1. (2019·阳信模拟) 去年，美国商务部宣布，禁止美国公司向中兴公司销售电子技术和通讯元件，其中一个聚焦点就是芯片技术。生产芯片的半导体材料有硅、 锗 、砷化镓等，应用比较广泛的是纯度极高的硅。

1. （1） 硅和锗的组成元素在周期表中的位置如图所示。则两种元素属于同一（填“周期”或“族”）；
   
   
3. （2） 已知硅原子结构示意图为 ，下面是四种粒子的结构示意图，其中与硅的化学性质相似的是（填序号）；

   

   
   
5. （3）

   高纯硅的制备以石英砂（主要成分是二氧化硅）为原料，生产过程示意图如下：
   

   

   ①上述四个步骤中属于物理变化的是 ；

   ②物质M是该生产过程中可循环使用的物质，写出步骤4反应的化学方程式。