硅在材料王國(guó)中具有舉足輕重的位置.請(qǐng)解答下列試題:
(1)硅的制備方法是制約太陽(yáng)能發(fā)展的瓶頸,硅的制備原料是石英砂,石英與焦炭在高溫電爐中反應(yīng)可以制得硅.該反應(yīng)的化學(xué)方程式是
 
,該反應(yīng)的氣體產(chǎn)物是一氧化碳,不是二氧化碳,其原因是
 

(2)氮化硅Si3N4是一種高溫結(jié)構(gòu)材料,粉末狀態(tài)的Si3N4可以由SiCl4的蒸氣和NH3反應(yīng)制。勰頢i3N4對(duì)空氣和水都不穩(wěn)定.但將粉末狀的Si3N4和適量氧化鎂在230×1.01×l05Pa和185℃的密閉容器中熱處理,可以制得結(jié)構(gòu)十分緊密、對(duì)空氣和水都相當(dāng)穩(wěn)定的固體材料,同時(shí)還得到對(duì)水不穩(wěn)定的Mg3N2
①寫出由SiCl4和NH3反應(yīng)制取Si3N4的化學(xué)反應(yīng)方程式
 
;
②現(xiàn)用四氯化硅和氮?dú)庠跉錃鈿夥毡Wo(hù)下,加強(qiáng)熱發(fā)生反應(yīng),使生成的Si3N4沉積在石墨表面可得較高純度的氮化硅,該制造方法稱為:
 
;反應(yīng)的化學(xué)方程式為
 
;該法還可制造金剛石薄膜,反應(yīng)的化學(xué)方程式為
 

③在Si3N4和適量氧化鎂在230×1.01×105 Pa和185℃的密閉容器中熱處理的過(guò)程中,除生成Mg3N2外,還可能生成
 
物質(zhì).熱處理后除去MgO和Mg3N2的方法是
 
分析:(1)焦炭與二氧化硅反應(yīng)生成硅單質(zhì)和一氧化碳;焦炭與二氧化碳反應(yīng)生成一氧化碳;
(2)①根據(jù)反應(yīng)物和生成物寫出化學(xué)方程式;
②化學(xué)氣相沉積法是兩種或兩種以上的氣態(tài)原材料導(dǎo)入到一個(gè)反應(yīng)室內(nèi),然后他們相互之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng),形成一種新的材料,沉積到晶片表面上,根據(jù)反應(yīng)物和生成物寫出化學(xué)方程式;
③Si3N4與MgO反應(yīng)除生成Mg3N2外還可能生成SiO2,SiO2與鹽酸不反應(yīng),而Mg3N2、MgO溶于鹽酸的性質(zhì).
解答:解:(1)高溫條件下,焦炭與二氧化硅發(fā)生氧化還原反應(yīng),因?yàn)樘嫉难趸a(chǎn)物為氣體,從反應(yīng)體系中隨時(shí)脫離,從而保證該反應(yīng)能夠順利進(jìn)行,化學(xué)方程式SiO2+2C
 高溫 
.
 
Si+2C0↑;由于二氧化碳有氧化性,所以在電爐那種高溫還原性氛圍中,二氧化碳根本不存在,
故答案為:SiO2+2C
 高溫 
.
 
Si+2C0↑;高溫條件下焦炭和二氧化碳不共存,即焦炭與二氧化碳反應(yīng)生成一氧化碳;
(2)①SiCl4和NH3反應(yīng)生成Si3N4和氯化氫,反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)方程式:3SiCl4+2NH3
 高溫 
.
 
Si3N4+12HCl,故答案為:3SiCl4+2NH3
 高溫 
.
 
Si3N4+12HCl;
②由題條件可判斷該制造方法稱為化學(xué)氣相沉積法;SiCl4與N2、H2反應(yīng)生成Si3N4,還應(yīng)生成HCl,化學(xué)方程式為3SiCl4+2N2+6H2
 高溫 
.
 
Si3N4+12HCl;由甲烷CH4制造金剛石,則需使甲烷加強(qiáng)熱分解生成金剛石、石碳單質(zhì)和氫氣,CH4
 一定條件 
.
 
C(金剛石)+2H2,
故答案為:化學(xué)氣相沉積法;3SiCl4+2N2+6H2
 高溫 
.
 
Si3N4+12HCl;CH4
 一定條件 
.
 
C(金剛石)+2H2
③由元素守恒判斷,Si3N4與MgO反應(yīng)除生成Mg3N2外還可能生成SiO2,利用SiO2與鹽酸不反應(yīng),而Mg3N2、MgO溶于鹽酸的性質(zhì),可采用加入足量稀鹽酸的方法,使MgO、Mg3N2溶解后過(guò)濾,故答案為:SiO2;加足量稀鹽酸過(guò)濾.
點(diǎn)評(píng):本題考查硅和二氧化硅的性質(zhì)與用途,題目難度較大,注意根據(jù)質(zhì)量守恒書寫化學(xué)方程式.
練習(xí)冊(cè)系列答案
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②現(xiàn)在在稀有氣體的保護(hù)下,用四氯化硅、氮?dú)、氫氣加?qiáng)熱得到純度較高的氮化硅,反應(yīng)的方程式為________

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硅在材料王國(guó)中具有舉足輕重的位置.請(qǐng)解答下列試題:

(1)硅的制備方法是制約太陽(yáng)能發(fā)展的瓶頸,硅的制備原料是石英砂,石英與焦炭在高溫電爐中反應(yīng)可以制得硅.該反應(yīng)的化學(xué)方程式是________,該反應(yīng)的氣體產(chǎn)物是一氧化碳,不是二氧化碳,其原因是________.

(2)氮化硅Si3N4是一種高溫結(jié)構(gòu)材料,粉末狀態(tài)的Si3N4可以由SiCl4的蒸氣和NH3反應(yīng)制。勰頢i3N4對(duì)空氣和水都不穩(wěn)定.但將粉末狀的Si3N4和適量氧化鎂在230×1.01×105 Pa和185℃的密閉容器中熱處理,可以制得結(jié)構(gòu)十分緊密、對(duì)空氣和水都相當(dāng)穩(wěn)定的固體材料,同時(shí)還得到對(duì)水不穩(wěn)定的Mg3N2

①寫出由SiCl4和NH3反應(yīng)制取Si3N4的化學(xué)反應(yīng)方程式________;

②現(xiàn)用四氯化硅和氮?dú)庠跉錃鈿夥毡Wo(hù)下,加強(qiáng)熱發(fā)生反應(yīng),使生成的Si3N4沉積在石墨表面可得較高純度的氮化硅,該制造方法稱為:________;反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_______;該法還可制造金剛石薄膜,反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_______.

③在Si3N4和適量氧化鎂在230×1.01×105 Pa和185℃的密閉容器中熱處理的過(guò)程中,除生成Mg3N2外,還可能生成________物質(zhì).熱處理后除去MgO和Mg3N2的方法是________.

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[     ]
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