Nitrido de silicona Si3N4 Es un material estructural cerámico de alta temperatura sin óxido. El Si3N4 en polvo se puede preparar haciendo reaccionar una mezcla de vapor de SiCl4 y gas NH3. El Si3N4 en polvo es inestable al aire y al agua. El Si3N4 en polvo puede formar un olor acre, un gas comúnmente utilizado como refrigerante y un ácido poco soluble cuando está en contacto con el agua. El Si3N4 en polvo puede generar N2 y contacto con el aire. una sustancia. Sin embargo, el tratamiento térmico de Si3N4 en polvo y la cantidad apropiada de MgO (refractario) en un recipiente cerrado a 230 ° C, 1.01 × 105 Pa y 185 ° C, puede obtener un material sólido con una estructura muy apretada y aire y agua relativamente estables.

(1) Escriba la ecuación de reacción para la preparación de Si3N4 a partir de SiCl4 y NH3: ______.

La mezcla de vapor de SiCl4 y NH3 reacciona para formar Si3N4, y su ecuación química es: 3SiCl4 + 4NH3═Si3N4 + 12HCl; así que la respuesta es: 3SiCl4 + 4NH3═Si3N4 + 12HCl;

(2) Escriba la ecuación para la reacción de Si3N4 en polvo y H2O y O2, respectivamente: ______; ______.

Si3N4 en polvo puede formar un olor acre cuando se expone al agua. El gas comúnmente utilizado como refrigerante es el amoníaco y un ácido poco soluble es el ácido silícico. La ecuación de reacción es: Si3N4 + 9H2O═3H2SiO3 + 4NH3; Si3N4 en polvo, el contacto con el aire puede producir N2 y otra sustancia, conocida como dióxido de silicio según la conservación de los átomos, y su ecuación de reacción es Si3N4 + 3O2═3SiO2 + 2N2;
Por lo tanto, la respuesta es: Si3N4 + 9H2O═3H2SiO3 + 4NH3; Si3N4 + 3O2═3SiO2 + 2N2;

(3) ¿Por qué el Si3N4 sólido estrechamente estructurado ya no es atacado por H2O y O2?

Debido a que el SiO2 se forma en la superficie de las partículas de Si3N4 bajo presión y en condiciones de calentamiento, junto con MgO, se forma una película protectora de óxido denso, de modo que el Si3N4 sólido ya no es atacado por H2O y O2;
Por lo tanto, la respuesta es: SiO2 se forma en la superficie de las partículas de Si3N4 bajo presión y condiciones de calentamiento, junto con MgO para formar una película protectora de óxido denso.

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