2025版高考化學(xué)一輪總復(fù)習(xí)提升訓(xùn)練第4章非金屬及其化合物第15講無機(jī)非金屬材料考點一硅和二氧化硅微考點2高純硅的工業(yè)制備流程及分析

微考點2高純硅的工業(yè)制備流程及分析1．(2024·河北邢臺名校聯(lián)盟聯(lián)考)高純度晶硅是典型的無機(jī)非金屬材料，又稱“半導(dǎo)體”材料。它的發(fā)現(xiàn)和使用曾引起計算機(jī)的一場“革命”?？梢园聪铝蟹椒ㄖ苽洌篠iO2eq\o(→,\s\up9(①C),\s\do8(高溫))Si(粗)eq\o(→,\s\up9(②HCl),\s\do8(300℃))SiHCl3eq\o(→,\s\up9(③過量H2),\s\do8(1100℃))Si(純)下列說法不正確的是(A)A．步驟①的化學(xué)方程式為SiO2＋Ceq\o(=,\s\up9(高溫))Si＋CO2↑B．步驟①中每生成1molSi，轉(zhuǎn)移4mol電子C．高純硅是制造太陽能電池的常用材料，二氧化硅是制造光導(dǎo)纖維的基本原料D．SiHCl3(沸點33.0℃)中含有少量的SiCl4(沸點57.6℃)，通過蒸餾(或分餾)可提純SiHCl3[解析]二氧化硅高溫下與C反應(yīng)生成CO氣體，即步驟①的化學(xué)方程式為SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up9(高溫))Si＋2CO↑，A錯誤；步驟①中Si的化合價由＋4價降低到0價，故生成1molSi時轉(zhuǎn)移電子為4mol，B正確；高純硅是半導(dǎo)體，是制造集成電路、太陽能電池的常用材料，二氧化硅是制造光導(dǎo)纖維的基本原料，C正確；SiHCl3和SiCl4的沸點相差較大，兩種液體可以通過蒸餾的方法分離，D正確。2．(2024·山東青島高三檢測)多晶硅是單質(zhì)硅的一種形態(tài)，是制造硅拋光片、太陽能電池及高純硅芯片的主要原料。已知第三代工業(yè)制取多晶硅流程如圖所示：下列說法錯誤的是(B)A．Y、Z分別為H2、Cl2B．制取粗硅的過程中焦炭與石英會發(fā)生副反應(yīng)生成碳化硅和一氧化碳，在該副反應(yīng)中，氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1∶1C．SiHCl3極易水解，其完全水解的產(chǎn)物為H2SiO3、H2、HCl，據(jù)此推測SiHCl3中硅元素的化合價為＋4D．Y與SiHCl3制備多晶硅的反應(yīng)屬于置換反應(yīng)[解析]B項中的反應(yīng)為3C＋SiO2eq\o(=,\s\up9(△))SiC＋2CO↑，氧化劑與還原劑均為C，二者之比為1∶2。[易錯警示]制備高純硅過程中的3個易錯點【對點訓(xùn)練】1．(2024·河北衡水高三檢測)“中國芯”的發(fā)展離不開高純單晶硅。從石英砂(主要成分為SiO2)制取高純硅涉及的主要反應(yīng)用流程表示如下：下列說法不正確的是(D)A．反應(yīng)①中氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為1∶2B．流程中HCl和H2可以循環(huán)利用C．反應(yīng)①②③均為置換反應(yīng)D．由②③反應(yīng)推測，③為放熱反應(yīng)[解析]①中SiO2與C反應(yīng)生成Si和CO，氧化劑是SiO2，還原劑是C，根據(jù)得失電子守恒可知，SiO2和C的物質(zhì)的量之比為1∶2，A正確；②中消耗HCl生成H2，③中消耗H2生成HCl，故流程中HCl和H2可以循環(huán)利用，B正確；反應(yīng)①②③均符合“單質(zhì)＋化合物→新單質(zhì)＋新化合物”，故屬于置換反應(yīng)，C正確；反應(yīng)③在1100℃下，SiHCl3與H2生成高純硅和HCl，應(yīng)為吸熱反應(yīng)，D錯誤。2．(2024·陜西西安模擬)高純硅廣泛應(yīng)用于信息技術(shù)和新能源技術(shù)等領(lǐng)域，工業(yè)上制備高純硅的一種工藝流程如圖所示，下列說法正確的是(B)A．硅在自然界中主要以單質(zhì)形式存在B．制得粗硅的化學(xué)方程式為SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up9(高溫))Si＋2CO↑C．硅位于元素周期表中第二周期第ⅣA族D．晶體硅具有金屬光澤，可以導(dǎo)電，屬于金屬材料[解析]硅為親氧元素，自然界中不存在硅單質(zhì)，故A錯誤；制粗硅是利用碳高溫還原二氧化硅反應(yīng)生成硅和一氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up9(高溫))Si＋