Question

单晶硅是现代信息基础材料。工业上，硅是在电炉中用炭粉还原二氧化硅制得的。

(1)若往电炉里加入二氧化硅和炭粉的混合物，通电，使它们发生如下反应生成硅：2C＋SiO₂2CO↑＋Si

从保护生态环境和建设节约型社会等方面来说，在该生产环节中需要注意的主要问题是________________________________________________________________________

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(2)以上生产所得到的硅不纯，称为“粗硅”。一些高新技术产品的元件中使用的硅是极其纯净、几乎没有任何缺陷的单晶硅。

①工业上，硅的提纯原理为在加热下让粗硅与氯气反应，其产物在高温下被氢气还原，从而得到较纯的硅。请写出上述过程中有关反应的化学方程式

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②实验室中，将细沙粉(SiO₂)与镁粉混合加热，也可制得粗硅。这种粗硅往往含有过量的镁、氧化镁和硅化镁(Mg₂Si)，这些杂质可用盐酸除去(提示：Mg₂Si与盐酸反应的产物之一是SiH₄)。请写出在实验过程中所发生的氧化还原反应的化学方程式

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Answer 1

【答案】

(1)适当控制炭粉和二氧化硅的用量比，防止原料浪费；回收利用一氧化碳，防止污染空气，充分利用资源

(2)①Si＋2Cl₂SiCl₄，SiCl₄＋2H₂Si＋4HCl

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

【解析】

试题分析：一氧化碳既是空气污染物又是燃料或工业原料。炭粉或二氧化硅的大量过剩都是浪费生产原料。

Mg₂Si＋4HCl===2MgCl₂＋SiH₄↑不是氧化还原反应。

考点：考查环境保护、能源节约、硅的冶炼以及氧化还原反应的有关判断

点评：该题是高考中的常见题型和考点，属于中等难度试题的考查，试题基础性强，侧重对学生基础知识的巩固和训练，旨在考查学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力，有利于培养学生的逻辑推理能力和发散思维能力。