Question

15．光纤通讯是光导纤维传送信号的一种通讯手段，合成光导纤维及氮化硅（一种无机涂层）的工艺流程如图：

回答下列问题：
（1）反应I的化学方程式为SiO₂+2C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+2CO↑，氧化剂为SiO₂（填化学式）．
（2）经反应II所得的四氯化硅粗品中所含的物质如表：

组分名称	SiCl4	SiHCl3	SiH2Cl2	HCl	BCl3	PCl3
质量分数	0.545	0.405	0.0462	0.0003	0.00193	0.00157
沸点/℃	57.6	31.8	8.2	-85	12.5	75.5

图中“操作X”的名称为精馏（或蒸馏）；PCl₃的电子式为．
（3）反应III和IV中尾气的用途为制取盐酸；反应IV的化学方程式为3SiCl₄+4NH₃$\frac{\underline{\;1400℃\;}}{\;}$Si₃N₄+12HCl．

Answer 1

分析 根据流程反应I为焦炭和石英砂高温条件下发生反应生成Si和CO，反应Ⅱ主要为Si与氯气高温反应生成SiCl₄，根据所得的四氯化硅粗品中所含的物质的沸点不同，经过精馏（或蒸馏）得到纯SiCl₄，反应Ⅲ为SiCl₄与氢气、氧气在1500℃时反应生成SiO₂和HCl，反应IV为SiCl₄与NH₃在1400℃时反应生成Si₃N₄和HCl，据此分析解答．

解答 解：（1）根据以上分析，反应I为焦炭和石英砂高温条件下发生反应生成Si和CO，方程式为：SiO₂+2C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+2CO↑，Si化合价降低，则氧化剂为SiO₂，
故答案为：SiO₂+2C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+2CO↑；SiO₂；
（2）根据所得的四氯化硅粗品中所含的物质的沸点不同，经过蒸馏得到纯SiCl₄，所以“操作X”的名称为精馏（或蒸馏），PCl₃为共价化合物，则电子式为，故答案为：精馏（或蒸馏）；；
（3）反应Ⅲ为SiCl₄与氢气、氧气在1500℃时反应生成SiO₂和HCl，方程式为：SiCl₄+O₂+2H₂$\frac{\underline{\;1500℃\;}}{\;}$SiO₂+4HCl，反应IV为SiCl₄与NH₃在1400℃时反应生成Si₃N₄和HCl，方程式为：3SiCl₄+4NH₃$\frac{\underline{\;1400℃\;}}{\;}$Si₃N₄+12HCl，所以反应III和IV中尾气HCl的用途为制取盐酸，
故答案为：制取盐酸；3SiCl₄+4NH₃$\frac{\underline{\;1400℃\;}}{\;}$Si₃N₄+12HCl．

点评 本题考查物质的制备实验方案的设计，侧重于学生的分析能力和实验能力的考查，为高考常见题型，难度中等，注意把握实验的基本原理和物质的性质．