氮化硅（Si3N4）是一种优良的高温结构陶瓷，在航天航空、汽车发动机、机械等领域有着广泛的用途．工业上有多种方法来制备氮化硅，常见的方法有：（1）在1300-l400℃时，高纯粉状硅与

Question

氮化硅（Si₃N₄）是一种优良的高温结构陶瓷，在航天航空、汽车发动机、机械等领域有着广泛的用途．工业上有多种方法来制备氮化硅，常见的方法有：
（1）在1 300-l 400℃时，高纯粉状硅与纯氮气化合，其反应方程式为___．
（2）在高温条件下利用四氯化硅气体、纯氮气、氢气反应生成氮化硅和HCl．
①已知：25℃，101kPa条件下的热化学方程式：
3Si（s）+2N₂（g）=Si₃N₄（s）△H=-750.2kJ/mol
Si（s）+2Cl₂（g）=SiCl₄（g）△H=-609.6kJ/mol
1/2H₂（g）+1/2Cl₂（g）=HCl（g）△H=-92.3kJ/mol
四氯化硅气体与氮气、氢气反应的热化学方程式为___．
②工业上制取高纯硅和四氯化硅的生产流程如图1：
已知：X，高纯硅、原料B的主要成分都可与Z反应，Y与X在光照或点燃条件下可反应，Z的焰色呈黄色．上述生产流程中电解A的水溶液时，阳极材料能否用Cu？___（填“能”或“不能”）．写出Cu为阳极电解A的水溶液开始一段时间阴阳极的电极方程式．阳极：___；阴极：___．
（3）由石英砂合成氮化硅粉末的路线图如图2所示
①石英砂不能与碱性物质共同存放，以NaOH为例，用化学方程式表示其原因：___．
②图2示I-V的变化中，属于氧化还原反应的是___．
③SiCl₄在潮湿的空气中剧烈水解，产生白雾，军事工业中用于制造烟雾剂．SiCl₄水解的化学方程式为___．
④在反应IV中四氯化硅与氨气反应生成Si（NH₂）₄和一种气体___（填分子式）；在反应V中Si（NH₂）₄受热分解，分解后的另一种产物的分子式为___．

Answer 1

（1）硅与氮气反应生成Si₃N₄，反应方程式为：3Si+2N₂(1300～1400℃.)/()Si₃N₄，
故答案为：3Si+2N₂(1300～1400℃.)/()Si₃N₄；
（2）①已知：Ⅰ.3Si（s）+2N₂（g）=Si₃N₄（s）△H=-750.2kJ/mol
Ⅱ．Si（s）+2Cl₂（g）=SiCl₄（g）△H=-609.6kJ/mol
Ⅲ.(1)/(2)H₂（g）+(1)/(2)Cl₂（g）=HCl（g）△H=-92.3kJ/mol
根据盖斯定律，Ⅰ-Ⅱ×3+Ⅲ×12可得：3SiCl₄（g）+2N₂（g）+6H₂（g）=Si₃N₄（g）+12HCl（g），故△H=-750.2kJ/mol-3×（-609.6kJ/mol）+12×（-92.3kJ/mol）=-29.0kJ/mol，
故答案为：3SiCl₄（g）+2N₂（g）+6H₂（g）=Si₃N₄（g）+12HCl（g）△H=-29.0kJ/mol；
②原料B与碳得到粗产品与X反应，生成SiCl₄，则X为氯气，原料B与碳得到粗产品为Si，故B为SiO₂．Y与氯气在光照或点燃条件下可反应，且与SiCl₄反应得到高纯度Si，则Y为氢气．Z的焰色呈黄色，含有Na元素，电解A得到氢气、氯气与Z，则Z为NaOH、A为NaCl．
上述生产流程中电解NaCl的水溶液时，阳极氯离子放电生成氯气，阳极材料若为Cu，则Cu放电，氯离子不能放电生成氯气，故阳极材料不能为Cu；
Cu为阳极电解NaCl的水溶液开始一段时间，阳极Cu放电生成铜离子，阳极电极反应式为：Cu-2e^-=Cu²⁺，
阴极水放电生成氢气与氢氧根离子，阴极电极反应式为：2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-，
故答案为：不能；Cu-2e^-=Cu²⁺；2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-；
（3）①二氧化硅与氢氧化钠反应生成硅酸钠与水，反应方程式为：SiO₂+2NaOH=Na₂SiO₃+H₂O，
故答案为：SiO₂+2NaOH=Na₂SiO₃+H₂O；
②反应Ⅰ为置换反应，反应Ⅱ为有单质参加的化合反应，二者均属于氧化还原反应，Ⅲ中物质未发生变化，未发生化学变化，Ⅳ中元素化合物均为发生变化，属于非氧化还原反应，
故答案为：I、Ⅱ；
③SiCl₄水解得到HCl、H₂SiO₃，反应方程式为：SiCl₄+3H₂O=4HCl↑+H₂SiO₃↓，
故答案为：SiCl₄+3H₂O=4HCl↑+H₂SiO₃↓；
④在反应IV中四氯化硅与氨气反应生成Si（NH₂）₄和一种气体，由元素守恒可知，该气体为HCl；在反应V中Si（NH₂）₄受热分解生成Si₃N₄，由原子守恒可知另一种产物为NH₃，
故答案为：HCl；NH₃．