Question

制备氮化硅可将硅粉放在氮气中高温直接氮化制得，实验室制备氮化硅装置如图所示：
（1）写出仪器的名称：a

 

，b

 

．
（2）写出NaNO₂和（NH₄）₂SO₄反应制备氮气的离子方程式

 

．
（3）（NH₄）₂SO₄水溶液呈

 

性（填：酸、碱或中），装置C的作用是

 

．
（4）装置A和D中，应首先加热的是

 

（填：A或D）．
（5）已知氮化硅的化学性质稳定，但常温下易溶于氢氟酸溶液生成一种白色的胶状沉淀和一种盐，请写出此化学反应方程式：

 

．

Answer 1

考点：制备实验方案的设计

专题：

分析：（1）根据实验装置图分析；
（2）在加热条件下NaNO₂和（NH₄）₂SO₄反应生成氮气、硫酸钠和水；
（3）铵根离子在溶液中水解显酸性；浓硫酸具有吸水性，可作干燥剂；
（4）先制备氮气，把装置中的空气排净，然后再制备氮化硅；
（5）氮化硅溶于氢氟酸溶液生成一种白色的胶状沉淀为硅酸，根据元素守恒确定另一种产物．

解答： 解：（1）根据实验装置图a为加液装置为分液漏斗，b为反应装置为圆底烧瓶；
故答案为：分液漏斗；圆底烧瓶；
（2）在加热条件下NaNO₂和（NH₄）₂SO₄反应生成氮气、硫酸钠和水，其反应的离子方程式为：NO₂^-+NH₄⁺

△   .

N₂↑+2H₂O；
故答案为：NO₂^-+NH₄⁺

△   .

N₂↑+2H₂O；
（3）铵根离子在溶液中水解显酸性，则（NH₄）₂SO₄水溶液呈酸性；浓硫酸具有吸水性，可作干燥剂，所以装置C的作用是干燥气体除去水蒸气；
故答案为：酸；除去水蒸气；
（4）在加热条件下，Si与氧气能反应生成二氧化硅，所以要先排净装置中的空气，所以先加热A制备氮气，把装置中的空气排净，然后再加热B制备氮化硅；
故答案为：A；
（5）氮化硅溶于氢氟酸溶液生成一种白色的胶状沉淀为硅酸，元素守恒确定另一种产物为NH₄F，则反应的方程式为：Si₃N₄+4HF+9H₂O=3H₂SiO₃↓+4NH₄F；
故答案为：Si₃N₄+4HF+9H₂O=3H₂SiO₃↓+4NH₄F．

点评：本题考查了制备方案设计，题目难度中等，侧重于考查学生的实验探究能力，注意把握硅及其化合物的性质，明确实验目的和实验原理是解题的关键．