Question

氮化硅可用作高温陶瓷复合材料，在航空航天、汽车发动机、机械等领域有着广泛的应用。由石英砂合成氮化硅粉末的路线如下图所示

其中－NH₂中各元素的化合价与NH₃相同。请回答下列问题：

(1)石英砂不能与碱性物质共同存放，以NaOH为例，用化学反应方程式表示其原因：

________________________________________________________________________。

(2)图示①～⑤的变化中，属于氧化还原反应的是_____________________________。

(1)    SiCl₄在潮湿的空气中剧烈水解，产生白雾，军事工业中用于制造烟雾剂。SiCl₄水解的化学反应方程式为_________________________________________________

________________________________________________________________________。

(4)在反应⑤中，3 mol Si(NH₂)₄，在高温下加热可得1 mol氮化硅粉末和8 mol A气体，则氮化硅的化学式为_____________________________________________________。

(5)在高温下将SiCl₄在B和C两种气体的气氛中，也能反应生成氮化硅，B和C两种气体在一定条件下化合生成A。写出SiCl₄与B和C两种气体反应的化学方程式

________________________________________________________________________。

Answer 1

解析  石英砂不能与碱性物质共同存放的实质是SiO₂与碱性物质可以发生反应。反应①是石英砂与焦炭发生氧化还原反应，反应②是硅单质与Cl₂反应，也是氧化还原反应。SiCl₄水解可以看做Si结合四个OH^－生成H₄SiO₄，H₄SiO₄不稳定失水生成H₂SiO₃，Cl^－结合H^＋生成HCl。氮化硅的化学式可通过题目信息，运用质量守恒求得。结合题给信息，SiCl₄与N₂、H₂反应可得到Si₃N₄和HCl。

答案  (1)SiO₂＋2NaOH===Na₂SiO₃＋H₂O

(2)①②

(3)SiCl₄＋3H₂O===4HCl↑＋H₂SiO₃↓

(4)Si₃N₄

(5)3SiCl₄＋2N₂＋6H₂Si₃N₄＋12HCl。