Question

【題目】芯片的核心材料是高純硅，下圖是利用石英砂（主要成分SiO2）制取高純硅的流程圖，請回 答下列問題：

（1）SiO2與金剛石結構相似，則構成SiO2的粒子是__（填“分子”、“原子”或“離子”）。

（2）步驟 1 發生的反應為：SiO2+ 2CSi + 2X↑，上述反應中 X 是______（填化學式），其中SiO2發生了______（填“氧化”或“還原”）反應。

（3）步驟 3 中“蒸餾”屬于__（填“物理”或“化學”）變化。

（4）步驟 4 中物質 M 在該生產過程中可循環使用，寫出步驟 4 反應的化學方程式：______。

Answer 1

【答案】原子 CO 還原 物理 SiHCl3+H2Si+3HCl

【解析】

（1）金剛石是由原子構成的單質，二氧化硅與金剛石的結構相似，則二氧化硅也是由原子構成的，故填原子。

（2）由化學方程式可知，反應前出現了1個硅原子、2個氧原子和2個碳原子，反應后出現了1個硅原子，根據質量守恒定律的原因可知，尚缺的2個碳原子與2個氧原子存在于2X中，則1個X中含有1個碳原子和1個氧原子，即X的化學式為CO，故填CO；

由化學方程式可知，反應中二氧化硅失去氧，被還原為硅單質，即二氧化硅發生了還原反應，故填還原。

（3）蒸餾是將水與其中的可溶性雜質分離的過程，并沒有生成新物質，屬于物理變化，故填物理。

（4）由流程圖可知，步驟4中的反應物中含有硅、氫、氯三種元素，生成的高純硅中只含有硅元素，所以M中一定含有氫元素和氯元素，即M為氯化氫，則步驟4中的反應是三氯硅烷與氫氣在高溫的條件下反應生成高純硅和氯化氫，故反應的化學方程式寫為：SiHCl3+H2Si+3HCl。