2025版高考化学一轮总复习提升训练第4章非金属及其化合物第15讲无机非金属材料考点一硅和二氧化硅微考点2高纯硅的工业制备流程及分析

微考点2高纯硅的工业制备流程及分析1．(2024·河北邢台名校联盟联考)高纯度晶硅是典型的无机非金属材料，又称“半导体”材料。它的发现和使用曾引起计算机的一场“革命”。可以按下列方法制备：SiO2eq\o(→,\s\up9(①C),\s\do8(高温))Si(粗)eq\o(→,\s\up9(②HCl),\s\do8(300℃))SiHCl3eq\o(→,\s\up9(③过量H2),\s\do8(1100℃))Si(纯)下列说法不正确的是(A)A．步骤①的化学方程式为SiO2＋Ceq\o(=,\s\up9(高温))Si＋CO2↑B．步骤①中每生成1molSi，转移4mol电子C．高纯硅是制造太阳能电池的常用材料，二氧化硅是制造光导纤维的基本原料D．SiHCl3(沸点33.0℃)中含有少量的SiCl4(沸点57.6℃)，通过蒸馏(或分馏)可提纯SiHCl3[解析]二氧化硅高温下与C反应生成CO气体，即步骤①的化学方程式为SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up9(高温))Si＋2CO↑，A错误；步骤①中Si的化合价由＋4价降低到0价，故生成1molSi时转移电子为4mol，B正确；高纯硅是半导体，是制造集成电路、太阳能电池的常用材料，二氧化硅是制造光导纤维的基本原料，C正确；SiHCl3和SiCl4的沸点相差较大，两种液体可以通过蒸馏的方法分离，D正确。2．(2024·山东青岛高三检测)多晶硅是单质硅的一种形态，是制造硅抛光片、太阳能电池及高纯硅芯片的主要原料。已知第三代工业制取多晶硅流程如图所示：下列说法错误的是(B)A．Y、Z分别为H2、Cl2B．制取粗硅的过程中焦炭与石英会发生副反应生成碳化硅和一氧化碳，在该副反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶1C．SiHCl3极易水解，其完全水解的产物为H2SiO3、H2、HCl，据此推测SiHCl3中硅元素的化合价为＋4D．Y与SiHCl3制备多晶硅的反应属于置换反应[解析]B项中的反应为3C＋SiO2eq\o(=,\s\up9(△))SiC＋2CO↑，氧化剂与还原剂均为C，二者之比为1∶2。[易错警示]制备高纯硅过程中的3个易错点【对点训练】1．(2024·河北衡水高三检测)“中国芯”的发展离不开高纯单晶硅。从石英砂(主要成分为SiO2)制取高纯硅涉及的主要反应用流程表示如下：下列说法不正确的是(D)A．反应①中氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶2B．流程中HCl和H2可以循环利用C．反应①②③均为置换反应D．由②③反应推测，③为放热反应[解析]①中SiO2与C反应生成Si和CO，氧化剂是SiO2，还原剂是C，根据得失电子守恒可知，SiO2和C的物质的量之比为1∶2，A正确；②中消耗HCl生成H2，③中消耗H2生成HCl，故流程中HCl和H2可以循环利用，B正确；反应①②③均符合“单质＋化合物→新单质＋新化合物”，故属于置换反应，C正确；反应③在1100℃下，SiHCl3与H2生成高纯硅和HCl，应为吸热反应，D错误。2．(2024·陕西西安模拟)高纯硅广泛应用于信息技术和新能源技术等领域，工业上制备高纯硅的一种工艺流程如图所示，下列说法正确的是(B)A．硅在自然界中主要以单质形式存在B．制得粗硅的化学方程式为SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up9(高温))Si＋2CO↑C．硅位于元素周期表中第二周期第ⅣA族D．晶体硅具有金属光泽，可以导电，属于金属材料[解析]硅为亲氧元素，自然界中不存在硅单质，故A错误；制粗硅是利用碳高温还原二氧化硅反应生成硅和一氧化碳，反应的化学方程式为SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up9(高温))Si＋