Question

氮化硅膜與二氧化硅膜相比較具有表面化學性能穩定等優點，故氮化硅膜可用于半導體工業。為生成氮化硅膜，可以用NH₃和SiH₄（硅烷）在一定條件下反應并在600℃的加熱基板上生成氮化硅膜：

3 SiH₄+4NH₃Si₃N₄+12H₂

（1）以硅化鎂為原料制備硅烷的反應和工業流程如下：

反應原理：4NH₄Cl+Mg₂Si4NH₃↑+SiH₄↑+2MgCl₂（△H < 0）

①NH₄Cl的化學鍵類型有____________，SiH₄電子式為_______________。

②上述生產硅烷的過程中液氨的作用是________________________。

③氨氣也是重要的工業原料，寫出氨氣發生催化氧化反應生成NO的化學方程式_______，實驗室可利用如圖所示裝置完成該反應。 

在實驗過程中，除觀察到錐形瓶中產生紅棕色氣體外，還可觀察到有白煙生成，白煙的主要成分是_____________。

（2）三硅酸鎂（Mg₂Si₃O₈∙nH₂O）難溶于水，在醫藥上可做抗酸劑。它除了可以中和胃液中多余酸之外，生成的H₂SiO₃還可覆蓋在有潰瘍的胃表面，保護其不再受刺激。三硅酸鎂與鹽酸反應的化學方程式為_______________________________。將0.184 g三硅酸鎂加到50 mL 0.1 mol/L鹽酸中，充分反應后，濾去沉淀，以甲基橙為指示劑，用0.1 mol/L NaOH溶液滴定剩余的鹽酸，消耗NaOH溶液30 mL，則Mg₂Si₃O₈∙nH₂O的n值為_________。（注：Mg₂Si₃O₈的摩爾質量為260 g/mol）

 

Answer 1

【答案】

（14分）

（1）①極性鍵（或共價鍵）、離子鍵         

②吸收熱量，保證反應在常溫下進行（答“制冷”或“降溫”均可）

③4NH₃+5O₂4NO+6H₂O   NH₄NO₃（或：硝酸銨）

（2）Mg₂Si₃O₈∙nH₂O + 4HCl = 3H₂SiO₃ + 2MgCl₂ + (n-1)H₂O         6

【解析】

試題分析：

（1）③4NH₃+5O₂4NO+6H₂O   2NO+ O₂ =2N O₂   3N O₂+ H₂O= 2HNO₃+ NO

NH₃+ HNO₃ = NH₄NO₃  （白煙）   設Mg₂Si₃O₈∙nH₂O的物質的量為x

（2）HCl +  NaOH=NaCl+ H₂O       Mg₂Si₃O₈∙nH₂O + 4HCl = 3H₂SiO₃ + 2MgCl₂ + (n-1)H₂O 

30*0.1*10^-3     30*0.1*10^{-3                           1                 4}

                                      x         50*0.1*10^-3 - 30*0.1*10^-3

                                   x=5*0.1*10^-3

M _{Mg2Si3O8∙nH2O}=m/n=0.184 g/5*0.1*10^-3=368(g/mol)   n=(368-260)/18=6

考點：本題以化工生產為基礎，考查物質結構、元素化合物性質、化學計算等知識。