Question

(1)用地壳中某主要元素生产的多种产品在现代高科技中占重要位置，足见化学对现代物质文明的重要作用。例如：

①光导纤维的主要成分是______________；

②目前应用最多的太阳能电池的光电转化材料是_____________________。

(2)氮化硅Si₃N₄是一种高温结构材料，粉末状态的Si₃N₄可以由SiCl₄的蒸气和NH₃反应制取。粉末状Si₃N₄对空气和水都不稳定。但将粉末状的Si₃N₄和适?量氧化镁在230×1.01×10⁵ Pa和185℃?的密闭容器中热处理，可以制得结构十分紧密、对空气和水都相当稳定的固体材料，同时还得到对水不稳定的Mg₃N₂。

①经过热处理的Si₃N₄,其晶体类型为___________________________________；

②写出由SiCl₄和NH₃反应制取Si₃N₄的化学反应方程式：____________________________；

③Si₃N₄和适量氧化镁在230×1.01×10⁵ Pa和185℃的密闭容器中热处理的过程中，除生成Mg₃N₂外，还可能生成_______物质。热处理后除去MgO和Mg₃N₂的方法是______________。

Answer 1

解析：本题主要考查硅及其化合物在高科技产品中的具体应用。

(1)光导纤维的主要成分为SiO₂，应用于太阳能电池中光电转化的材料是半导体硅。

(2)经热处理的Si₃N₄结构十分紧密，对空气、H₂O都相当稳定，则其晶体类型为原子晶体。另SiCl₄与NH₃反应的产物之一为Si₃N₄，根据元素守恒可知另一产物为HCl，方程式为3SiCl₄+4NH₃====Si₃N₄+12HCl。由已知Si₃N₄和MgO反应的产物之一为Mg₃N₂,显然生成的其他物质可能为含有Si、O两种元素的SiO₂,也可能为含Mg、Si、O三种元素的MgSiO₃；由于Mg₃N₂对水不稳定，而MgO可与稀酸反应，故可利用加入稀盐酸或稀H₂SO₄的方法除去MgO和Mg₃N₂；反应为MgO+2HCl====MgCl₂+H₂O,Mg₃N₂+8HCl====3MgCl₂+2NH₄Cl。

答案：(1)①SiO₂②Si

(2)①原子晶体  ②3SiCl₄+4NH₃====Si₃N₄+12HCl  ③SiO₂(或MgSiO₃)  加足量稀盐酸过滤