Question

（15分）硅基太陽(yáng)電池需用化合物甲作鈍化材料，甲的摩爾質(zhì)量為140 g·mol－1，其中硅元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%。已知1 molNH3與足量的化合物乙充分反應(yīng)后可得到35 g 甲與6 g H2。工業(yè)上制乙的流程如下：請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）乙的電子式是 ；比較熱穩(wěn)定性：乙_______NH3（填＞，＜或＝）。

（2）NH3與足量的化合物乙反應(yīng)制甲的化學(xué)方程式是 。

（3）合成爐內(nèi)物質(zhì)需在保護(hù)氣氛下高溫合成，下列氣體可作保護(hù)氣的有 （填字母編號(hào)）。

A．O2 B．H2 C．N2 D．CO2 E．Ar

（4）上述生產(chǎn)乙的過(guò)程中液氨的作用是______________________________________。

（5）甲與少量H2SO4溶液反應(yīng)只得到H2SiO3和鹽M兩種產(chǎn)物，寫出該反應(yīng)的離子方程式 。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)驗(yàn)證產(chǎn)物鹽M的實(shí)驗(yàn)方案 。

 

Answer 1

（1） （2分） ＜（2分）；（2）3SiH4+4NH3=Si3N4+12H2（2分）；（3）B、E（2分）；

（4）制冷或降溫（2分）（5）Si3N4 + 4H++ 9H2O = 3H2SiO3↓+ 4NH4+ （2分）

取少量濾液于試管中，先加稀鹽酸無(wú)現(xiàn)象，再加氯化鋇溶液，有白色沉淀生成；另取少量濾液于試管中，加入氫氧化鈉固體（或濃溶液）并加熱，產(chǎn)生的氣體能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙（或pH試紙）變藍(lán)色，則說(shuō)明鹽M是 (NH4)2SO4。（3分，SO42－檢驗(yàn)，加稀鹽酸無(wú)現(xiàn)象的判斷給1分，加氯化鋇有白色沉淀給1分；NH4+檢驗(yàn)1分）

【解析】

試題分析：由于甲的摩爾質(zhì)量為140 g/mol，其中硅元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%。則分子中含有Si的原子個(gè)數(shù)是（140×60%）÷28=3；因?yàn)? molNH3與足量的化合物乙充分反應(yīng)后可得到35 g甲與6 g H2�；�合物甲中則除了含有Si元素外還含有N元素，含有1molN原子時(shí)質(zhì)量是14g,則每mol的甲中含有N原子的個(gè)數(shù)是：（140÷35）=4，,4個(gè) N原子與3個(gè)Si原子的相對(duì)原子質(zhì)量質(zhì)量的和是3×28+4×14=140，所以甲的化學(xué)式應(yīng)該是Mg3N4；而1mol的氨氣中含有H元素的質(zhì)量是3g,由于在化學(xué)反應(yīng)中元素的原子守恒，所以化合物乙中含有Si、H兩種元素，含有Si：(35 g÷140g/mol)×3=0.75mol,含有H：3mol,n(Si)：n(H)= 0.75mol:3mol=1:4,所以乙化學(xué)式是SiH4。（1）乙的電子式是；由于元素的非金屬性N>Si，元素的非金屬性越強(qiáng)，其相應(yīng)的元素的氫化物的穩(wěn)定性就越強(qiáng)，所以熱穩(wěn)定性SiH4< NH3；（2）NH3與足量的化合物乙反應(yīng)制甲的化學(xué)方程式是3SiH4+4NH3=Si3N4+12H2；（3）在合成爐內(nèi)Mg與Si發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生Mg2Si物質(zhì)需在保護(hù)氣氛下高溫合成，則可作保護(hù)氣物質(zhì)不能發(fā)生反應(yīng)，A．O2與Mg、Si都能發(fā)生反應(yīng)，不能作保護(hù)氣體，錯(cuò)誤；B．H2 與物質(zhì)都不能發(fā)生反應(yīng)，可以作保護(hù)氣體，正確； C．N2與Mg會(huì)發(fā)生反應(yīng)，所以不能作保護(hù)氣體，錯(cuò)誤； D．CO2與Mg會(huì)發(fā)生反應(yīng)，所以不能作保護(hù)氣體，錯(cuò)誤；E．Ar與任何物質(zhì)都不能發(fā)生反應(yīng)，可以作保護(hù)氣體，正確；（4）在上述生產(chǎn)乙的過(guò)程中液氨的作用是制冷或降溫，防止物質(zhì)分解；（5）甲與少量H2SO4溶液反應(yīng)只得到H2SiO3和鹽M兩種產(chǎn)物，根據(jù)元素守恒鹽應(yīng)該是硫酸銨，該反應(yīng)的離子方程式是Si3N4 + 4H++ 9H2O = 3H2SiO3↓+ 4NH4+；驗(yàn)證產(chǎn)物鹽M的實(shí)驗(yàn)方案是取少量濾液于試管中，先加稀鹽酸無(wú)現(xiàn)象，再加氯化鋇溶液，有白色沉淀生成證明含有SO42-；另取少量濾液于試管中，加入氫氧化鈉固體（或濃溶液）并加熱，產(chǎn)生的氣體能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙（或pH試紙）變藍(lán)色，則說(shuō)明含有NH4+，則鹽M是 (NH4)2SO4。

考點(diǎn)：考查化合物的推斷、物質(zhì)的電子式的書寫、物質(zhì)穩(wěn)定性的比較、化學(xué)反應(yīng)方程式和離子方程式的書寫、SO42-與NH4+離子的檢驗(yàn)的知識(shí)。