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氮化硅Si3N4是一种非氧化物高温陶瓷结构材料。粉末状的Si3N4可以由Si

氮化硅Si3N4是一种非氧化物高温陶瓷结构材料。粉末状的Si3N4可以由SiCl4的蒸气和NH3的混合物反应制取。粉末状Si3N4在空气和水中都不稳定。但是，将粉末状Si3N4和适量MgO在230×1.01×105 Pa和185 ℃的密闭容器中热处理，可以得到结构十分紧密、对空气和水都相同稳定的固体材料。

（1）写出由SiCl4和NH3制备Si3N4的化学反应方程式。

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（2）分别写出粉末状Si3N4和H2O及O2反应的方程式。

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（3）为什么结构紧密的固体Si3N4不再受H2O和O2的侵蚀？

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答案

解析：Si3N4与NH3、H2O、O2反应时应遵循质量守恒定律。把Si3N4与MgO在密闭容器中进行热处理，O原子取代部分N原子，形成SiO2保护层。

答案：（1）3SiCl4+4NH3Si3N4+12HCl

（2）Si3N4+6H2O3SiO2+4NH3;Si3N4+3O23SiO2+2N2

（3）Si3N4与MgO在密闭容器中热处理后使Si3N4固体表面形成一层SiO2保护层，阻止了Si3N4继续受空气中O2、水的侵蚀。


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