Question

12．含A元素的一種單質(zhì)是一種重要的半導(dǎo)體材料，含A元素的一種化合物C可用于制造高性能的現(xiàn)代通訊材料--光導(dǎo)纖維，C與燒堿反應(yīng)生成含A元素的化合物D．
（1）在元素周期表中，A位于第ⅣA族，與A同族但相對(duì)原子質(zhì)量比A小的元素B的原子結(jié)構(gòu)示意圖為，A與B在原子的電子層結(jié)構(gòu)上的相同點(diǎn)是最外層均有4個(gè)電子．
（2）易與C發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的酸是氫氟酸，反應(yīng)的化學(xué)方程式是SiO₂+4HF═SiF₄↑+2H₂O．
（3）將C與純堿混合高溫熔融時(shí)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成D，同時(shí)還生成B的最高價(jià)氧化物E；將少量的E通入D的水溶液中，生成含A的化合物F．
①分別寫出生成D和F的化學(xué)反應(yīng)方程式：SiO₂+Na₂CO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Na₂SiO₃+CO₂↑、Na₂SiO₃+CO₂+H₂O=Na₂CO₃+H₂SiO₃↓
②要將純堿高溫熔化，下列坩堝中不可選用的是AB
A．普通玻璃坩堝 B．石英玻璃坩堝  C．鐵坩堝
（4）100g C與石灰石的混合物充分反應(yīng)后，生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為11.2L，100g混合物中石灰石的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是50%．

Answer 1

分析 含A元素的一種單質(zhì)是一種重要的半導(dǎo)體材料，則A為Si，含A元素的一種化合物C可用于制造高性能的現(xiàn)代通訊材料--光導(dǎo)纖維，則C為SiO₂，C與燒堿反應(yīng)生成含A元素的化合物D為Na₂SiO₃，
（1）A的最外層電子數(shù)為4，B元素的原子最外層電子數(shù)與Si相同，二者最外層電子數(shù)相同，相對(duì)原子質(zhì)量比A小的元素B為C元素；
（2）二氧化硅與氫氟酸反應(yīng)生成四氟化硅與水；
（3）①將SiO₂與純堿混合高溫熔融時(shí)反應(yīng)生成Na₂SiO₃，同時(shí)還生成B的最高價(jià)氧化物E，則E為CO₂，B為C，將全部的CO₂與全部的Na₂SiO₃在足量的水中混合后，生成了含A的化合物F為H₂SiO₃；
②普通玻璃坩堝、石英玻璃坩堝、瓷坩堝中的二氧化硅高溫下都能與碳酸鈉反應(yīng)；
（4）發(fā)生SiO₂+CaCO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaSiO₃+CO₂↑，氣體的物質(zhì)的量為$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$=0.5mol，以此計(jì)算．

解答 解：含A元素的一種單質(zhì)是一種重要的半導(dǎo)體材料，則A為Si，含A元素的一種化合物C可用于制造高性能的現(xiàn)代通訊材料--光導(dǎo)纖維，則C為SiO₂，C與燒堿反應(yīng)生成含A元素的化合物D為Na₂SiO₃，
（1）A的最外層電子數(shù)為4，位于第ⅣA族，與A同族但相對(duì)原子質(zhì)量比A小的元素B為C，其原子結(jié)構(gòu)示意圖為，二者最外層均有4個(gè)電子，
故答案為：ⅣA；；最外層均有4個(gè)電子；
（2）二氧化硅與氫氟酸反應(yīng)生成四氟化硅與水，反應(yīng)方程式為：SiO₂+4HF═SiF₄↑+2H₂O，
故答案為：氫氟酸；SiO₂+4HF═SiF₄↑+2H₂O；
（3）①將SiO₂與純堿混合高溫熔融時(shí)反應(yīng)生成Na₂SiO₃，同時(shí)還生成B的最高價(jià)氧化物E，則E為CO₂，B為C，反應(yīng)為SiO₂+Na₂CO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Na₂SiO₃+CO₂↑；將全部的CO₂與全部的Na₂SiO₃在足量的水中混合后，生成了含A的化合物F為H₂SiO₃，反應(yīng)方程式為Na₂SiO₃+CO₂+H₂O=Na₂CO₃+H₂SiO₃↓，
故答案為：SiO₂+Na₂CO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Na₂SiO₃+CO₂↑、Na₂SiO₃+CO₂+H₂O=Na₂CO₃+H₂SiO₃↓；
②普通玻璃坩堝、石英玻璃坩堝中的二氧化硅在高溫下都能與碳酸鈉反應(yīng)，應(yīng)在鐵坩堝中熔融，故答案為：AB；
（4）氣體的物質(zhì)的量為$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$=0.5mol，由SiO₂+CaCO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaSiO₃+CO₂↑、CaCO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaO+CO₂↑可知，碳酸鈣的質(zhì)量為0.5mol×100g/mol=50g，則100g混合物中石灰石的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是$\frac{50g}{100g}$×100%=50%，
故答案為：50%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查無(wú)機(jī)物的推斷，為高頻考點(diǎn)，涉及硅及其化合物性質(zhì)、轉(zhuǎn)化及化學(xué)用語(yǔ)的考查，側(cè)重分析與推斷、計(jì)算能力的考查，綜合性較強(qiáng)，題目難度不大．