硅是重要的半导体材料，构成了现代电子工业的基础。回答下列问题：⑴获取知识和信息是现代人不可缺少的素质，信息产业的飞速发展离不开材料科学的推动，信息产业的核心

Question

硅是重要的半导体材料，构成了现代电子工业的基础。回答下列问题：

    ⑴ 获取知识和信息是现代人不可缺少的素质，信息产业的飞速发展离不开材料科学的推动，      信息产业的核心材料是高纯度单晶硅。下面是高纯度单晶硅的生产方法之一：

   

    SiO₂        Si(粗硅)         SiHCl₃(沸点31.5℃)      Si           高纯硅→ 单晶硅

       近代用得较多的另一种方法 (方法二)：用金属硅化物(Mg₂Si)与盐酸作用制得硅烷(SiH₄)；     再热分解硅烷可得高纯硅。

       从方法一生产单晶硅的过程看，由碳还原得到的硅还要进一步处理的原因是

       写出方法二中，生产高纯硅的两个化学方程式：

  ①                                   ，②                                   

    ⑵ 硅主要以硅酸盐、               等化合物的形式存在于地壳中。

    ⑶ 单质硅存在与金刚石结构类似的晶体，其中原子与原子之间以             相结合。

    ⑷ 在硅酸盐中，SiO₄^4－四面体(如下图(a))通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨      架网状四大类结构型式。图(b)为一种无限长单链结构的多硅酸根；Si与O的原子数之比        为                    ， 化学式为                  

 

Answer 1

 (1)由C还原SiO₂得到的单质Si中，杂质含量过高，将它用HCl、Cl₂处理得到低沸点的SiHCl₃，便于蒸馏提纯，然后再还原得到高纯硅

①Mg₂Si+4HCl===2MgCl₂+SiH₄↑   ②SiH₄Si+2H₂

（2）二氧化硅  （3）非极性共价键

（4）Mg₂Si+4NH₄Cl==SiH₄+2MgCl₂+4NH₃      Si₃N₄+12HF===3SiF₄↑+4NH₃↑

3SiCl₄+2N₂+6H₂Si₃N₄+12HCl

（5）1:3  〔SiO₃〕_n ^2n- 或 SiO₃^2-

【点拨】　(1)根据方法一的生产流程，可得如下反应式：SiO₂+2CSi(粗硅)+2CO↑，所得的粗硅中含有大量的其他杂质(如C、SiO₂等)，没有实际应用价值，将粗硅用HCl、Cl₂处理转化为沸点低的SiHCl₃，反应方程式为Si+Cl₂+HClSiHCl₃，低沸点的SiHCl₃通过蒸馏极易分离提纯，然后将纯的SiHCl₃在高温下用H₂还原即可得到纯度高的Si蒸气：

SiHCl₃+H₂Si+3HCl，再进行气相沉淀即可制得高纯度的硅，从而得到单晶硅。

(2)Mg₂Si与盐酸作用制得SiH₄，根据原子守恒可知另一种生成物为MgCl₂，其反应方程式为

Mg₂Si+4HCl===2MgCl₂+SiH₄↑；再将SiH₄进行热分解即可得到高纯硅和H₂，其反应方程式为 

SiH₄Si+2H₂。