Question

A 元素的一种单质是一种重要的半导体材料，含A元素的一种化合物C可用于制造高性能的现代通讯材料一一光导纤维，C 与烧碱反应生成含A 元素的化合物D。

(1)写出C与氢氟酸发生反应的化学方程式是_____________________________

(2)将C与纯碱混合高温熔融时反应生成D，同时还生成氧化物E；将全部的E与全部的D在足量的水中混合后，又发生化学反应生成含A的化合物F。

①分别写出生成D和F的化学方程式：_______________________、_________________________。

②要将NaOH高温熔化，下列坩埚中可选用的是______________________________。

a.普通玻璃坩埚       b.石英玻璃坩埚       c.氧化铝坩埚         d.铁坩埚

(3)碳还原SiO₂制SiC，其粗产品中杂质为Si和SiO₂。现将20.0g SiC粗产品加入到过量的NaOH溶液中充分反应，收集到0.1mol氢气，过滤得SiC固体11.4g，滤液稀释到1L。生成氢气的离子方程式为______________________________，硅酸盐的物质的量浓度为__________mol/L。

(4) 下列叙述正确的有_______(填序号)。

①Na还原CCl₄的反应、Cl₂与H₂O的反应均是置换反应

②Na₂SiO₃溶液与SO₃的反应可用于推断Si与S的非金属性强弱

③钠、锂分别在空气中燃烧，生成的氧化物中阴阳离子数目比均为1∶2

Answer

SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑ Na2SiO3+CO2+H2O= Na2CO3+H2SiO3↓ d 2Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+ H2↑ 0.17mol/L ②③

【解析】由题中的已知条件可知，A是硅元素，C是二氧化硅晶体，D是硅酸钠。(1) 二氧化硅与氢氟酸发生反应的化学方程式是SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O；(2)将二氧化硅与纯碱混合高温熔融时反应生成硅酸钠，同时生成二氧化碳；将全部的二氧化碳与全部的硅酸钠在足量的水中混合后，又发生化学反应生成含A的化合物硅酸。①生成D和F的化学方程式分别为：SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑、Na2SiO3+CO2+H2O= Na2CO3+H2SiO3↓；②a.玻璃中含有二氧化硅，二氧化硅能和氢氧化钠反应，选项a错误； b．石英中含有二氧化硅，二氧化硅能和氢氧化钠反应，选项b错误；c．三氧化二铝能和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠，选项c错误；d．铁坩埚含有铁，铁与氢氧化钠不反应，选项d正确。答案选d；

（3）根据硅与NaOH反应的化学方程式Si+2NaOH+H2O═Na2SiO3+2H2↑可写出其离子方程式为Si+2OH﹣+H2O═SiO32﹣+2H2↑；

计算溶液中硅酸盐的物质的量浓度需要根据化学方程式进行计算：

Si+2NaOH+H2O═Na2SiO3+2H2↑

28 g 1 mol 2 mol

m（Si） n1（Na2SiO3） 0.1 mol

m（Si）==1.4g，

n1（Na2SiO3）==0.05mol，

粗产品中SiO2的质量为m（SiO2）=20.0g﹣11.4g﹣1.4 g=7.2g；

SiO2+2NaOH═Na2SiO3+H2O

60g 1mol

2g n2（Na2SiO3）

n2（Na2SiO3）==0.12mol，

则n（Na2SiO3）=n1（Na2SiO3）+n2Na2SiO3）=0.12mol+0.05mol=0.17mol，

硅酸盐的物质的量浓度为=0.17mol/L；（4）①Na还原CCl4的反应属于置换反应，但Cl2与H2O反应生成HCl和HClO，不是置换反应，故①错误；②Na2SiO3溶液与SO3的反应，说明酸性H2SiO3比H2SO4弱，则可用于推断Si与S的非金属性强弱，故③正确；③钠、锂分别在空气中燃烧，生成的氧化物分别为Na2O2、Li2O，阴阳离子数目比均为1：2，故④正确。答案选②③。