Question

氮化硅是一種高溫陶瓷材料，它的硬度大、熔點(diǎn)高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，工業(yè)上曾普遍采用高純硅與純氮在1300℃反應(yīng)獲得．
（1）根據(jù)性質(zhì)，推測(cè)氮化硅陶瓷的用途是

 

．（填序號(hào)）
A．制汽輪機(jī)葉片    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(qǐng)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(wú)機(jī)酸反應(yīng)．試推測(cè)該陶瓷被氫氟酸腐蝕的化學(xué)方程式是

 

．
（4）現(xiàn)用四氯化硅和氮?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

考點(diǎn)：無(wú)機(jī)非金屬材料

專題：化學(xué)應(yīng)用

分析：（1）根據(jù)“氮化硅是一種高溫陶瓷材料，它熔點(diǎn)高、硬度大、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定”即可得出答案；
（2）N含有7個(gè)質(zhì)子，核外電子排布為K層2個(gè)、L層5個(gè)電子，原子與硅原子通過(guò)共價(jià)鍵結(jié)合成原子晶體氮化硅，氮顯-3價(jià)，硅顯+4價(jià)，正負(fù)化合價(jià)代數(shù)和為0寫出化學(xué)式；
（3）氮化硅與氫氟酸反應(yīng)生成四氟化硅和一種銨鹽，該銨鹽為氟化銨，據(jù)此書寫；
（4）根據(jù)質(zhì)量守恒可知四氯化硅和氮?dú)庠跉錃獾臍夥毡Ｗo(hù)下，加強(qiáng)熱發(fā)生反應(yīng)，除生成氮化硅外還有氯化氫生成．

解答： 解：（1）氮化硅是一種高溫陶瓷材料，它熔點(diǎn)高、硬度大、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，可用作制汽輪機(jī)葉片、制永久性模具、制柴油機(jī)，而有色玻璃只是在制作玻璃的過(guò)程中熔入了有顏色的化合物如Co₂O₃、Cu₂O等，所以ACD正確，
故答案為：ACD；
（2）N含有7個(gè)質(zhì)子，核外電子排布為K層2個(gè)、L層5個(gè)電子，N的原子結(jié)構(gòu)示意圖為，氮化硅中氮顯-3價(jià)，硅顯+4價(jià)，依據(jù)化合價(jià)代數(shù)和為0，可知氮化硅中氮原子數(shù)4個(gè)，硅原子數(shù)3個(gè)，化學(xué)式為：Si₃N₄；
故答案為：；Si₃N₄；
（3）氮化硅與氫氟酸反應(yīng)生成四氟化硅和一種銨鹽，該銨鹽為氟化銨，反應(yīng)方程式為：Si₃N₄+16HF=4NH₄F+3SiF₄，
故答案為：Si₃N₄+16HF=4NH₄F+3SiF₄；
（4）四氯化硅和氮?dú)庠跉錃獾臍夥毡Ｗo(hù)下，加強(qiáng)熱發(fā)生反應(yīng)，可得較高純度的氮化硅以及氯化氫，方程式為：3SiCl₄+2N₂+6H₂

△   .

Si₃N₄+12HCl，
故答案為：3SiCl₄+2N₂+6H₂

△   .

Si₃N₄+12HCl．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查了氮化硅的性質(zhì)與用途，難度不大一般，根據(jù)原子的結(jié)構(gòu)和物質(zhì)的性質(zhì)解答，方程式書寫時(shí)，應(yīng)注意依據(jù)原子個(gè)數(shù)守恒配平．