Question

华为公司作为我国高新科技的代表，一直致力于核心技术的研发，其自主研制的“麒麟”芯片已达到世界领先水平，该芯片的主要材料为高纯度的单质硅。请回答以下与硅有关的问题:

（1）如图是硅元素在元素周期表中的有关信息及其原子结构示意图。硅元素属于_______（填“金属”或“非金属”）元素，硅（Si）原子的最外层上有___个电子，硅的相对原子质量为________。硅（Si）原子与碳原子的最外层电子数相等，原子结构相似。请根据二氧化碳的化学式，写出硅的氧化物的化学式_______。

（2）工业上制粗硅原理:二氧化硅与碳单质在高温条件下生成单质硅和一种可燃性气体物质，请写出该反应的化学方程式: _____________________________。

（3）工业制取高纯硅的部分反应原理的微观示意图如下:

该反应的化学方程式为 _____________________，反应后硅元素化合价______（选填“升高”、“降低”或“不变”）

Answer

非金属 4 28.09 SiO2 SiO2+2CSi+2CO SiCl4+2H2Si+4HCl 降低

【解析】

(1)硅是“石”旁，属于非金属，故填写：非金属；

由图可知，硅原子的最外层上有4个电子，故填写：4；

由图可知，硅的相对原子质量为28.09，故填写：28.09；

硅原子与碳原子的最外层电子数相等，原子结构相似，二氧化碳的化学式为CO2，因此，硅的氧化物的化学式为SiO2，故填写：SiO2；

(2)二氧化硅与碳单质在高温条件下生成单质硅和一氧化碳，故填写：SiO2+2CSi+2CO；

(3)由图可知，甲的化学式为SiCl4，乙的化学式为H2，丙的化学式为Si，根据质量守恒定律的微观实质：化学反应的前后，原子个数和原子种类不变的原则可知，X的化学式为：HCl，故填写：SiCl4+2H2Si+4HCl；

由化学方程式可得，反应物四氯化硅中硅元素的化合价为+4，生成物硅中硅元素的化合价为0，反应后硅元素化合价降低，故填写：降低。