Question

金剛石SiC具有優良的耐磨、耐腐蝕特性，應用廣泛.

(1)碳與同周期元素Q的單質化合僅能生成兩種常見氣態化合物，其中一種化合物H為非極性分子，碳元素在周期表中的位置是，Q是，R的電子式為.

(2)一定條件下，Na還原CCl₄可制備金剛石，反應結束冷卻至室溫后，回收CCl₄的實驗操作名稱為，除去粗產品中少量鈉的試劑為.

(3)碳還原制SiC,其粗產品中雜質為Si和SiO₂.先將20.0g粗產品加入到過量的NaOH溶液中充分反應，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，硅酸鈉的物質的量濃度為

(4)下列敘述正確的有(填序號)，

①Na還原CCl₄的反應、Cl₂與H₂O的反應均是置換反應②水晶、干冰熔化時克服粒子間作用力的類型相同③Na₂SiO₃溶液與SO₃的反應可用于推斷Si與S的非金屬性強弱

④鈉、鋰分別在空氣中燃燒，生成的氧化物中陰陽離子數目比均為1:2

 

Answer 1

【答案】

⑴第二周期第ⅣA族，氧(或O)，⑵過濾，水(或乙醇)

⑶Si＋2OH^－＋H₂O=SiO₃^2－＋2H₂↑，0.17mol·L^－1⑷③④

【解析】（1）由題給信息“碳與Q的單質化合僅能生成兩種常見氣態化合物，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．根據周期序數=電子層數，主族序數=最外層電子數可以確定碳在周期表中的位置是第二周期第ⅣA族，CO₂的電子式為，

（2）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）發生反應，而金剛石不與水（或乙醇）反應，所以除去粗產品中少量的鈉可用水（或乙醇），

（3）根據硅與NaOH反應的化學方程式Si+2NaOH+H₂O═Na₂SiO₃+2H₂↑可寫出其離子方程式為Si+2OH^－+H₂O═SiO₃^2－+2H₂↑；

計算溶液中硅酸鹽的物質的量濃度需要根據化學方程式進行計算：

Si+2NaOH+H₂O═Na₂SiO₃+2H₂↑

28g1mol2mol

m（Si）n₁（Na₂SiO₃）0.1mol

m（Si）==1.4g，

n₁（Na₂SiO₃）==0.05mol，

粗產品中SiO₂的質量為m（SiO₂）=20.0g-11.4g-1.4g=7.2g

SiO₂+2NaOH═Na₂SiO₃+H₂O

60g1mol

7.2gn₂（Na₂SiO₃）

n₂（Na₂SiO₃）==0.12mol，

則n（Na₂SiO₃）=n₁（Na₂SiO₃）+n₂（Na₂SiO₃）=0.12mol+0.05mol=0.17mol，

硅酸鹽的物質的量濃度為=0.17mol·L^－1，

（4）①Na還原CCl₄的反應屬于置換反應，但Cl₂與H₂O反應生成HCl和HClO，不是置換反應，①錯誤；

②水晶屬于原子晶體，而干冰屬于分子晶體，熔化時克服粒子間作用力的類型不相同，②錯誤；③Na₂SiO₃溶液與SO₃的反應，說明酸性H₂SiO₃比H₂SO₄弱，則可用于推斷Si與S的非金屬性強弱，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，陰陽離子數目比均為1：2，④正確．

考點：位置結構性質的相互關系應用；硅和二氧化硅