Question

【題目】人類歷史上，硅及其化合物的應用由來已久。請回答下列問題。

（1）高純硅是現(xiàn)代信息、半導體和光伏發(fā)電等產(chǎn)業(yè)都需要的基礎材料。工業(yè)上提純硅有多種路線，其中一種工藝流程示意圖及主要反應如下：

已知：反應②的反應為Si+3HClSiHCl3+H2

上述反應①-④中，屬于置換反應的是______________________________；反應③中發(fā)生主要反應的化學方程式為_____________________________________；該工藝中可循環(huán)使用的物質(zhì)為______________________________（填化學式）。

（2）用石英砂和焦炭在電弧爐中高溫加熱也可以得到無機材料碳化硅。請寫出制備碳化硅反應的化學方程式為________________________________________；碳化硅屬于晶體___________。（填晶體類型）

（3）氮化硅是一種耐高溫材料，粉末狀氮化硅可以由SiCl4的蒸氣和NH3反應制取。請問：

①氮化硅的化學式為______________________________。

②由SiCl4和NH3反應制取氮化硅的化學方程式為________________________________________。

Answer 1

【答案】 ①②③ SiHCl3+H2Si+3HCl HCl，H2 SiO2+3CSiC+2CO↑ 原子晶體 Si3N4 3SiCl4+4NH3Si3N4+12HCl

【解析】(1)反應①為2C+SiO22CO+Si，反應②為Si+3HClSiHCl3+H2，反應③為SiHCl3+H2Si+3HCl，反應④為CO+H2OCO2+H2，則反應①-④中，屬于置換反應的是①②③；反應③中發(fā)生主要反應的化學方程式為SiHCl3+H2Si+3HCl；結(jié)合工業(yè)流程，可知該工藝中可循環(huán)使用的物質(zhì)為HCl，H2；

(2)石英砂和焦炭在電弧爐中高溫加熱生成碳化硅，發(fā)生反應的化學方程式為SiO2+3CSiC+2CO↑；碳化硅是新型無機非金屬材料，屬于原子晶體；

(3)氮化硅是一種耐高溫材料，粉末狀氮化硅可以由SiCl4的蒸氣和NH3反應制取。請問：

①N的非金屬性比Si強，則N為-3價，Si為+4價，氮化硅的化學式為Si3N4；

②由SiCl4和NH3反應制取氮化硅的化學方程式為3SiCl4+4NH3Si3N4+12HCl。