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經(jīng)過熱處理的Si₃N₄,其晶體類型為___________________________________；

②寫出由SiCl₄和NH₃反應(yīng)制取Si₃N₄的化學(xué)反應(yīng)方程式：____________________________；

③Si₃N₄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+4NH₃====Si₃N₄+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+2HCl====MgCl₂+H₂O,Mg₃N₂+8HCl====3MgCl₂+2NH₄Cl。

答案：(1)①SiO₂②Si

(2)①原子晶體  ②3SiCl₄+4NH₃====Si₃N₄+12HCl  ③SiO₂(或MgSiO₃)  加足量稀鹽酸過濾