题目内容
氮化硅Si3N4是一种非氧化物高温陶瓷结构材料．粉末状的Si3N4可以由SiCl4的蒸气和NH3气的混合物反应制取．粉末状Si3N4对空气和水都不稳定，粉末状Si3N4遇水能生成一种有刺激性气味、常用做制冷剂的气体和一种难溶性的酸；粉末状Si3N4与空气接触能产生N2和另外一种物质．但是，将粉末状Si3N4和适量MgO（难熔）在230℃1.01×105Pa和185℃的密闭容器中热处理，可以得到结构十分紧密、对空气和水都相当稳定的固体材料．
（1）写出由SiCl4和NH3制备Si3N4的反应方程式：
（2）分别写出粉末状Si3N4和H2O及O2反应的方程式：
（3）为什么结构紧密的固体Si3N4不再受H2O和O2的侵蚀？
（1）写出由SiCl4和NH3制备Si3N4的反应方程式：
3SiCl4+4NH3═Si3N4+12HCl
3SiCl4+4NH3═Si3N4+12HCl
．（2）分别写出粉末状Si3N4和H2O及O2反应的方程式：
Si3N4+9H2O═3H2SiO3+4NH3
Si3N4+9H2O═3H2SiO3+4NH3
；Si3N4+3O2═3SiO2+2N2
Si3N4+3O2═3SiO2+2N2
．（3）为什么结构紧密的固体Si3N4不再受H2O和O2的侵蚀？
分析：（1）根据反应物和生成物利用原子守恒写出化学方程式；
（2）粉末状Si3N4遇水能生成一种有刺激性气味、常用做制冷剂的气体是氨气和一种难溶性的酸是硅酸；粉末状Si3N4与空气接触能产生N2和另外一种物质，根据原子守恒可知为二氧化硅；
（3）固体Si3N4表面形成致密的氧化膜．
（2）粉末状Si3N4遇水能生成一种有刺激性气味、常用做制冷剂的气体是氨气和一种难溶性的酸是硅酸；粉末状Si3N4与空气接触能产生N2和另外一种物质，根据原子守恒可知为二氧化硅；
（3）固体Si3N4表面形成致密的氧化膜．
解答：解：（1）SiCl4的蒸气和NH3的混合物反应生成Si3N4，其化学方程式为：3SiCl4+4NH3═Si3N4+12HCl；故答案为：3SiCl4+4NH3═Si3N4+12HCl；
（2）粉末状Si3N4遇水能生成一种有刺激性气味、常用做制冷剂的气体是氨气和一种难溶性的酸是硅酸，其反应方程式为：Si3N4+9H2O═3H2SiO3+4NH3；粉末状Si3N4与空气接触能产生N2和另外一种物质，根据原子守恒可知为二氧化硅，其反应方程式为Si3N4+3O2═3SiO2+2N2；
故答案为：Si3N4+9H2O═3H2SiO3+4NH3；Si3N4+3O2═3SiO2+2N2；
（3）因为在加压和加热条件下Si3N4颗粒表面生成了SiO2，与MgO一起形成致密的氧化物保护膜，使固体Si3N4不再受H2O和O2的侵蚀；
故答案为：在加压和加热条件下Si3N4颗粒表面生成了SiO2，与MgO一起形成致密的氧化物保护膜．
（2）粉末状Si3N4遇水能生成一种有刺激性气味、常用做制冷剂的气体是氨气和一种难溶性的酸是硅酸，其反应方程式为：Si3N4+9H2O═3H2SiO3+4NH3；粉末状Si3N4与空气接触能产生N2和另外一种物质，根据原子守恒可知为二氧化硅，其反应方程式为Si3N4+3O2═3SiO2+2N2；
故答案为：Si3N4+9H2O═3H2SiO3+4NH3；Si3N4+3O2═3SiO2+2N2；
（3）因为在加压和加热条件下Si3N4颗粒表面生成了SiO2，与MgO一起形成致密的氧化物保护膜，使固体Si3N4不再受H2O和O2的侵蚀；
故答案为：在加压和加热条件下Si3N4颗粒表面生成了SiO2，与MgO一起形成致密的氧化物保护膜．
点评：本题考查硅和二氧化硅的性质与用途，题目难度较大，注意根据质量守恒书写化学方程式．
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