题目

题型：江苏模拟题难度：来源：

氮化硅硬度大、熔点高、不溶于酸（氢氟酸除外），是一种重要的结构陶瓷材料。一种用工业硅（含少量钾、钠、铁、铜的氧化物），已知硅的熔点是1420℃，高温下氧气及水蒸气能明显腐蚀氮化硅。一种合成氮化硅的工艺主要流程如下
（1）净化N₂和H₂时，铜屑的作用是：____________；硅胶的作用是____________。
（2）在氮化炉中3SiO₂(s)+2N₂(g)=Si₃N₄(s) △H=－727．5kJ/mol，开始时为什么要严格控制氮气的流速以控制温度：____________；体系中要通入适量的氢气是为了____________。
（3）X可能是____________（选填：“盐酸”、“硝酸”、“硫酸”、“氢氟酸”）。
（4）如何说明氮化硅产品已用水洗干净？____________。
（5）用硅粉作硅源、叠氮化钠（NaN₃）作氮源，直接燃烧生成氮化硅（发生置换反应），该反应的化学方程式为：________________________。

答案

（1）除去原料气中的氧气；除去生成的水蒸气
（2）这是放热反应，防止局部过热，导致硅熔化熔合成团，阻碍与N₂的接触；将体系中的氧气转化为水蒸气，而易被除去（或将整个体系中空气排尽）
（3）硝酸
（4）洗涤后的滤出液呈中性
（5）9Si+4NaN₃3Si₃N₄+4Na↑