Question

從20世紀中葉開始，硅成了信息技術的關鍵材料，是目前應用最多的半導體材料．請回答下列問題：
（1）根據元素周期表可知，原子序數為6的碳原子和原子序數為14的硅原子最外層電子數均為4，則常溫下硅的化學性質________（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，請寫出二氧化硅的化學式________．
（3）制備硅半導體材料必須先得到高純硅，三氯甲硅烷（SiHCl₃）還原法是當前制備高純硅的主要方法．生產過程示意如圖：

①整個制備過程必須達到無水無氧．在H₂還原SiHCl₃過程中若混入O₂，可能引起的后果是________．
②在生產過程中物質A可循環使用，A的化學式是________；在生產過程中還有一種可循環使用的物質是________．

Answer 1

解：（1）根據元素周期表可知，原子序數為6的碳原子和原子序數為14的硅原子最外層電子數均為4，其化學性質相似，不易得到電子，也不易失去電子，故常溫下硅的化學性質不活潑；
（2）二氧化硅中硅元素的化合價為+4，而氧元素的化合價為-2，根據化合物中正負化合價的代數和為零可以寫出該物質的化學式為：SiO₂；
（3）①氫氣為可燃性氣體，如果混有了氧氣，可能會爆炸，所以該過程中應該在無氧的環境中完成；
②根據質量守恒定律可以知道粗硅和HCl反應，生成SiHCl₃，同時還生成H₂，而三氯甲烷和氫氣反應生成了硅和氯化氫，即A為氯化氫，同時可以判定氯化氫和氫氣可以循環利用．
故答案為：（1）不活潑；
（2）SiO₂；
（3）①爆炸；
②HCl；H₂．
分析：（1）根據元素周期表可知，原子序數為6的碳原子和原子序數為14的硅原子最外層電子數均為4，其化學性質相似，不易得到電子，也不易失去電子，故常溫下硅的化學性質不活潑，可以據此答題；
（2）二氧化硅中硅元素的化合價為+4，而氧元素的化合價為-2，根據化合物中正負化合價的代數和為零可以寫出該物質的化學式；
（3）①氫氣為可燃性氣體，如果混有了氧氣，可能會爆炸，可以據此答題；
②三氯甲硅烷（SiHCl₃）與氫氣反應，根據質量守恒定律的元素守恒，會反應生成硅和氯化氫，則氯化氫可循環使用，從圖中流程可以發現，由粗硅到三氯甲硅烷和由三氯甲硅烷到高純硅是兩個相反的過程，結合質量守恒定律可以判定H₂也可以重復使用．
點評：以流程圖呈現實驗過程的探究性考題，是近幾年中考探究題命題特點之一．讀懂實驗流程圖，明確實驗步驟和原理，是正確解答此類問題的前提．注意信息的提煉和應用．