Question

12．高纯度的单晶硅生产方法主要为：
SiO₂$→_{①}^{焦炭}$粗硅$→_{②}^{HClCl_{2}}$$\stackrel{SiHC{l}_{3}}{（沸点31.5℃）}$$→_{③}^{H_{2}高温}$Si（纯）$→_{④}^{气相沉积法}$$\stackrel{超纯硅}{（多晶硅）}$$\stackrel{⑤}{→}$单晶硅
制得的粗硅中含有的杂质主要为C、SiO₂（写化学式）
请分别写出上述流程中①、③的化学方程式：①SiO₂+2C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si（粗硅）+2CO↑         ③SiHCl₃+H₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+3HCl．

Answer 1

分析 用碳在高温下还原二氧化硅可制得含少量杂质的粗硅，信息产业的核心材料是高纯度单晶硅，将粗硅用HCl、Cl₂处理转化为沸点低的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，据此解答．

解答 解：根据生产流程，可得反应①反应式：SiO₂+2C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si（粗硅）+2CO↑，所得的粗硅中含有大量的其它杂质（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+HCl$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$SiHCl₃，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+H₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+3HCl，再进行气相沉淀即可制得高纯度的硅，从而得到单晶硅，
故答案为：C、SiO₂；SiO₂+2C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si（粗硅）+2CO↑；SiHCl₃+H₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+3HCl．

点评 本题考查了硅的有关知识，掌握硅及其化合物的性质是解题的关键，题目难度中等．