题目内容
【题目】氮化硅（Si3N4）可用作高温陶瓷复合材料，在航空航天、汽车发动机、机械等领域有着广泛的应用。由石英砂合成氮化硅粉末的路线如图所示。
其中—NH2中各元素的化合价与NH3相同。
请回答下列问题：
（1）石英砂不能与碱性物质共同存放，以NaOH为例，用化学方程式表示其原因：_________________。
（2）图示①～⑤的变化中，属于氧化还原反应的是________________。
（3）SiCl4在潮湿的空气中剧烈反应，产生白雾，军事工业中用于制造烟雾剂。SiCl4水解的化学方程式为_______________________________________。
（4）SiCl4和氨气在1400℃下可以制取氮化硅，反应化学方程式为___________________________。
（5）反应①的化学方程式为2C+ SiO2
Si+2CO↑，此反应中若碳充足，可能生成SiC和CO，写出该副反应的化学方程式_____________________________________，其中氧化剂和还原剂的物质的量之比为__________。
【答案】 SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O ①② SiCl4＋3H2O===4HCl↑＋H2SiO3↓或SiCl4＋4H2O===4HCl↑＋H4SiO4↓ 3SiCl4+4NH3
Si3N4+12HCl 3C+SiO2
SiC+2CO↑ 1:2
【解析】试题分析：本题以石英砂合成氮化硅的路线为载体，考查SiO2的性质、化学方程式的书写、氧化还原反应的分析。
（1）石英砂的主要成分为SiO2，SiO2属于酸性氧化物，SiO2与碱性物质反应，SiO2与NaOH反应生成Na2SiO3和H2O，反应的化学方程式为SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O。
（2）①的化学方程式为SiO2+2C
Si+2CO↑，该反应中Si元素的化合价由+4价降至0价，C元素的化合价由0价升至+2价，为氧化还原反应；②的化学方程式为Si+2Cl2
SiCl4，Si元素的化合价由0价升至+4价，Cl元素的化合价由0价降至-1价，为氧化还原反应；③为物理变化；④的化学方程式为SiCl4+4NH3=Si（NH2）4+4HCl，-NH2中各元素的化合价与NH3相同，反应前后元素的化合价不变，该反应不是氧化还原反应；⑤的化学方程式为3Si（NH2）4Si3N4+8NH3，反应前后元素的化合价不变，该反应不是氧化还原反应；①~⑤的变化中，属于氧化还原反应的是①②。
（3）SiCl4在潮湿的空气中剧烈反应产生白雾，军事工业中用于制造烟雾剂，说明SiCl4水解生成HCl气体和硅酸，SiCl4水解的化学方程式为SiCl4+3H2O=H2SiO3↓+4HCl↑或SiCl4+4H2O=H4SiO4↓+4HCl↑。
（4）SiCl4和氨气在1400℃下反应生成Si3N4，根据原子守恒，该反应还生成HCl，反应的化学方程式为3SiCl4+4NH3
Si3N4+12HCl。
（5）充足的碳与SiO2高温下反应生成SiC和CO的化学方程式为SiO2+3CSiC+2CO↑。在该反应中，C元素的化合价部分由0价升至CO中的+2价，部分由0价降至SiC中的-4价，C既是氧化剂又是还原剂，3molC参与反应，2mol被氧化作还原剂，1mol被还原作氧化剂，氧化剂和还原剂物质的量之比为1:2。
名校联盟快乐课堂系列答案
【题目】某校课外活动小组为了探讨铜与硝酸的反应设计了如下实验。
（1）甲同学欲探究铜与稀硝酸反应产生的气体主要是NO，设计装置如图所示（加热装置和固定装置均已略去）。图中K为止水夹（处于关闭状态），F是含有一半空气的注射器。
请回答有关问题：
①装置A中进行反应时打开止水夹K，当装置C中_________时，关闭止水夹K，试分析这样操作的目的是________，A中反应的离子方程式为______________。
②在完成①中的“操作”后，将装置B中铜丝插入稀硝酸，并微热之，观察到装置B中的现象是__________________，B中反应的离子方程式为____________________。
③为进一步证明产物是NO，将注射器F中的空气推入E中，看到的现象是_________________。
④装置G的作用是_____________________。
（2）同学们发现铜与稀、浓硝酸反应所得溶液的颜色不同，并记录如下：
将1 g细铜丝放入盛有10 mL的1 mol·L-1 HNO3溶液的试管中加热 | 铜丝表面有无色气体逸出，溶液变为天蓝色 |
将1 g细铜丝放入盛有10 mL的14 mol·L-1HNO3溶液的试管中 | 产生大量红棕色气体，溶液变为绿色，绿色由深到浅，未见到蓝色 |
有同学认为是铜与浓硝酸反应的溶液中溶解了生成的气体，也有同学认为是溶液中剩余硝酸浓度较大所致，同学们分别设计了以下4个实验来判断该看法是否正确，以下方案中可行的是（选填序号字母）____________。
a. 向上述绿色溶液中通入氮气，观察颜色变化
b. 加水稀释上述绿色溶液，观察颜色变化
c. 向饱和的硝酸铜溶液中不断滴加14 mol·L-1HNO3溶液
d. 向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体，观察颜色变化