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C.②③ D.①④
解析 在中学阶段,与强碱溶液反应有H2产生的常见单质只有Si与Al,对应Na2SiO3和NaAlO2转化成的H4SiO4(或H2SiO3)和Al(OH)3均为白色胶状沉淀,它们煅烧后生成的SiO2和Al2O3也均为白色固体,故D项正确。
答案 D
10.化学家Seidel指出Si与NaOH溶液的反应,首先是Si与
-4-OH-反应,生成SiO44,然后SiO4迅速水解生成H4SiO4,下列有关
说法正确的是( )
A.原硅酸钠( Na4SiO4)能迅速水解,溶液呈碱性,故Na4SiO4
为弱电解质
B.石英玻璃、普通玻璃、陶瓷及水泥均属于硅酸盐产品 C.2HCl+Na2SiO3===H2SiO3↓+2NaCl,说明Cl的非金属性大于Si
D.半导体工业所说的“从沙滩到用户”是指:将二氧化硅制成晶体硅
解析 原硅酸钠是强电解质,A项错误;石英玻璃的主要成分是SiO2,不属于硅酸盐产品,B项错误;盐酸不是Cl的最高价氧化物对应的水化物,无法通过盐酸与硅酸钠的反应说明Cl的非金属性较强,C项错误。
答案 D
二、非选择题(本大题共4小题,共50分)
11.(12分)A元素的一种单质是重要的半导体材料,含A元素的
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一种化合物C可用于制造高性能的现代通讯材料—光导纤维,C与烧碱反应生成含A元素的化合物D。
(1)在元素周期表中,A位于________族,与A同主族但相对原子质量比A小的元素B的原子结构示意图为______,A与B的原子在电子层结构上的相同点是________________________________。
(2)易与C发生化学反应的酸是________,反应的化学方程式是________________________________。
(3)将C与纯碱混合,在高温熔融时发生化学反应也可生成D,同时还生成B的最高价氧化物E;将E与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写出生成D和F的化学反应方程式:____________________、____________________________________。
②要将纯碱在高温下熔化,下列坩埚中不可选用的是________。 A.普通玻璃坩埚 B.石英玻璃坩埚 C.瓷坩埚 D.铁坩埚
解析 (1)A元素的单质可作半导体材料,含A元素的某化合物是制造光导纤维的原料,可知A为硅元素,比硅相对原子质量小的同主族元素为碳。(2)C为SiO2,能与SiO2反应的酸只有氢氟酸。(3)SiO2与Na2CO3高温下反应生成Na2SiO3和CO2,含SiO2的材料如普通玻璃、石英玻璃、陶瓷等都能与Na2CO3在高温下反应,故不能用以上材质的坩埚熔融Na2CO3。
答案 (1)ⅣA
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最外层均有4个电子,最内层均有
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2个电子
(2)氢氟酸 SiO2+4HF===SiF4↑+2H2O
高温NaSiO+CO↑ NaSiO+CO+(3)①SiO2+Na2CO3=====232232
H2O===Na2CO3+H2SiO3↓ ②ABC
12.(12分)X是一种新型无机非金属材料,具有耐磨、耐腐蚀、抗冷热冲击性。有关生产过程如下:
为了确定C的组成,某同学进行了以下的探究过程。已知F、G都是难溶于水和稀硝酸的白色沉淀,I可做光导纤维。
s
按要求回答下列问题:
(1)C的化学式为________;X的化学式为________。 (2)写出下列方程式:
反应①的化学方程式__________________________________; 反应⑦的离子方程式__________________________________。 解析 本题可从I入手推断,I可用于制造光导纤维,故其为二氧化硅,F为硅酸,H为硅酸钠。E为HCl,C为四氯化硅,X为Si3N4。反应①为Si与Cl2反应生成SiCl4、反应⑦为硅酸钠与过量的二氧化碳反应生成硅酸和碳酸氢钠。
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答案 (1)SiCl4 Si3N4
△SiCl SiO2-+2HO+2CO===HSiO↓+(2)Si+2Cl2=====432223
2HCO-3
13.(13分)硅基太阳电池需用化合物甲作钝化材料,甲的摩尔质量为140 g·mol-1,其中硅元素的质量分数为60%。已知1 mol NH3与足量的化合物乙充分反应后可得到35 g甲与6 g H2。工业上制乙的流程如下:
请回答下列问题:
(1)乙的电子式是________;比较热稳定性:乙________NH3(填“>”、“<”或“=”)。
(2)NH3与足量的化合物乙反应制甲的化学方程式是__________ _________________________________________________________。
(3)合成炉内物质需在保护气氛下高温合成,下列气体可作保护气的有________(填选项字母)。
A.O2 B.H2 C.N2 D.CO2 E.Ar
(4)上述生产乙的过程中液氨的作用是____________________。 (5)甲与少量H2SO4溶液反应只得到H2SiO3和盐M两种产物,写出该反应的离子方程式____________________________________
__________。请设计验证产物盐M的实验方案
___________________________________________________________
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__________________________________________________________。
解析 (1)由流程图中乙的获得需要在液氨冷却下得到,再结合元素守恒,可知乙为沸点较低的SiH4。硅的非金属性比氮弱,故SiH4的热稳定性弱于NH3。
(2)由甲的摩尔质量为140 g·mol-1,其中硅元素的质量分数为60%,可知每摩尔甲中含有3 mol Si;由1 mol NH3与足量的化合物乙充分反应后可得到35 g(0.25 mol)甲与6 g(3 mol)H2,再结合元素守恒可知每摩尔甲中含有4 mol N,则甲的化学式为Si3N4。
(3)在高温下金属镁能与O2、N2、CO2反应,故可用H2或Ar作保护气。
(5)由元素守恒可知M为(NH4)2SO4。验证M既需要验证NH+4的
2-存在,也需要验证SO4的存在。
答案 (1) <
(2)3SiH4+4NH3===Si3N4+12H2 (3)BE (4)制冷或降温
(5)Si3N4+4H++9H2O===3H2SiO3↓+4NH+4
取少量滤液于试管中,先加稀盐酸无现象,再加氯化钡溶液,有白色沉淀生成;另取少量滤液于试管中,加入氢氧化钠固体(或浓溶液)并加热,产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸(或pH试纸)变蓝
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