硅是带来人类文明的重要元素之一,从传统材料到信息材料的发展过程中创造了一个有一个奇迹。
(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的保护下,使SiCl
4与N
2反应生成Si
3N
4沉积在石墨表面,写出该反应的化学方程式
。
(2)一种用工业硅(含少量钾、钠、铁、铜的氧化物),已知硅的熔点是1420℃,高温下氧气及水蒸气能明显腐蚀氮化硅。一种合成氮化硅的工艺主要流程如下:

①净化N
2和H
2时,铜屑的作用是:
;硅胶的作用是
。
②在氮化炉中3SiO
2(s)+2N
2(g)=Si
3N
4(s) △H=-727.5kJ/mol,开始时为什么要严格控制氮气的流速以控制温度
;体系中要通入适量的氢气是为了
。
③X可能是
(选填:“盐酸”、“硝酸”、“硫酸”、“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,写出该反应的化学方程式
。
②假设每一轮次制备1mol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
。