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(shí)，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

(1)ACD　(2)　Si3N4

(3)Si3N4＋12HF=3SiF4↑＋4NH3↑

(4)3SiCl4＋2N2＋6H2 Si3N4＋12HCl

【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(gè)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(shí)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。