Question

光纖預(yù)制棒是光纜生產(chǎn)的最“源頭”項(xiàng)目，目前國(guó)內(nèi)光纜生產(chǎn)廠(chǎng)家約200家，大部分靠買(mǎi)進(jìn)口光纖預(yù)制棒來(lái)生產(chǎn)光纜．
（1）光纖預(yù)制棒跟光導(dǎo)纖維的成分相同，那么光纖預(yù)制棒的化學(xué)成分是

 

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（2）如果把光纜裸露在堿性土壤中，結(jié)果會(huì)短路，用離子方程式說(shuō)明原因

 

．
（3）下列說(shuō)法正確的是

 

．
A．石英與普通玻璃都是硅酸鹽制品
B．二氧化硅是良好的半導(dǎo)體材料
C．工藝師用鹽酸刻蝕石英制作藝術(shù)品
D．石英與二氧化碳中的化學(xué)鍵相同
（4）石英可以制備各種各樣的陶瓷制品，如坩堝、蒸發(fā)皿、氮化硅高溫結(jié)構(gòu)陶瓷等．寫(xiě)出氮化硅的化學(xué)式

 

，工業(yè)上用石英、焦炭、氮?dú)庠诟邷貤l件下制備氮化硅，寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

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Answer 1

考點(diǎn)：硅和二氧化硅

專(zhuān)題：碳族元素

分析：（1）光導(dǎo)纖維的主要成分為二氧化硅；
（2）光纜主要成分為二氧化硅，二氧化硅是酸性氧化物，與堿反應(yīng)生成鹽和水；
（3）石英的主要成分是二氧化硅；硅是良好的半導(dǎo)體材料；工藝師用氫氟酸刻蝕石英制作藝術(shù)品；石英與二氧化碳中的化學(xué)鍵相同；
（4）根據(jù)氮、硅的原子結(jié)構(gòu)分析得出元素的化合價(jià)，然后利用化合價(jià)來(lái)書(shū)寫(xiě)化學(xué)式；根據(jù)信息：反應(yīng)物為：石英、焦炭、氮?dú)�，生成物為：氮化硅，根�?jù)原子守恒和化合價(jià)升降書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式．

解答： 解：（1）光纖預(yù)制棒跟光導(dǎo)纖維的成分相同，光導(dǎo)纖維是利用光反射原理制成的，其主要成分是二氧化硅，所以光纖預(yù)制棒的化學(xué)成分是SiO₂，
故答案為：SiO₂；
（2）光纜主要成分為二氧化硅，二氧化硅是酸性氧化物，光纜裸露在堿性土壤中，與堿反應(yīng)SiO₂+2NaOH═Na₂SiO₃+H₂O結(jié)果會(huì)短路，硅酸鈉是易溶于水易電離的鹽，拆成離子，所以離子方程式為：SiO₂+2OH^-═SiO₃^2-+H₂O，
故答案為：SiO₂+2OH^-═SiO₃^2-+H₂O；
（3）A．石英主要成分為二氧化硅，不是硅酸鹽產(chǎn)品，普通玻璃是傳統(tǒng)的硅酸鹽制品，故A錯(cuò)誤；
B．硅原子最外層4個(gè)電子，是良好的半導(dǎo)體材料，二氧化硅是光纖的主要成分，故B錯(cuò)誤；
C．玻璃的成分二氧化硅與氫氟酸反應(yīng)：SiO₂+4HF═SiF₄↑+2H₂O，所以工藝師用氫氟酸刻蝕石英制作藝術(shù)品，故C錯(cuò)誤；
D．石英是二氧化硅，含有硅氧共價(jià)鍵，二氧化碳中含有碳氧共價(jià)鍵，兩者相同，故D正確；
故答案為：D；　
（4）由氮原子的結(jié)構(gòu)示意圖，可以看出最外層電子數(shù)為5，容易得到3個(gè)電子，則N元素的化合價(jià)為-3價(jià)；由硅原子的結(jié)構(gòu)示意圖，可以看出最外層電子數(shù)為4，一般不容易失去也不容易得到電子，但可以與其它元素以共用電子對(duì)形成化合物，則元素的化合價(jià)為+4價(jià)；根據(jù)化合物中正負(fù)化合價(jià)的代數(shù)和為0的原則，得氮化硅的化學(xué)式為 Si₃N ₄；根據(jù)信息：反應(yīng)物為：石英、焦炭、氮?dú)�，生成物為：氮化硅，反�?yīng)中只有C元素的化合價(jià)升高，在高溫條件下，碳參加的還原反應(yīng)，C元素通常化合價(jià)由0價(jià)升高為+2價(jià)的CO，由產(chǎn)物CO可知，SiO₂與C化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為1：2 由產(chǎn)物Si₃N₄可知SiO₂與N₂化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為3：2，所以SiO₂、C、N₂化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為3：6：2，令SiO₂的化學(xué)計(jì)量數(shù)為3，C、N₂化學(xué)計(jì)量數(shù)分別為6、2，結(jié)合元素守恒可知Si₃N₄、CO化學(xué)計(jì)量數(shù)分別為1、6，配平后方程式為3SiO₂+6C+2N₂

高溫  .

Si₃N₄+6CO，
故答案為：Si₃N₄；3SiO₂+2N₂+6C

高溫  .

Si₃N₄+6CO．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查了二氧化硅的有關(guān)知識(shí)，側(cè)重考查了氧化還原反應(yīng)配平、二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)等知識(shí)，注意掌握氧化還原反應(yīng)化學(xué)方程式常用的配平方法，注意掌握SiO₂+2NaOH═Na₂SiO₃+H₂O重要知識(shí)點(diǎn)，題目難度中等．