Question

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）的工艺流程如下：

回答下列问题：

（1）反应I的化学方程式为2C+ SiO₂Si+2CO↑，其中还原剂为_______（填化学式），该反应涉及的副反应可能有（碳不足）C+ SiO₂Si+CO₂↑和（碳足量）_______________。

（2）经反应Ⅱ所得的四氯化硅粗品中所含的物质如下：

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_______；PCl₃的电子式为_______。

（3）已知反应Ⅳ的化学方程式为3SiCl₄+4NH₃Si₃N₄+12HCl，则反应Ⅲ和Ⅳ中尾气的用途为________。若向一2L恒容密闭容器中投入1 mol SiC1₄和1 mol NH₃，6 min后反应完全，则0～6 min内，HCl的平均反应速率为____________ mol·L^-l·min^-l。

Answer

C 3C+SiO2SiC+2CO↑ 精馏(或蒸馏或分馏) 制取盐酸（或其他合理答案） 0.25

【解析】（1）反应I的化学方程式为2C+ SiO2Si+2CO↑，其中碳元素化合价升高，还原剂为C。碳足量时，生成的CO2与碳反应生成CO，方程式为3C+SiO2SiC+2CO↑。（2）根据表中数据可知物质的沸点相差较大，因此图中 “操作X”的名称为精馏(或蒸馏或分馏)；PCl3是共价化合物，电子式为。（3）根据方程式可知反应Ⅲ和Ⅳ中尾气是氯化氢，用途为制取盐酸。根据方程式可知反应中四氯化硅过量，生成氯化氢是3mol，浓度是3mol÷2L＝1.5mol/L，则0～6 min内，HCl的平均反应速率为1.5mol/L÷6min＝0.25mol·L-l·min-l。