Question

17．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．則G 和E的化學(xué)式分別為Si₃N₄、SiCl₄ ．
（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．請寫出化合物G 與氧氣反應(yīng)的化學(xué)方程式Si₃N₄+3O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$3SiO₂+2N₂．
（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1700℃時(shí)x的極限值約為4.0，在1400℃時(shí) x為2.0，以保持整個(gè)化合物呈電中性．則賽倫中以下元素的化合價(jià)分別為：Si+4、Y-3，塞倫的晶體類型原子晶體．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)反應(yīng)前后元素種類不變，推出G中含有氮元素，根據(jù)元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)確定原子個(gè)數(shù)，從而確定化學(xué)式；
（2）根據(jù)反應(yīng)物與生成物正確寫出化學(xué)方程式；
（3）根據(jù)化合物中正負(fù)化合價(jià)代數(shù)和等于0計(jì)算及高強(qiáng)度、超硬度、耐磨損、抗腐蝕的陶瓷材料判斷晶體類型．

解答 解：（1）化合物E（含兩種元素）與NH₃反應(yīng)制得G和HCl，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后元素種類不變可知G中含有氮元素，故Y為氮元素，設(shè)G化合物的化學(xué)式為：Si_aN_b．化合物G的相對分子質(zhì)量為140，含有硅元素，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%，故60%=$\frac{28×a}{28×a+14×b}$×100%，求得$\frac{a}$=$\frac{3}{4}$，故G的化學(xué)式為Si₃N₄；E的化學(xué)式為SiCl₄
，故答案為：Si₃N₄；SiCl₄ ；
（2）粉末狀G能夠與氧氣在高溫下反應(yīng)，所得產(chǎn)物中有一種是空氣的主要成分為氮?dú)�，另一種是氧化物為二氧化硅，故化學(xué)方程式為：Si₃N₄+3O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$3SiO₂+2N₂ ，故答案為：Si₃N₄+3O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$3SiO₂+2N₂ ；
（3）“賽倫”化學(xué)式 Si_6-xAl_xO_xY_8-x． 在1400℃時(shí)x為2.0，其化學(xué)式為Si₄Al₂O₂Y₆ ，其中Si元素的化合價(jià)為+4價(jià)，Al為+3價(jià)，O為-2價(jià)，根據(jù)化合價(jià)代數(shù)和為0，則“賽倫”中Y元素的化合價(jià)為-3價(jià)，又“賽倫”是高強(qiáng)度、超硬度、耐磨損、抗腐蝕的陶瓷材料，所以為原子晶體，故答案為：+4；-3； 原子晶體．

點(diǎn)評 解答本題關(guān)健根據(jù)反應(yīng)前后元素種類不變確定出組成元素，再根據(jù)元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)確定出化學(xué)式，難度不大．