Question

單晶硅是現代信息基礎材料。工業上，硅是在電爐中用炭粉還原二氧化硅制得的。

(1)若往電爐里加入二氧化硅和炭粉的混合物，通電，使它們發生如下反應生成硅：2C＋SiO₂2CO↑＋Si

從保護生態環境和建設節約型社會等方面來說，在該生產環節中需要注意的主要問題是________________________________________________________________________

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(2)以上生產所得到的硅不純，稱為“粗硅”。一些高新技術產品的元件中使用的硅是極其純凈、幾乎沒有任何缺陷的單晶硅。

①工業上，硅的提純原理為在加熱下讓粗硅與氯氣反應，其產物在高溫下被氫氣還原，從而得到較純的硅。請寫出上述過程中有關反應的化學方程式

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②實驗室中，將細沙粉(SiO₂)與鎂粉混合加熱，也可制得粗硅。這種粗硅往往含有過量的鎂、氧化鎂和硅化鎂(Mg₂Si)，這些雜質可用鹽酸除去(提示：Mg₂Si與鹽酸反應的產物之一是SiH₄)。請寫出在實驗過程中所發生的氧化還原反應的化學方程式

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Answer 1

【答案】

(1)適當控制炭粉和二氧化硅的用量比，防止原料浪費；回收利用一氧化碳，防止污染空氣，充分利用資源

(2)①Si＋2Cl₂SiCl₄，SiCl₄＋2H₂Si＋4HCl

②SiO₂＋2MgSi＋2MgO，SiO₂＋4MgMg₂Si＋2MgO，Mg＋2HCl===MgCl₂＋H₂↑

【解析】

試題分析：一氧化碳既是空氣污染物又是燃料或工業原料。炭粉或二氧化硅的大量過剩都是浪費生產原料。

Mg₂Si＋4HCl===2MgCl₂＋SiH₄↑不是氧化還原反應。

考點：考查環境保護、能源節約、硅的冶煉以及氧化還原反應的有關判斷

點評：該題是高考中的常見題型和考點，屬于中等難度試題的考查，試題基礎性強，側重對學生基礎知識的鞏固和訓練，旨在考查學生靈活運用基礎知識解決實際問題的能力，有利于培養學生的邏輯推理能力和發散思維能力。