Question

【題目】華為公司孟晚舟女士被加拿大應(yīng)美國要求無端拘押后，引發(fā)國人憤怒。生產(chǎn)芯片的半導(dǎo)體材料有硅、鍺、砷化鎵等，應(yīng)用比較廣泛的是硅，華為在5G和芯片技術(shù)方面有自己新的突破。如圖是工業(yè)上以石英砂（SiO2）為主要原料制取純硅的方法，請回答以下問題:

（1）地殼中硅元素的含量僅次于_____元素（用符號(hào)表示）。

（2）寫出反應(yīng)①的化學(xué)方程式_____。焦炭在反應(yīng)①中體現(xiàn)出來的化學(xué)性質(zhì)是_____性，該反應(yīng)中化合價(jià)升高的元素為_____（用符號(hào)表示）。

（3）反應(yīng)②的基本反應(yīng)類型是_____，HCl氣體由_____構(gòu)成（填“分子”“原子”或“離子”）。

（4）硅和鍺的組成元素在周期表中的位置如圖所示，則兩種元素屬于同一_____（“周期”或“族”），兩種元素中屬于金屬元素的為_____（用符號(hào)表示）。

（5）硅原子結(jié)構(gòu)示意圖為，則y為_____，“14”表示_____。

（6）氮化鎵（GaN）是第三代半導(dǎo)體材料，鎵是一種奇妙的金屬，放在手心馬上熔化，猶如荷葉上的水珠流來流去。請閱讀信息后回答：

①金屬鎵_____（填物理性質(zhì)）。

②鎵原子結(jié)構(gòu)示意圖中X的數(shù)值_____，鎵的氧化物的化學(xué)式_____，請標(biāo)出該氧化物中鎵元素的化合價(jià)_____。

Answer 1

【答案】O 還原 C 置換反應(yīng) 分子 族 Ge 4 硅原子核內(nèi)有14個(gè)質(zhì)子 熔點(diǎn)低 3 Ga2O3

【解析】

(1)地殼中含量最多的元素是O元素，其次是Si元素。

(2)反應(yīng)①為石英砂（SiO2）與焦炭C的反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為；反應(yīng)中C元素的化合價(jià)升高，所以C在反應(yīng)中體現(xiàn)出還原性；該反應(yīng)中C的化合價(jià)升高，由0價(jià)變?yōu)?/span>+2價(jià)。

(3)反應(yīng)②為SiCl4與H2反應(yīng)生成Si單質(zhì)和HCl，是一個(gè)置換反應(yīng)；HCl氣體由分子構(gòu)成。

(4)硅和鍺在同一列，是同一族的元素；兩種元素中鍺(Ge)屬于金屬元素。

(5)Si的結(jié)構(gòu)示意圖中，第一層有2個(gè)電子，第二層有8個(gè)電子，最外層有4個(gè)電子，則y=4；14表示Si原子的核電荷數(shù)為14，即Si原子核內(nèi)有14個(gè)質(zhì)子。

(6) ①手心的溫度只有三十多度，金屬鎵放在手心馬上熔化為液體，說明金屬鎵的熔點(diǎn)低。

②鎵的核內(nèi)質(zhì)子數(shù)為31，所以核外電子數(shù)也為31，所以最外層電子數(shù)為31-2-8-18=3；

由最外層電子數(shù)可知鎵的化合價(jià)為+3價(jià)，所以鎵的氧化物的化學(xué)式為Ga2O3；

鎵的化合價(jià)為+3價(jià)，表示為 。