Question

4．金剛石、SiC具有優(yōu)良的耐磨、耐腐蝕特性，應(yīng)用廣泛．
（1）碳與短周期元素Q的單質(zhì)化合僅能生成兩種常見氣態(tài)化合物，其中一種化合物R為非極性分子，Q是O（填元素符號），R的電子式為．
（2）一定條件下，Na還原CCl₄可制備金剛石，反應(yīng)方程式為4Na+CCl₄$\frac{\underline{\;一定條件下\;}}{\;}$C（金剛石）+4NaCl，反應(yīng)結(jié)束冷卻至室溫后，回收其中的CCl₄的實(shí)驗(yàn)操作名稱為過濾，除去粗產(chǎn)品中少量鈉的試劑為水或乙醇．
（3）碳還原SiO₂制SiC，其粗產(chǎn)品中雜質(zhì)為Si和SiO₂．先將20.0g SiC粗產(chǎn)品加入到過量的NaOH溶液中充分反應(yīng)，收集到0.1mol氫氣，過濾得SiC固體11.4g，濾液稀釋到1L．生成氫氣的離子方程式為Si+2OH^-+H₂O═SiO₃^2-+2H₂↑，稀釋后的濾液中硅酸鹽的物質(zhì)的量濃度為0.17mol•L^-1．
（4）下列敘述正確的有③④（填序號）．
①Na還原CCl₄的反應(yīng)、Cl₂與H₂O的反應(yīng)均是置換反應(yīng)
②金剛石、干冰熔化時(shí)克服粒子間作用力的類型相同
③Na₂SiO₃溶液與SO₃的反應(yīng)可用于推斷Si與S的非金屬性強(qiáng)弱
④鈉、鋰分別在空氣中燃燒，生成的氧化物中陰陽離子數(shù)目比均為1：2．

Answer 1

分析 （1）碳與短周期元素Q的單質(zhì)化合僅能生成兩種常見氣態(tài)化合物，其中一種化合物R為非極性分子，則Q是O₂、R是CO₂，在二氧化碳分子中每個O原子和C原子之間能形成兩對共用電子對；
（2）一定條件下，鈉還原四氯化碳可制備金剛石，根據(jù)元素守恒知，還生成NaCl；
將不溶性固體和液體分離通常采用的方法是過濾；由于Na可以與水（或乙醇）發(fā)生反應(yīng)；
（3）根據(jù)反應(yīng)的方程式計(jì)算生成Na₂SiO₃的物質(zhì)的量，進(jìn)而計(jì)算濃度；
（4））①Na還原CCl₄的反應(yīng)屬于置換反應(yīng)，但Cl₂與H₂O反應(yīng)生成HCl和HClO；
②金剛石屬于原子晶體，而干冰屬于分子晶體；
③元素的非金屬性越強(qiáng)，對應(yīng)的最高價(jià)氧化物的水化物的酸性越強(qiáng)；
④鈉、鋰分別在空氣中燃燒，生成的氧化物分別為Na₂O₂、Li₂O．

解答 解：（1）由題給信息“碳與Q的單質(zhì)化合僅能生成兩種常見氣態(tài)化合物，其中一種化合物R為非極性分子”可推知Q為氧，非極性分子R為CO₂，CO₂的電子式為，故答案為：O；；
（2）一定條件下，鈉還原四氯化碳可制備金剛石，根據(jù)元素守恒知，還生成NaCl，反應(yīng)方程式為4Na+CCl₄$\frac{\underline{\;一定條件下\;}}{\;}$C（金剛石）+4NaCl，
金剛石是不溶于CCl₄的固體，CCl₄是液體，將不溶性固體和液體分離通常采用的方法是過濾；由于Na可以與水（或乙醇）發(fā)生反應(yīng)，而金剛石不與水（或乙醇）反應(yīng)，所以除去粗產(chǎn)品中少量的鈉可用水（或乙醇），
故答案為：4Na+CCl₄$\frac{\underline{\;一定條件下\;}}{\;}$C（金剛石）+4NaCl；過濾；水（或乙醇）；
（3）根據(jù)硅與NaOH反應(yīng)的化學(xué)方程式Si+2NaOH+H₂O═Na₂SiO₃+2H₂↑可寫出其離子方程式為Si+2OH^-+H₂O═SiO₃^2-+2H₂↑；
計(jì)算溶液中硅酸鹽的物質(zhì)的量濃度需要根據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算：
Si+2NaOH+H₂O═Na₂SiO₃+2H₂↑
28 g         1 mol     2 mol
m（Si）  n₁（Na₂SiO₃） 0.1 mol
m（Si）=$\frac{28g/mol×0.1mol}{2mol}$=1.4g，
n₁（Na₂SiO₃）=$\frac{0.1mol}{2}$=0.05 mol，
粗產(chǎn)品中SiO₂的質(zhì)量為m（SiO₂）=20.0g-11.4g-1.4 g=7.2 g
SiO₂+2NaOH═Na₂SiO₃+H₂O
60g         1mol
7.2g        n₂（Na₂SiO₃）
n₂（Na₂SiO₃）=$\frac{1mol×7.2g}{60g}$=0.12mol，
則n（Na₂SiO₃）=n₁（Na₂SiO₃）+n₂（Na₂SiO₃）=0.12mol+0.05mol=0.17mol，
硅酸鹽的物質(zhì)的量濃度為$\frac{0.17mol}{1L}$=0.17mol/L，
故答案為：Si+2OH^-+H₂O═SiO₃^2-+2H₂↑；0.17 mol•L^-1；
（4）①Na還原CCl₄的反應(yīng)屬于置換反應(yīng)，但Cl₂與H₂O反應(yīng)生成HCl和HClO，不是置換反應(yīng)，故①錯誤；
②金剛石屬于原子晶體，而干冰屬于分子晶體，熔化時(shí)克服粒子間作用力的類型不相同，故②錯誤；
③Na₂SiO₃溶液與SO₃的反應(yīng)，說明酸性H₂SiO₃比H₂SO₄弱，則可用于推斷Si與S的非金屬性強(qiáng)弱，故③正確；
④鈉、鋰分別在空氣中燃燒，生成的氧化物分別為Na₂O₂、Li₂O，陰陽離子數(shù)目比均為1：2，故④正確．
故答案為：③④．

點(diǎn)評 本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)、元素化合物性質(zhì)及物質(zhì)的量的有關(guān)計(jì)算，為高頻考點(diǎn)，注意從質(zhì)量守恒的角度結(jié)合反應(yīng)的化學(xué)方程式計(jì)算，注意氯氣和水的反應(yīng)不是置換反應(yīng)、注意過氧化鈉構(gòu)成微粒，為易錯點(diǎn)．