Question

硅和氮均是自然界含量丰富的元素，其单质及其化合物在环境、能源及材料科学中有着重要影响和广泛应用．试回答下列问题：
（1）向大气中排放NO_x可能导致的环境问题有

酸雨、光化学烟雾、臭氧层破坏（任两点均可）

．（答两点）已知足量NaOH溶液能完全吸收NO₂生成两种氮的含氧酸盐和水．试写出该反应的化学方程式

2NO₂+2OH^-═NO₃^-+NO₂^-+H₂O

．
（2）光导纤维的作用，让人们的生活更加丰富精彩，

SiO₂

（填化学式）是制备光导纤维的基本原料．
（3）工业上利用石英砂与焦炭在高温下制取粗硅的化学方程式：

SiO₂+2C

高温  .

Si+2CO

．
（4）氮化硅陶瓷是一种新型无机非金属材料，其化学式为

Si₃N₄

，
（5）硅燃烧放出大量热量，“硅能源”有望成为二十一世纪的新能源．与“氢能源”比较“硅能源”具有

便于储运，比较安全

等更加优越的特点，从而得到全球的关注和期待．

Answer 1

分析：（1）氮氧化物与水反应生成硝酸，能形成酸雨，此外还形成光化学烟雾、臭氧层破坏；NO₂在碱性条件下自身发生氧化还原反应生成硝酸钠和亚硝酸钠；
（2）SiO₂是制备光导纤维的基本原料；
（3）石英砂的主要成分是SiO₂，在高温下与焦炭发生置换反应；
（4）根据氮化硅中各元素的原子最外层达到8电子稳定结构分析；
（5）根据硅与氢气的物理性质和化学性质分析．

解答：解：（1）氮氧化物与水反应生成硝酸，能形成酸雨，此外还形成光化学烟雾、臭氧层破坏；NO₂在碱性条件下自身发生氧化还原反应生成硝酸钠和亚硝酸钠，反应的离子方程式为
2NO₂+2OH^-═NO₃^-+NO₂^-+H₂O，故答案为：酸雨、光化学烟雾、臭氧层破坏（任两点均可）；2NO₂+2OH^-═NO₃^-+NO₂^-+H₂O；
（2）SiO₂是制备光导纤维的基本原料，故答案为：SiO₂；
（3）石英砂的主要成分是SiO₂，在高温下与焦炭发生置换反应，反应的化学方程式为SiO₂+2C 

高温  .

 Si+2CO，故答案为：SiO₂+2C 

高温  .

 Si+2CO；
（4）氮化硅中各元素的原子最外层达到8电子稳定结构，Si原子最外层电子数为4，N原子最外层电子数为5，要形成8电子稳定结构，则应有二者个数比值为3：4，故答案为：Si₃N₄；
（5）硅在常温下为固态，便于储运，且性质较不活泼，比较安全，而氢气难以液化，不便于储运，且易爆炸，故答案为：便于储运，比较安全．

点评：本题考查氮、硅等非金属元素及其化合物的性质和通途，题目难度不大，注意基础知识的积累．