硅是带来人类文明的重要元素之一,在传统材料发展到信息材料的过程中创造了一个又一个奇迹。
(1)新型陶瓷Si
3N
4的熔点高、硬度大、化学性质稳定。工业上可以采用化学气相沉积法,在H
2的作用下,使SiCl
4与N
2反应生成Si
3N
4沉积在石墨表面,该反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
(2)一种用工业硅(含少量铁、铜的单质及化合物)和氮气(含少量氧气)合成氮化硅的工艺主要流程如下:

已知硅的熔点是1 420 ℃,高温下氧气及水蒸气能明显腐蚀氮化硅。
①N
2净化时,铜屑的作用是:__________________________;
硅胶的作用是_______________________________________。
②在氮化炉中反应为3Si(s)+2N
2(g)===Si
3N
4(s) Δ
H=-727.5 kJ/mol,开始时须严格控制氮气的流速以控制温度的原因是_____________________________________________________。
③X可能是________(选填“盐酸”、“硝酸”、“硫酸”或“氢氟酸”)。
(3)工业上可以通过如下图所示的流程制取纯硅:

①整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl
3遇水剧烈反应,该反应的化学方程式为_______________________________。
②假设每一轮次制备1 mol纯硅,且生产过程中硅元素没有损失,反应Ⅰ中HCl的利用率为90%,反应Ⅱ中H
2的利用率为93.75%。则在第二轮次的生产中,补充投入HCl和H
2的物质的量之比是________。