芯片是手机、电脑的核心部件，芯片的主要材料是单质硅，而单质硅可以利用石英砂（主要成分是SiO₂）制得。试回答：

①在SiO₂中，硅元素的化合价为.

②在高温下， SiO₂和碳可以发生化学反应生成硅和一氧化碳，请写出该反应的化学方程式。