Question

【題目】氮化硅陶瓷因其熔點(diǎn)高，對于金屬及氧化物熔體具有相當(dāng)?shù)母邷胤�(wěn)定性，越來越多被應(yīng)用于熱工各個領(lǐng)域，如陶瓷燒成棚板、輥棒，以及高溫軸承、渦輪葉片等。

(1)下列關(guān)于氮化硅陶瓷的說法正確的是________。

A．硅粉合成氮化硅的反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)

B．氮化硅陶瓷屬于硅酸鹽

C．氮化硅陶瓷可用于制造磨刀材料

D．太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的主體材料為氮化硅

(2)在燒結(jié)氮化硅陶瓷的過程中，二氧化硅、碳、氮?dú)庖晕镔|(zhì)的量之比3:6:2反應(yīng)生成兩種化合物。

①該反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________________。

②該反應(yīng)中氧化劑與還原劑的質(zhì)量比為________。

Answer 1

【答案】(1)AC

(2)①3SiO2＋2N2＋6CSi3N4＋6CO②7:9

【解析】(1)Si與N2反應(yīng)前后，N、Si元素的化合價發(fā)生變化，故屬于氧化還原反應(yīng)，A正確；氮化硅屬于新型高溫結(jié)構(gòu)陶瓷，不屬于硅酸鹽，B錯誤；根據(jù)氮化硅的性能，可用于制造磨刀材料，C正確；太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的主體材料為硅，D錯誤。

(2)①硅原子最外層有4個電子，氮原子最外層有5個電子，在氮化硅中硅顯＋4價，氮顯－3價，根據(jù)化合物中化合價代數(shù)和等于零的原則，可得氮化硅的化學(xué)式為Si3N4。燒結(jié)Si3N4的反應(yīng)物為SiO2、N2、C，生成物為Si3N4和另一種化合物，則有3SiO2＋2N2＋6C―→Si3N4＋另一種化合物，根據(jù)原子守恒可得另一種化合物為CO，故反應(yīng)方程式為3SiO2＋2N2＋6CSi3N4＋6CO。②根據(jù)反應(yīng)：3SiO2＋2N2＋6CSi3N4＋6CO，分析各元素化合價變化可知，Si、O元素反應(yīng)前后化合價沒有變化，氮元素價態(tài)降低，為氧化劑，碳元素價態(tài)升高為還原劑，其質(zhì)量比為2 mol×28 g/mol:(6 mol×12 g/mol)＝7:9。