Question

(1)用地殼中某主要元素生產(chǎn)的多種產(chǎn)品在現(xiàn)代高科技中占重要位置，足見化學(xué)對現(xiàn)代物質(zhì)文明的重要作用。例如：?

①光導(dǎo)纖維的主要成分是_____________。?

②目前應(yīng)用最多的太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化材料是________________。?

(2)氮化硅Si₃N₄是一種高溫結(jié)構(gòu)材料，粉末狀態(tài)的Si₃N₄可以由SiCl₄的蒸氣和NH₃反應(yīng)制取。粉末狀Si₃N₄對空氣和水都不穩(wěn)定。但將粉末狀的Si₃N₄和適量氧化鎂在230×1.01×10⁵ Pa和185 ℃的密閉容器中熱處理，可以制得結(jié)構(gòu)十分緊密、對空氣和水都相當(dāng)穩(wěn)定的固體材料，同時還得到對水不穩(wěn)定的Mg₃N₂。?

①寫出由SiCl₄和NH₃反應(yīng)制取Si₃N₄的化學(xué)反應(yīng)方程式________________。?

②Si₃N₄和適量氧化鎂在230×1.01×10⁵ Pa和185 ℃的密閉容器中熱處理的過程中，除生成Mg₃N₂外，還可能生成_________物質(zhì)。熱處理后除去MgO和Mg₃N₂的方法是__________。

Answer 1

解析：本題主要考查硅及其化合物在高科技產(chǎn)品中的具體應(yīng)用。(1)光導(dǎo)纖維的主要成分為SiO₂，應(yīng)用于太陽能電池中光電轉(zhuǎn)化的材料是半導(dǎo)體硅。(2)經(jīng)熱處理的Si₃N₄結(jié)構(gòu)十分緊密，對空氣、H₂O都相當(dāng)穩(wěn)定，則其晶體類型為原子晶體。另SiCl₄與NH₃反應(yīng)的產(chǎn)物之一為Si₃N₄，根據(jù)元素守恒可知另一產(chǎn)物為HCl，方程式為：3SiCl₄+4NH₃Si₃N₄+12HCl。由已知Si₃N₄和MgO反應(yīng)的產(chǎn)物之一為Mg₃N₂，顯然生成的其他物質(zhì)可能為含有Si、O兩種元素的SiO₂，也可能為含Mg、Si、O三種元素的MgSiO₃。由于Mg₃N₂對水不穩(wěn)定，而MgO可與稀酸反應(yīng)，故可利用加入稀鹽酸或稀H₂SO₄的方法除去MgO和Mg₃N₂。反應(yīng)為MgO+2HClMgCl₂+H₂O，Mg₃N₂+8HCl3MgCl₂+2NH₄Cl。?

答案： (1)①SiO₂�、赟i　(2)①3SiCl₄+4NH₃Si₃N₄+12HCl　② SiO₂(或MgSiO₃)　加足量稀鹽酸過濾