Question

从20世纪中叶开始，硅成了信息技术的关键材料，是目前应用最多的半导体材料．请回答下列问题：
（1）根据元素周期表可知，原子序数为6的碳原子和原子序数为14的硅原子最外层电子数均为4，则常温下硅的化学性质________（填“活泼”或“不活泼”）．
（2）硅在自然界中含量比较丰富，主要以硅酸盐和石英砂存在于地壳中，石英砂的主要成分是二氧化硅，请写出二氧化硅的化学式________．
（3）制备硅半导体材料必须先得到高纯硅，三氯甲硅烷（SiHCl₃）还原法是当前制备高纯硅的主要方法．生产过程示意如图：

①整个制备过程必须达到无水无氧．在H₂还原SiHCl₃过程中若混入O₂，可能引起的后果是________．
②在生产过程中物质A可循环使用，A的化学式是________；在生产过程中还有一种可循环使用的物质是________．

Answer 1

解：（1）根据元素周期表可知，原子序数为6的碳原子和原子序数为14的硅原子最外层电子数均为4，其化学性质相似，不易得到电子，也不易失去电子，故常温下硅的化学性质不活泼；
（2）二氧化硅中硅元素的化合价为+4，而氧元素的化合价为-2，根据化合物中正负化合价的代数和为零可以写出该物质的化学式为：SiO₂；
（3）①氢气为可燃性气体，如果混有了氧气，可能会爆炸，所以该过程中应该在无氧的环境中完成；
②根据质量守恒定律可以知道粗硅和HCl反应，生成SiHCl₃，同时还生成H₂，而三氯甲烷和氢气反应生成了硅和氯化氢，即A为氯化氢，同时可以判定氯化氢和氢气可以循环利用．
故答案为：（1）不活泼；
（2）SiO₂；
（3）①爆炸；
②HCl；H₂．
分析：（1）根据元素周期表可知，原子序数为6的碳原子和原子序数为14的硅原子最外层电子数均为4，其化学性质相似，不易得到电子，也不易失去电子，故常温下硅的化学性质不活泼，可以据此答题；
（2）二氧化硅中硅元素的化合价为+4，而氧元素的化合价为-2，根据化合物中正负化合价的代数和为零可以写出该物质的化学式；
（3）①氢气为可燃性气体，如果混有了氧气，可能会爆炸，可以据此答题；
②三氯甲硅烷（SiHCl₃）与氢气反应，根据质量守恒定律的元素守恒，会反应生成硅和氯化氢，则氯化氢可循环使用，从图中流程可以发现，由粗硅到三氯甲硅烷和由三氯甲硅烷到高纯硅是两个相反的过程，结合质量守恒定律可以判定H₂也可以重复使用．
点评：以流程图呈现实验过程的探究性考题，是近几年中考探究题命题特点之一．读懂实验流程图，明确实验步骤和原理，是正确解答此类问题的前提．注意信息的提炼和应用．