Question

17．由新型無機非金屬材料制成的無水冷發(fā)動機，熱效率高、壽命長．這類材料中研究較多的是化合物G．
（1）化合物G 的相對分子質量為140，G 中含硅元素，其質量分數為60%，另有元素Y．G 可以由化合物E（含兩種元素）與NH₃反應而生成，同時產生HCl 氣體．則G 和E的化學式分別為Si₃N₄、SiCl₄ ．
（2）粉末狀G 能夠與氧氣反應，所得產物中有一種是空氣中的主要成分，另一種是工業(yè)上生產玻璃的主要原料．請寫出化合物G 與氧氣反應的化學方程式Si₃N₄+3O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$3SiO₂+2N₂．
（3）常壓下在G 中添加氧化鋁，經高溫燒結可制成一種高強度、超硬度、耐磨損、抗腐蝕的陶瓷材料，它的商品名叫“賽倫”，化學通式可表示為：Si_6-XAl_XO_XY_8-X．在接近1700℃時x的極限值約為4.0，在1400℃時 x為2.0，以保持整個化合物呈電中性．則賽倫中以下元素的化合價分別為：Si+4、Y-3，塞倫的晶體類型原子晶體．

Answer 1

分析 （1）根據反應前后元素種類不變，推出G中含有氮元素，根據元素質量分數確定原子個數，從而確定化學式；
（2）根據反應物與生成物正確寫出化學方程式；
（3）根據化合物中正負化合價代數和等于0計算及高強度、超硬度、耐磨損、抗腐蝕的陶瓷材料判斷晶體類型．

解答 解：（1）化合物E（含兩種元素）與NH₃反應制得G和HCl，根據化學反應前后元素種類不變可知G中含有氮元素，故Y為氮元素，設G化合物的化學式為：Si_aN_b．化合物G的相對分子質量為140，含有硅元素，其質量分數為60%，故60%=$\frac{28×a}{28×a+14×b}$×100%，求得$\frac{a}$=$\frac{3}{4}$，故G的化學式為Si₃N₄；E的化學式為SiCl₄
，故答案為：Si₃N₄；SiCl₄ ；
（2）粉末狀G能夠與氧氣在高溫下反應，所得產物中有一種是空氣的主要成分為氮氣，另一種是氧化物為二氧化硅，故化學方程式為：Si₃N₄+3O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$3SiO₂+2N₂ ，故答案為：Si₃N₄+3O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$3SiO₂+2N₂ ；
（3）“賽倫”化學式 Si_6-xAl_xO_xY_8-x． 在1400℃時x為2.0，其化學式為Si₄Al₂O₂Y₆ ，其中Si元素的化合價為+4價，Al為+3價，O為-2價，根據化合價代數和為0，則“賽倫”中Y元素的化合價為-3價，又“賽倫”是高強度、超硬度、耐磨損、抗腐蝕的陶瓷材料，所以為原子晶體，故答案為：+4；-3； 原子晶體．

點評 解答本題關健根據反應前后元素種類不變確定出組成元素，再根據元素質量分數確定出化學式，難度不大．