Question

由新型無機(jī)非金屬材料制成的無水冷發(fā)動(dòng)機(jī)，熱效率高、壽命長。這類材料中研究較多的是化合物G。

（1）化合物G的相對(duì)分子質(zhì)量為140，G中含硅元素，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%，另有元素Y。G可以由化合物E（含兩種元素）與NH₃反應(yīng)而生成，同時(shí)產(chǎn)生HCl氣體。請(qǐng)推斷：G和E的化學(xué)式分別為____________、____________。

（2）粉末狀G能夠與氧氣反應(yīng)，所得產(chǎn)物中有一種是空氣中的主要成分，另一種是工業(yè)上生產(chǎn)玻璃的主要原料。請(qǐng)寫出化合物G與氧氣反應(yīng)的化學(xué)方程式_____________________。

（3）常壓下在G中添加氧化鋁，經(jīng)高溫?zé)�結(jié)可制成一種高強(qiáng)度、超硬度、耐磨損、抗腐蝕的陶瓷材料，它的商品名叫“賽倫”，化學(xué)通式可表示為Si_6-xAl_xO_xY_8-x。在接近于1 700 ℃時(shí)x的極限值約為4.0，在1 400 ℃時(shí)x為2.0，以保持整個(gè)化合物呈電中性。推測：賽倫中以下元素的化合價(jià)：Si____________，Y____________,賽倫的晶體類型為____________。

Answer 1

（1）Si₃N₄  SiCl₄

（2）Si₃N₄+3O₂====3SiO₂+2N₂

（3）+4  -3  原子晶體

解析：（1）由E和NH₃反應(yīng)生成G的反應(yīng)可描述為E+NH₃G+HCl。NH₃中N元素只能轉(zhuǎn)移進(jìn)G中，則G含N、Si兩元素，其化學(xué)式為Si₃N₄。G中Si元素和HCl中Cl元素都只能來自E，則E含Si、Cl兩元素，其化學(xué)式為SiCl₄。（2）G（Si₃N₄）與O₂反應(yīng)所得屬于空氣中的主要成分的產(chǎn)物應(yīng)是N₂，另一屬于生產(chǎn)玻璃的主要原料的產(chǎn)物應(yīng)為SiO₂，此反應(yīng)的化學(xué)方程式為Si₃N₄+3O₂3SiO₂+2N₂。（3）“賽倫”中的鋁元素只有+3價(jià)，氧元素只能顯-2價(jià)，硅元素和氮元素因都有變價(jià)而需計(jì)算，它們的化合價(jià)分別設(shè)為a、b。x=4時(shí)，“賽倫”的化學(xué)式為Si₂Al₄O₄N₄，據(jù)其呈電中性列出2a+3×4+(-2)×4+b·4=0。x=2時(shí)，“賽倫”的化學(xué)式為Si₄Al₂O₂N₆，據(jù)其呈電中性列出4a+3×2+(-2)×2+6b=0。聯(lián)立兩方程式求得a=+4,b=-3。