Question

13．C、Si及其化合物在工業(yè)上用途廣泛．
（1）硅元索在周期表中的位置為第三周期第IVA族，硅原子中能量最高的電子處在M電子層上（填電子層符號(hào)如K層），寫出單質(zhì)硅的一種用途：半導(dǎo)體材料/太陽能電池； SiH₄的空間結(jié)構(gòu)是正四面體形．
（2）焦炭、石英砂與磷酸鈣混合加熱到1500℃生成白磷：2Ca₃（PO₄）₃+6Si0₂=6CaSO₄+P₄O₁₀.10C+P₄O₁₀=P₄+10CO↑，上述反應(yīng)的各種物質(zhì)中屬于酸性氧化物的是SiO₂、P₄O₁₀．
（3）Na在一定條件下可還原CCl₄制備金剛石，可用試劑水（或乙醇）除去粗產(chǎn)品中少量Na．
（4）下列敘述正確的有cd（填序號(hào)）．
a．Na還原CCl₄、Cl₂與H₂O的反應(yīng)均是置換反應(yīng)
b．還原性Si＞C，所以C不能還原SiO₂得到單質(zhì)Si
c．分別通入CO₂可以鑒別NaAlO₂溶液和CaCl₂溶液
d．鈉、理在空氣中的燃燒產(chǎn)物陰、陽離子效目比均為1：2
（5）兩份質(zhì)量均為11.0g的Al～Si合金分別與足量NaOH和稀H₂SO₄反應(yīng)．產(chǎn)生氣體總體積為22.4L（標(biāo)準(zhǔn)狀況），則合金中Al～Si的物質(zhì)的量之比為1：1．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)硅原子結(jié)構(gòu)確定硅元索在周期表中的位置，電子最后排在能量高的軌道上；單質(zhì)硅用作半導(dǎo)體材料或是太陽能電池，SiH₄的空間結(jié)構(gòu)和甲烷相似；
（2）酸性氧化物與堿反應(yīng)生成鹽和水，且只有兩種元素的氧化物；
（3）根據(jù)Na可以與水（或乙醇）發(fā)生反應(yīng)回答；
（4）a、Na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；
b、C能還原SiO₂得到單質(zhì)Si；
c、CO₂可以和NaAlO₂溶液反應(yīng)產(chǎn)生白色沉淀，但是和CaCl₂溶液不反應(yīng)；
d、鈉、鋰分別在空氣中燃燒，生成的氧化物分別為Na₂O₂、Li₂O．
（5）發(fā)生反應(yīng)：2Al+3H₂SO₄=Al₂（SO₄）₃+3H₂↑，2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，Si+2NaOH+H₂O=Na₂SiO₃+2H₂↑，據(jù)此計(jì)算．

解答 解：（1）根據(jù)硅原子結(jié)構(gòu)可以確定硅元索在周期表中的位置第三周期第IVA族，電子最后排在能量高的軌道上即M軌道，單質(zhì)硅用作半導(dǎo)體材料或是太陽能電池，SiH₄的空間結(jié)構(gòu)和甲烷相似，為正四面體結(jié)構(gòu)，故答案為：第三周期第IVA族；M；半導(dǎo)體材料/太陽能電池；正四面體形；
（2）能和堿反應(yīng)生成鹽和水的氧化物是酸性氧化物，所以屬于酸性氧化物的是SiO₂、P₄O₁₀，故答案為：SiO₂、P₄O₁₀；
（3）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：水（或乙醇）；
（4）a、Na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)，故錯(cuò)誤；
b、C能還原SiO₂得到單質(zhì)Si，故錯(cuò)誤；
c、CO₂可以和NaAlO₂溶液反應(yīng)產(chǎn)生白色沉淀，但是和CaCl₂溶液不反應(yīng)，分別通入CO₂可以鑒別NaAlO₂溶液和CaCl₂溶液，故正確；
d、鈉、鋰分別在空氣中燃燒，生成的氧化物分別為Na₂O₂、Li₂O，故正確；
故選cd；
（5）設(shè)：合金中Al～Si的物質(zhì)的量分別是x、y，兩份質(zhì)量均為11.0g的Al～Si合金分別與足量NaOH和稀H₂SO₄反應(yīng)，產(chǎn)生氣體總體積為22.4L（標(biāo)準(zhǔn)狀況），2Al+3H₂SO₄=Al₂（SO₄）₃+3H₂↑，硅和硫酸不反應(yīng)，金屬鋁產(chǎn)生氫氣是1.5xmol，所以金屬鋁、硅和氫氧化鈉反應(yīng)產(chǎn)生氫氣一共是（1-1.5x）mol，根據(jù)反應(yīng)：2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，Si+2NaOH+H₂O=Na₂SiO₃+2H₂↑，得到：27x+28y=11g，1.5x+2y=1-1.5x，解得x=y=0.2mol，則合金中Al～Si的物質(zhì)的量之比為1：1，
故答案為：1：1．

點(diǎn)評(píng) 本題綜合元素化合物知識(shí)，題目難度中等，注意知識(shí)的歸納和梳理、搞清反應(yīng)原理根據(jù)方程式計(jì)算是解題的關(guān)鍵．