光纤预制棒是光缆生产的最“源头”项目，目前国内光缆生产厂家约200家，大部分靠买进口光纤预制棒来生产

Question

光纤预制棒是光缆生产的最“源头”项目，目前国内光缆生产厂家约200家，大部分靠买进口光纤预制棒来生产光缆．（1）光纤预制棒跟光导纤维的成分相同，那么光纤预制棒的化学成分是______．（2）如果把光缆裸露在碱性土壤中，结果会短路，用离子方程式说明原因______．（3）下列说法正确的是______．A．石英与普通玻璃都是硅酸盐制品B．二氧化硅是良好的半导体材料C．工艺师用盐酸刻蚀石英制作艺术品D．石英与二氧化碳中的化学键相同（4）石英可以制备各种各样的陶瓷制品，如坩埚、蒸发皿、氮化硅高温结构陶瓷等．写出氮化硅的化学式______，工业上用石英、焦炭、氮气在高温条件下制备氮化硅，写出反应的化学方程式______．

Answer 1

（1）光纤预制棒跟光导纤维的成分相同，光导纤维是利用光反射原理制成的，其主要成分是二氧化硅，所以光纤预制棒的化学成分是SiO₂，
故答案为：SiO₂；
（2）光缆主要成分为二氧化硅，二氧化硅是酸性氧化物，光缆裸露在碱性土壤中，与碱反应SiO₂+2NaOH═Na₂SiO₃+H₂O结果会短路，硅酸钠是易溶于水易电离的盐，拆成离子，所以离子方程式为：SiO₂+2OH^-═SiO₃^2-+H₂O，
故答案为：SiO₂+2OH^-═SiO₃^2-+H₂O；
（3）A．石英主要成分为二氧化硅，不是硅酸盐产品，普通玻璃是传统的硅酸盐制品，故A错误；
B．硅原子最外层4个电子，是良好的半导体材料，二氧化硅是光纤的主要成分，故B错误；
C．玻璃的成分二氧化硅与氢氟酸反应：SiO₂+4HF═SiF₄↑+2H₂O，所以工艺师用氢氟酸刻蚀石英制作艺术品，故C错误；
D．石英是二氧化硅，含有硅氧共价键，二氧化碳中含有碳氧共价键，两者相同，故D正确；
故答案为：D；　
（4）由氮原子的结构示意图，可以看出最外层电子数为5，容易得到3个电子，则N元素的化合价为-3价；由硅原子的结构示意图，可以看出最外层电子数为4，一般不容易失去也不容易得到电子，但可以与其它元素以共用电子对形成化合物，则元素的化合价为+4价；根据化合物中正负化合价的代数和为0的原则，得氮化硅的化学式为 Si₃N ₄；根据信息：反应物为：石英、焦炭、氮气，生成物为：氮化硅，反应中只有C元素的化合价升高，在高温条件下，碳参加的还原反应，C元素通常化合价由0价升高为+2价的CO，由产物CO可知，SiO₂与C化学计量数之比为1：2 由产物Si₃N₄可知SiO₂与N₂化学计量数之比为3：2，所以SiO₂、C、N₂化学计量数之比为3：6：2，令SiO₂的化学计量数为3，C、N₂化学计量数分别为6、2，结合元素守恒可知Si₃N₄、CO化学计量数分别为1、6，配平后方程式为3SiO₂+6C+2N₂

高温  .

Si₃N₄+6CO，
故答案为：Si₃N₄；3SiO₂+2N₂+6C

高温  .

Si₃N₄+6CO．