Question

氮化硅是一種高溫陶瓷材料，它硬度大、熔點(diǎn)高，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，工業(yè)上普遍采用高純硅與純氮在1 300 ℃反應(yīng)獲得。

(1)根據(jù)性質(zhì)，推測氮化硅陶瓷的用途是________。(填序號)

A．制汽輪機(jī)                   B．制有色玻璃

C．制永久性模具               D．制造柴油機(jī)

(2)寫出N的原子結(jié)構(gòu)示意圖__________，根據(jù)元素周期律知識，請寫出氮化硅的化學(xué)式_______________________________________________________。

(3)氮化硅陶瓷抗腐蝕能力強(qiáng)，除氫氟酸外，它不與其他無機(jī)酸反應(yīng)，試推測該陶瓷被氫氟酸腐蝕的化學(xué)方程式___________________________________。

(4)現(xiàn)用四氯化硅與氮?dú)庠跉錃鈿夥毡Ｗo(hù)下，加強(qiáng)熱發(fā)生反應(yīng)，可得較高純度的氮化硅，反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________________________________。

Answer 1

解析　氮化硅是一種高溫陶瓷材料，具有硬度大，熔點(diǎn)高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定等

優(yōu)良性質(zhì)，可用于制造軸承、汽輪機(jī)葉片、機(jī)械密封環(huán)、永久性模具等機(jī)械

構(gòu)件，N元素位于元素周期表第二周期第ⅤA族，Si元素則在第三周期第ⅣA

族，非金屬性應(yīng)是N元素比Si元素強(qiáng)，其化學(xué)式可寫為：Si₃N₄，氮化硅可

被氫氟酸腐蝕，由Si₃N₄和HF的性質(zhì)分析，可推知該反應(yīng)不可能是一個氧化

還原反應(yīng)，其產(chǎn)物只能是SiF₄和NH₃。SiCl₄、N₂、H₂加強(qiáng)熱時反應(yīng)產(chǎn)物之一

是Si₃N₄，可知N₂作為氧化劑參與反應(yīng)，那么還原劑只能是H₂，H₂的氧化產(chǎn)

物只能是HCl。

答案　(1)ACD　(2)　Si₃N₄

(3)Si₃N₄＋12HF===3SiF₄↑＋4NH₃↑

(4)3SiCl₄＋2N₂＋6H₂Si₃N₄＋12HCl