Question

氮化硅Si₃N₄是一种非氧化物高温陶瓷结构材料。粉末状的Si₃N₄可以由SiCl₄的蒸气和NH₃气的混合物反应制取。粉末状Si₃N₄对空气和水都不稳定，粉末状Si₃N₄遇水能生成一种有刺激性气味、常用做制冷剂的气体和一种难溶性的酸；粉末状Si₃N₄与空气接触能产生N₂和另外一种物质。但是，将粉末状Si₃N₄和适量MgO（难熔）在230℃1.01×10⁵Pa和185℃的密闭容器中热处理，可以得到结构十分紧密、对空气和水都相当稳定的固体材料。

（1） 写出由SiCl₄和NH₃制备Si₃N₄的反应方程式：                       。

（2）分别写出粉末状Si₃N₄和H₂O及O₂反应的方程式：

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（3）为什么结构紧密的固体Si₃N₄不再受H₂O和O₂的侵蚀？

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　          　　　

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Answer 1

（1）3SiCl₄ + 4NH₃ === Si₃N₄ + 12HCl

（2）Si₃N₄ + 9H₂O === 3H₂SiO₃ + 4NH₃  ； Si₃N₄+6O₂ ==== 3SiO₂ +2N₂

（3）因为在加压和加热条件下Si₃N₄颗粒表面生成了SiO₂ , 与MgO一起形成致密的氧化物保护膜。