Question

光纖預制棒是光纜生產(chǎn)的最“源頭”項目，目前國內光纜生產(chǎn)廠家約200家，大部分靠買進口光纖預制棒來生產(chǎn)光纜．
（1）光纖預制棒跟光導纖維的成分相同，那么光纖預制棒的化學成分是

 

．
（2）如果把光纜裸露在堿性土壤中，結果會短路，用離子方程式說明原因

 

．
（3）下列說法正確的是

 

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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體材料
C．工藝師用鹽酸刻蝕石英制作藝術品
D．石英與二氧化碳中的化學鍵相同
（4）石英可以制備各種各樣的陶瓷制品，如坩堝、蒸發(fā)皿、氮化硅高溫結構陶瓷等．寫出氮化硅的化學式

 

，工業(yè)上用石英、焦炭、氮氣在高溫條件下制備氮化硅，寫出反應的化學方程式

 

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Answer 1

考點：硅和二氧化硅

專題：碳族元素

分析：（1）光導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；硅是良好的半導體材料；工藝師用氫氟酸刻蝕石英制作藝術品；石英與二氧化碳中的化學鍵相同；
（4）根據(jù)氮、硅的原子結構分析得出元素的化合價，然后利用化合價來書寫化學式；根據(jù)信息：反應物為：石英、焦炭、氮氣，生成物為：氮化硅，根據(jù)原子守恒和化合價升降書寫化學方程式．

解答： 解：（1）光纖預制棒跟光導纖維的成分相同，光導纖維是利用光反射原理制成的，其主要成分是二氧化硅，所以光纖預制棒的化學成分是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SiO₂+2NaOH═Na₂SiO₃+H₂O結果會短路，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錯誤；
B．硅原子最外層4個電子，是良好的半導體材料，二氧化硅是光纖的主要成分，故B錯誤；
C．玻璃的成分二氧化硅與氫氟酸反應：SiO₂+4HF═SiF₄↑+2H₂O，所以工藝師用氫氟酸刻蝕石英制作藝術品，故C錯誤；
D．石英是二氧化硅，含有硅氧共價鍵，二氧化碳中含有碳氧共價鍵，兩者相同，故D正確；
故答案為：D；　
（4）由氮原子的結構示意圖，可以看出最外層電子數(shù)為5，容易得到3個電子，則N元素的化合價為-3價；由硅原子的結構示意圖，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形成化合物，則元素的化合價為+4價；根據(jù)化合物中正負化合價的代數(shù)和為0的原則，得氮化硅的化學式為 Si₃N ₄；根據(jù)信息：反應物為：石英、焦炭、氮氣，生成物為：氮化硅，反應中只有C元素的化合價升高，在高溫條件下，碳參加的還原反應，C元素通�；�合價由0價升高為+2價的CO，由產(chǎn)物CO可知，SiO₂與C化學計量數(shù)之比為1：2 由產(chǎn)物Si₃N₄可知SiO₂與N₂化學計量數(shù)之比為3：2，所以SiO₂、C、N₂化學計量數(shù)之比為3：6：2，令SiO₂的化學計量數(shù)為3，C、N₂化學計量數(shù)分別為6、2，結合元素守恒可知Si₃N₄、CO化學計量數(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．

點評：本題主要考查了二氧化硅的有關知識，側重考查了氧化還原反應配平、二氧化硅的化學性質等知識，注意掌握氧化還原反應化學方程式常用的配平方法，注意掌握SiO₂+2NaOH═Na₂SiO₃+H₂O重要知識點，題目難度中等．