Question

從20世紀(jì)中葉開始，硅成了信息技術(shù)的關(guān)鍵材料，是目前應(yīng)用最多的半導(dǎo)體材料．請(qǐng)回答下列問題：
（1）根據(jù)元素周期表可知，原子序數(shù)為6的碳原子和原子序數(shù)為14的硅原子最外層電子數(shù)均為4，則常溫下硅的化學(xué)性質(zhì)

不活潑

（填“活潑”或“不活潑”）．
（2）硅在自然界中含量比較豐富，主要以硅酸鹽和石英砂存在于地殼中，石英砂的主要成分是二氧化硅，請(qǐng)寫出二氧化硅的化學(xué)式

SiO₂

．
（3）制備硅半導(dǎo)體材料必須先得到高純硅，三氯甲硅烷（SiHCl₃）還原法是當(dāng)前制備高純硅的主要方法．生產(chǎn)過程示意如圖：

①整個(gè)制備過程必須達(dá)到無(wú)水無(wú)氧．在H₂還原SiHCl₃過程中若混入O₂，可能引起的后果是

爆炸

．
②在生產(chǎn)過程中物質(zhì)A可循環(huán)使用，A的化學(xué)式是

HCl

；在生產(chǎn)過程中還有一種可循環(huán)使用的物質(zhì)是

H₂

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)元素周期表可知，原子序數(shù)為6的碳原子和原子序數(shù)為14的硅原子最外層電子數(shù)均為4，其化學(xué)性質(zhì)相似，不易得到電子，也不易失去電子，故常溫下硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，可以據(jù)此答題；
（2）二氧化硅中硅元素的化合價(jià)為+4，而氧元素的化合價(jià)為-2，根據(jù)化合物中正負(fù)化合價(jià)的代數(shù)和為零可以寫出該物質(zhì)的化學(xué)式；
（3）①氫氣為可燃性氣體，如果混有了氧氣，可能會(huì)爆炸，可以據(jù)此答題；
②三氯甲硅烷（SiHCl₃）與氫氣反應(yīng)，根據(jù)質(zhì)量守恒定律的元素守恒，會(huì)反應(yīng)生成硅和氯化氫，則氯化氫可循環(huán)使用，從圖中流程可以發(fā)現(xiàn)，由粗硅到三氯甲硅烷和由三氯甲硅烷到高純硅是兩個(gè)相反的過程，結(jié)合質(zhì)量守恒定律可以判定H₂也可以重復(fù)使用．

解答：解：（1）根據(jù)元素周期表可知，原子序數(shù)為6的碳原子和原子序數(shù)為14的硅原子最外層電子數(shù)均為4，其化學(xué)性質(zhì)相似，不易得到電子，也不易失去電子，故常溫下硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑；
（2）二氧化硅中硅元素的化合價(jià)為+4，而氧元素的化合價(jià)為-2，根據(jù)化合物中正負(fù)化合價(jià)的代數(shù)和為零可以寫出該物質(zhì)的化學(xué)式為：SiO₂；
（3）①氫氣為可燃性氣體，如果混有了氧氣，可能會(huì)爆炸，所以該過程中應(yīng)該在無(wú)氧的環(huán)境中完成；
②根據(jù)質(zhì)量守恒定律可以知道粗硅和HCl反應(yīng)，生成SiHCl₃，同時(shí)還生成H₂，而三氯甲烷和氫氣反應(yīng)生成了硅和氯化氫，即A為氯化氫，同時(shí)可以判定氯化氫和氫氣可以循環(huán)利用．
故答案為：（1）不活潑；
（2）SiO₂；
（3）①爆炸；
②HCl；H₂．

點(diǎn)評(píng)：以流程圖呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過程的探究性考題，是近幾年中考探究題命題特點(diǎn)之一．讀懂實(shí)驗(yàn)流程圖，明確實(shí)驗(yàn)步驟和原理，是正確解答此類問題的前提．注意信息的提煉和應(yīng)用．