Question

氮化硅可用作高溫陶瓷復合材料，在航空航天、汽車發動機、機械等領域有著廣泛的應用。由石英砂合成氮化硅粉末的路線如下圖所示：

其中－NH2中各元素的化合價與NH3相同。請回答下列問題：

(1)石英砂不能與堿性物質共同存放，以NaOH為例，用化學反應方程式表示其原因： 。

(2)圖示①～⑤的變化中，屬于氧化還原反應的是 。(3)SiCl4在潮濕的空氣中劇烈水解，產生白霧，軍事工業中用于制造煙霧劑。SiCl4水解的化學反應方程式為 。

(4)在反應⑤中，3 mol Si(NH2)4，在高溫下加熱可得1 mol氮化硅粉末和8 mol A氣體，則氮化硅的化學式為 。

(5)在高溫下將SiCl4在B和C兩種氣體的氣氛中，也能反應生成氮化硅，B和C兩種氣體在一定條件下化合生成A。寫出SiCl4與B和C兩種氣體反應的化學方程式 。

 

Answer 1

(1)SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O

(2)①②

(3)SiCl4＋3H2O=4HCl↑＋H2SiO3↓

(4)Si3N4

(5)3SiCl4＋2N2＋6H2Si3N4＋12HCl。

【解析】石英砂不能與堿性物質共同存放的實質是SiO2與堿性物質可以發生反應。反應①是石英砂與焦炭發生氧化還原反應，反應②是硅單質與Cl2反應，也是氧化還原反應。SiCl4水解可以看做Si結合四個OH－生成H4SiO4，H4SiO4不穩定失水生成H2SiO3，Cl－結合H＋生成HCl。氮化硅的化學式可通過題目信息，運用質量守恒求得。結合題給信息，SiCl4與N2、H2反應可得到Si3N4和HCl。