Question

氮化硅Si₃N₄是一種非氧化物高溫陶瓷結(jié)構(gòu)材料．粉末狀的Si₃N₄可以由SiCl₄的蒸氣和NH₃氣的混合物反應(yīng)制�。�粉末狀Si₃N₄對空氣和水都不穩(wěn)定，粉末狀Si₃N₄遇水能生成一種有刺激性氣味、常用做制冷劑的氣體和一種難溶性的酸；粉末狀Si₃N₄與空氣接觸能產(chǎn)生N₂和另外一種物質(zhì)．但是，將粉末狀Si₃N₄和適量MgO（難熔）在230℃1.01×10⁵Pa和185℃的密閉容器中熱處理，可以得到結(jié)構(gòu)十分緊密、對空氣和水都相當(dāng)穩(wěn)定的固體材料．
（1）寫出由SiCl₄和NH₃制備Si₃N₄的反應(yīng)方程式：______．
（2）分別寫出粉末狀Si₃N₄和H₂O及O₂反應(yīng)的方程式：______；______．
（3）為什么結(jié)構(gòu)緊密的固體Si₃N₄不再受H₂O和O₂的侵蝕？

Answer 1

（1）SiCl₄的蒸氣和NH₃的混合物反應(yīng)生成Si₃N₄，其化學(xué)方程式為：3SiCl₄+4NH₃═Si₃N₄+12HCl；故答案為：3SiCl₄+4NH₃═Si₃N₄+12HCl；
（2）粉末狀Si₃N₄遇水能生成一種有刺激性氣味、常用做制冷劑的氣體是氨氣和一種難溶性的酸是硅酸，其反應(yīng)方程式為：Si₃N₄+9H₂O═3H₂SiO₃+4NH₃；粉末狀Si₃N₄與空氣接觸能產(chǎn)生N₂和另外一種物質(zhì)，根據(jù)原子守恒可知為二氧化硅，其反應(yīng)方程式為Si₃N₄+3O₂═3SiO₂+2N₂；
故答案為：Si₃N₄+9H₂O═3H₂SiO₃+4NH₃；Si₃N₄+3O₂═3SiO₂+2N₂；
（3）因?yàn)樵诩訅汉图訜釛l件下Si₃N₄顆粒表面生成了SiO₂，與MgO一起形成致密的氧化物保護(hù)膜，使固體Si₃N₄不再受H₂O和O₂的侵蝕；
故答案為：在加壓和加熱條件下Si₃N₄顆粒表面生成了SiO₂，與MgO一起形成致密的氧化物保護(hù)膜．