Question

氮化硅可用作高溫陶瓷復合材料，在航空航天、汽車發(fā)動機、機械等領域有著廣泛的應用。由石英砂合成氮化硅粉末的路線如下圖所示：

其中－NH₂中各元素的化合價與NH₃相同。請回答下列問題：
(1)石英砂不能與堿性物質共同存放，以NaOH為例，用化學反應方程式表示其原因：                                                             。
(2)圖示①～⑤的變化中，屬于氧化還原反應的是                         。(3)SiCl₄在潮濕的空氣中劇烈水解，產生白霧，軍事工業(yè)中用于制造煙霧劑。SiCl₄水解的化學反應方程式為                                              。
(4)在反應⑤中，3 mol Si(NH₂)₄，在高溫下加熱可得1 mol氮化硅粉末和8 mol A氣體，則氮化硅的化學式為                                            。
(5)在高溫下將SiCl₄在B和C兩種氣體的氣氛中，也能反應生成氮化硅，B和C兩種氣體在一定條件下化合生成A。寫出SiCl₄與B和C兩種氣體反應的化學方程式                     。

Answer 1

(1)SiO₂＋2NaOH=Na₂SiO₃＋H₂O
(2)①②
(3)SiCl₄＋3H₂O=4HCl↑＋H₂SiO₃↓
(4)Si₃N₄
(5)3SiCl₄＋2N₂＋6H₂Si₃N₄＋12HCl。

石英砂不能與堿性物質共同存放的實質是SiO₂與堿性物質可以發(fā)生反應。反應①是石英砂與焦炭發(fā)生氧化還原反應，反應②是硅單質與Cl₂反應，也是氧化還原反應。SiCl₄水解可以看做Si結合四個OH^－生成H₄SiO₄，H₄SiO₄不穩(wěn)定失水生成H₂SiO₃，Cl^－結合H^＋生成HCl。氮化硅的化學式可通過題目信息，運用質量守恒求得。結合題給信息，SiCl₄與N₂、H₂反應可得到Si₃N₄和HCl。