央视网消息：世界首条试验段光伏高速公路一山东济南南绕城高速，已于2018年3月28日正式通车。这项交通行业与新能源产业深度融合的创新科技，引发脸书（ Face Book）推特（ Twitter）等境外社交平台上众多海外网友的关注，光伏电池的半导体材料高纯硅，可以利用石英砂（主要成分是SiO ₂）制得。试回答：

①在SiO ₂中，硅元素的化合价为 　    。

②在高温下，SiO ₂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 　                         。