Question

氮化硅是一種高溫陶瓷材料，它硬度大、熔點高，化學性質穩定，工業上普遍采用高純硅與純氮在1 300 ℃反應獲得。

(1)根據性質，推測氮化硅陶瓷的用途是________。(填序號)

A．制汽輪機 B．制有色玻璃

C．制永久性模具 D．制造柴油機

(2)寫出N的原子結構示意圖__________，根據元素周期律知識，請寫出氮化硅的化學式_________________。

(3)氮化硅陶瓷抗腐蝕能力強，除氫氟酸外，它不與其他無機酸反應，試推測該陶瓷被氫氟酸腐蝕的化學方程式___________________________________。

(4)現用四氯化硅與氮氣在氫氣氣氛保護下，加強熱發生反應，可得較高純度的氮化硅，反應的化學方程式為_____________________________________。

 

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，熔點高、化學性質穩定等優良性質，可用于制造軸承、汽輪機葉片、機械密封環、永久性模具等機械構件，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，非金屬性應是N元素比Si元素強，其化學式可寫為：Si3N4，氮化硅可被氫氟酸腐蝕，由Si3N4和HF的性質分析，可推知該反應不可能是一個氧化還原反應，其產物只能是SiF4和NH3。SiCl4、N2、H2加強熱時反應產物之一是Si3N4，可知N2作為氧化劑參與反應，那么還原劑只能是H2，H2的氧化產物只能是HCl。