问题 填空题

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                         。(3)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                     

答案

(1)SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O

(2)①②

(3)SiCl4+3H2O=4HCl↑+H2SiO3

(4)Si3N4

(5)3SiCl4+2N2+6H2Si3N4+12HCl。

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。

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