Question

獲取知識和信息是現代人不可缺少的素質，信息產業的飛速發展離不開材料科學的推動。信息產業的核心材料是高純度的硅，單晶硅可用來制作大規模集成電路、整流器等，硅純度越高，大規模集成電路的性能就越好。高純度的單晶硅生產方法有：
方法一：三氯甲硅烷(SiHCl₃)還原法是當前制備高純硅的主要方法，生產過程示意圖如下：

方法二：用金屬硅化物(Mg₂Si)與鹽酸作用制得硅烷，再熱分解硅烷可得高純硅。
根據上述信息回答以下問題：
(1)從方法一生產單晶硅的過程看，由焦炭還原得到的硅為何還要進一步處理？_________________________________________________________。
(2)寫出方法二中生產高純硅的兩個化學方程式：
①____________________________________________________________；
②__________________________________________________________。
(3)寫出由純SiHCl₃制備高純硅的化學方程式：____________________________________。
(4)在方法一中，整個制備過程必須嚴格控制無水無氧。SiHCl₃遇水劇烈反應生成H₂SiO₃、HCl和另一種物質，寫出配平的化學反應方程式：________________；H₂還原SiHCl₃過程中若混入O₂，可能引起的后果是_____________________________________________________。
(5)比較方法一和方法二，分析一下各自的優缺點____________________________________。

Answer 1

(1)由C還原SiO₂得到的單質硅中，雜質含量過高，將它用HCl、Cl₂處理得到低沸點SiHCl₃，便于蒸發提純，然后再還原得高純硅
(2)①Mg₂Si＋4HCl=2MgCl₂＋SiH₄↑
②SiH₄Si＋2H₂
(3)SiHCl₃＋H₂Si＋3HCl
(4)SiHCl₃＋3H₂O=H₂SiO₃＋3HCl＋H₂↑
Si被氧化成SiO₂而得不到Si單質， H₂和O₂混合發生爆炸
(5)方法一的優點是原料來源豐富，但與方法二相比，步驟較復雜，方法二的優點是流程簡單，缺點是原料需要制備

(1)C還原SiO₂得到的單質硅是粗硅，雜質的含量高，需要進一步的提純處理；(2)Mg₂Si與鹽酸作用生成硅烷，同時生成MgCl₂；(3)注意副產物為HCl；(4)SiHCl₃遇水劇烈反應生成H₂SiO₃、HCl和另一種物質，寫出配平的化學方程式：SiHCl₃＋3H₂O=H₂SiO₃＋H₂↑＋3HCl；H₂還原SiHCl₃過程中若混入O₂，可能引起的后果是：高溫下，H₂遇O₂發生爆炸。