Question

未來的交通工具將采用新一代無機(jī)非金屬材料制成的無水冷發(fā)動(dòng)機(jī)，這類材料中被研究得較多的是化合物G．
（1）化合物G的相對分子質(zhì)量為140，G中硅元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%，另有元素Y．G可以由化合物E（含兩種元素）與NH₃反應(yīng)而生成，同時(shí)產(chǎn)生HCl．請推斷：①化合物G的化學(xué)式為______，②由1mol NH₃和0.75mol E恰好完全反應(yīng)，化合物E的分子式為______．
（2）粉末狀G能夠與空氣中的氧氣和水反應(yīng)，所得的產(chǎn)物中都有一種酸性氧化物，它是工業(yè)上生產(chǎn)玻璃、水泥、陶瓷的主要原料．與氧氣反應(yīng)所得的產(chǎn)物還有一種單質(zhì)；與水反應(yīng)生成的另一種產(chǎn)物是該種單質(zhì)元素的氫化物．請寫出化合物G與水反應(yīng)的化學(xué)方程式：______．
（3）為了使化合物G能成為新一代汽車發(fā)動(dòng)機(jī)材料，現(xiàn)采用常壓下在G中添加氧化鋁，經(jīng)高溫?zé)�結(jié)制成一種高強(qiáng)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(xué)通式可表達(dá)為Si_6-xAl_xO_xN_8-x．在接近1700℃時(shí)x的極限值約為4.0，在1400℃時(shí)x為2.0，以保持整個(gè)化合物呈電中性．則賽倫中各元素的化合價(jià)為Si______、Al______、O______、N______．

Answer 1

（1）生產(chǎn)玻璃的主要原料為二氧化硅、大理石、碳酸鈉，其中是酸性氧化物的只有二氧化硅，即粉末A與水反應(yīng)生成二氧化硅和氨氣，則A中必含硅元素和氮元素，由G的相對分子質(zhì)量及Si、N的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，可知：n（Si）：n（N）=

140×60%

28

：

140×40%

14

=3：4，則G的化學(xué)式為Si₃N₄，
由E與NH₃的復(fù)分解反應(yīng)，可知E中含有Si和Cl兩種元素，再據(jù)NH₃與E的反應(yīng)及二者的物質(zhì)的量的關(guān)系1mol NH₃和0.75molE恰好完全反應(yīng)，可求出E的化學(xué)式為SiCl₄．
故答案為：Si₃N₄；SiCl₄；
（2）由題意可知粉末狀G能夠與空氣中的氧氣和水反應(yīng)，所得的產(chǎn)物中都有一種酸性氧化物，它是工業(yè)上生產(chǎn)玻璃、水泥、陶瓷的主要原料，應(yīng)生成SiO₂，另一種氫化物為NH₃，則與水反應(yīng)的方程式為Si₃N₄+6H₂O=3SiO₂+4NH₃，故答案為：Si₃N₄+6H₂O=3SiO₂+4NH₃；
（3）當(dāng)x=4.0時(shí)，化學(xué)式為Si₂Al₄O₄N₄，當(dāng)x=2.0時(shí)，化學(xué)式為Si₄Al₂O₂N₆，不管是用x=4.0計(jì)算，還是用x=2.0計(jì)算，N的化合價(jià)都為-3價(jià)，O的化合價(jià)為-2價(jià)，根據(jù)化合價(jià)代數(shù)和為0可知Si為+4價(jià)，Al為+3價(jià)，由物理性質(zhì)可知應(yīng)為原子晶體，故答案為：+4；+3；-2；-3；原子晶體．