(jìn)行氣相沉淀即可制得高純度的硅，從而得到單晶硅，
故答案為：由C還原SiO₂得到的單質(zhì)Si不純，雜質(zhì)含量過高，沒有實(shí)際應(yīng)用價值；
（2）Mg₂Si與鹽酸作用制得SiH₄，根據(jù)原子守恒可知另一種生成物為MgCl₂，其反應(yīng)方程式為Mg₂Si+4HCl═2MgCl₂+SiH₄↑；再將SiH₄進(jìn)行熱分解即可得到高純硅和H₂，其反應(yīng)方程式為SiH₄

△   .

Si+2H₂，
故答案為：①M(fèi)g₂Si+4HCl═2MgCl₂+SiH₄↑；②SiH₄

△   .

Si+2H₂；

點(diǎn)評：本題考查了硅的有關(guān)知識，掌握硅及其化合物的性質(zhì)結(jié)合信息是解答（1）的關(guān)鍵，掌握化學(xué)方程式的書寫方法“寫、配、標(biāo)、注”是解答（2）的關(guān)鍵，題目難度中等．