题目内容
(1)用地壳中某主要元素生产的多种产品在现代高科技中占重要位置,足见化学对现代物质文明的重要作用。例如:①光导纤维的主要成分是______________;
②目前应用最多的太阳能电池的光电转化材料是_____________________。
(2)氮化硅Si3N4是一种高温结构材料,粉末状态的Si3N4可以由SiCl4的蒸气和NH3反应制取。粉末状Si3N4对空气和水都不稳定。但将粉末状的Si3N4和适?量氧化镁在230×1.01×105 Pa和185℃?的密闭容器中热处理,可以制得结构十分紧密、对空气和水都相当稳定的固体材料,同时还得到对水不稳定的Mg3N2。
①经过热处理的Si3N4,其晶体类型为___________________________________;
②写出由SiCl4和NH3反应制取Si3N4的化学反应方程式:____________________________;
③Si3N4和适量氧化镁在230×1.01×105 Pa和185℃的密闭容器中热处理的过程中,除生成Mg3N2外,还可能生成_______物质。热处理后除去MgO和Mg3N2的方法是______________。
解析:本题主要考查硅及其化合物在高科技产品中的具体应用。
(1)光导纤维的主要成分为SiO2,应用于太阳能电池中光电转化的材料是半导体硅。
(2)经热处理的Si3N4结构十分紧密,对空气、H2O都相当稳定,则其晶体类型为原子晶体。另SiCl4与NH3反应的产物之一为Si3N4,根据元素守恒可知另一产物为HCl,方程式为3SiCl4+4NH3====Si3N4+12HCl。由已知Si3N4和MgO反应的产物之一为Mg3N2,显然生成的其他物质可能为含有Si、O两种元素的SiO2,也可能为含Mg、Si、O三种元素的MgSiO3;由于Mg3N2对水不稳定,而MgO可与稀酸反应,故可利用加入稀盐酸或稀H2SO4的方法除去MgO和Mg3N2;反应为MgO+2HCl====MgCl2+H2O,Mg3N2+8HCl====3MgCl2+2NH4Cl。
答案:(1)①SiO2②Si
(2)①原子晶体 ②3SiCl4+4NH3====Si3N4+12HCl ③SiO2(或MgSiO3) 加足量稀盐酸过滤