Question

硅和氮均是自然界含量豐富的元素，其單質(zhì)及其化合物在環(huán)境、能源及材料科學(xué)中有著重要影響和廣泛應(yīng)用．試回答下列問題：
（1）向大氣中排放NO_x可能導(dǎo)致的環(huán)境問題有______．（答兩點(diǎn)）已知足量NaOH溶液能完全吸收NO₂生成兩種氮的含氧酸鹽和水．試寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式______．
（2）光導(dǎo)纖維的作用，讓人們的生活更加豐富精彩，______（填化學(xué)式）是制備光導(dǎo)纖維的基本原料．
（3）工業(yè)上利用石英砂與焦炭在高溫下制取粗硅的化學(xué)方程式：______．
（4）氮化硅陶瓷是一種新型無機(jī)非金屬材料，其化學(xué)式為______，
（5）硅燃燒放出大量熱量，“硅能源”有望成為二十一世紀(jì)的新能源．與“氫能源”比較“硅能源”具有______等更加優(yōu)越的特點(diǎn)，從而得到全球的關(guān)注和期待．

Answer 1

解：（1）氮氧化物與水反應(yīng)生成硝酸，能形成酸雨，此外還形成光化學(xué)煙霧、臭氧層破壞；NO₂在堿性條件下自身發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硝酸鈉和亞硝酸鈉，反應(yīng)的離子方程式為
2NO₂+2OH^-═NO₃^-+NO₂^-+H₂O，故答案為：酸雨、光化學(xué)煙霧、臭氧層破壞（任兩點(diǎn)均可）；2NO₂+2OH^-═NO₃^-+NO₂^-+H₂O；
（2）SiO₂是制備光導(dǎo)纖維的基本原料，故答案為：SiO₂；
（3）石英砂的主要成分是SiO₂，在高溫下與焦炭發(fā)生置換反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為SiO₂+2C Si+2CO，故答案為：SiO₂+2C Si+2CO；
（4）氮化硅中各元素的原子最外層達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，Si原子最外層電子數(shù)為4，N原子最外層電子數(shù)為5，要形成8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則應(yīng)有二者個(gè)數(shù)比值為3：4，故答案為：Si₃N₄；
（5）硅在常溫下為固態(tài)，便于儲(chǔ)運(yùn)，且性質(zhì)較不活潑，比較安全，而氫氣難以液化，不便于儲(chǔ)運(yùn)，且易爆炸，故答案為：便于儲(chǔ)運(yùn)，比較安全．
分析：（1）氮氧化物與水反應(yīng)生成硝酸，能形成酸雨，此外還形成光化學(xué)煙霧、臭氧層破壞；NO₂在堿性條件下自身發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硝酸鈉和亞硝酸鈉；
（2）SiO₂是制備光導(dǎo)纖維的基本原料；
（3）石英砂的主要成分是SiO₂，在高溫下與焦炭發(fā)生置換反應(yīng)；
（4）根據(jù)氮化硅中各元素的原子最外層達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)分析；
（5）根據(jù)硅與氫氣的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)分析．
點(diǎn)評(píng)：本題考查氮、硅等非金屬元素及其化合物的性質(zhì)和通途，題目難度不大，注意基礎(chǔ)知識(shí)的積累．