Question

15．光纖通訊是光導纖維傳送信號的一種通訊手段，合成光導纖維及氮化硅（一種無機涂層）的工藝流程如圖：

回答下列問題：
（1）反應I的化學方程式為SiO₂+2C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Si+2CO↑，氧化劑為SiO₂（填化學式）．
（2）經反應II所得的四氯化硅粗品中所含的物質如表：

組分名稱	SiCl4	SiHCl3	SiH2Cl2	HCl	BCl3	PCl3
質量分數(shù)	0.545	0.405	0.0462	0.0003	0.00193	0.00157
沸點/℃	57.6	31.8	8.2	-85	12.5	75.5

圖中“操作X”的名稱為精餾（或蒸餾）；PCl₃的電子式為．
（3）反應III和IV中尾氣的用途為制取鹽酸；反應IV的化學方程式為3SiCl₄+4NH₃$\frac{\underline{\;1400℃\;}}{\;}$Si₃N₄+12HCl．

Answer 1

分析 根據流程反應I為焦炭和石英砂高溫條件下發(fā)生反應生成Si和CO，反應Ⅱ主要為Si與氯氣高溫反應生成SiCl₄，根據所得的四氯化硅粗品中所含的物質的沸點不同，經過精餾（或蒸餾）得到純SiCl₄，反應Ⅲ為SiCl₄與氫氣、氧氣在1500℃時反應生成SiO₂和HCl，反應IV為SiCl₄與NH₃在1400℃時反應生成Si₃N₄和HCl，據此分析解答．

解答 解：（1）根據以上分析，反應I為焦炭和石英砂高溫條件下發(fā)生反應生成Si和CO，方程式為：SiO₂+2C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Si+2CO↑，Si化合價降低，則氧化劑為SiO₂，
故答案為：SiO₂+2C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Si+2CO↑；SiO₂；
（2）根據所得的四氯化硅粗品中所含的物質的沸點不同，經過蒸餾得到純SiCl₄，所以“操作X”的名稱為精餾（或蒸餾），PCl₃為共價化合物，則電子式為，故答案為：精餾（或蒸餾）；；
（3）反應Ⅲ為SiCl₄與氫氣、氧氣在1500℃時反應生成SiO₂和HCl，方程式為：SiCl₄+O₂+2H₂$\frac{\underline{\;1500℃\;}}{\;}$SiO₂+4HCl，反應IV為SiCl₄與NH₃在1400℃時反應生成Si₃N₄和HCl，方程式為：3SiCl₄+4NH₃$\frac{\underline{\;1400℃\;}}{\;}$Si₃N₄+12HCl，所以反應III和IV中尾氣HCl的用途為制取鹽酸，
故答案為：制取鹽酸；3SiCl₄+4NH₃$\frac{\underline{\;1400℃\;}}{\;}$Si₃N₄+12HCl．

點評 本題考查物質的制備實驗方案的設計，側重于學生的分析能力和實驗能力的考查，為高考常見題型，難度中等，注意把握實驗的基本原理和物質的性質．