Question

5．为探究无机盐X（仅含三种短周期元素）的组成和性质，设计并完成如下实验：

请回答：
（1）X的化学式是Mg₂SiO₄．
（2）白色粉末溶于氢氧化钠溶液的离子方程式是SiO₂+2OH^-=SiO₃^2-+H₂O．
（3）高温条件下白色粉末与焦炭发生置换反应，写出该反应的化学方程式SiO₂+2C $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+2CO．

Answer 1

分析 无机盐X（仅含三种短周期元素），加入过量盐酸溶解，离心分离得到不少胶状物沉淀和无色溶液，白色胶状沉淀为硅酸，白色沉淀充分灼烧得到白色粉末1.80g为SiO₂，物质的量=$\frac{1.8g}{60g/mol}$=0.03mol，溶于氢氧化钠溶液得到无色溶液为硅酸钠溶液，说明无机盐中含硅酸根离子或原硅酸根离子，物质的量为0.03mol，若为硅酸根离子其质量=0.03mol×76g/mol=2.28g，金属质量=4.20g-2.28g=1.92g，无色溶液中加入过量氢氧化钠溶液生成白色沉淀则判断为Mg（OH）₂，金属离子物质的量=0.06mol，质量为0.06mol×24g/mol=1.44g，不符合，则为原硅酸根，物质的量为0.03mol，质量=0.03mol×92g/mol=2.76g，金属质量4.20g-2.76g=1.44g，物质的量=$\frac{1.44g}{24g/mol}$=0.06mol，得到X为Mg₂SiO₄，据此分析回答问题；

解答 解：无机盐X（仅含三种短周期元素），加入过量盐酸溶解，离心分离得到不少胶状物沉淀和无色溶液，白色胶状沉淀为硅酸，白色沉淀充分灼烧得到白色粉末1.80g为SiO₂，物质的量=$\frac{1.8g}{60g/mol}$=0.03mol，溶于氢氧化钠溶液得到无色溶液为硅酸钠溶液，说明无机盐中含硅酸根离子或原硅酸根离子，物质的量为0.03mol，若为硅酸根离子其质量=0.03mol×76g/mol=2.28g，金属质量=4.20g-2.28g=1.92g，无色溶液中加入过量氢氧化钠溶液生成白色沉淀则判断为Mg（OH）₂，金属离子物质的量=0.06mol，质量为0.06mol×24g/mol=1.44g，不符合，则为原硅酸根，物质的量为0.03mol，质量=0.03mol×92g/mol=2.76g，金属质量4.20g-2.76g=1.44g，物质的量=$\frac{1.44g}{24g/mol}$=0.06mol，得到X为Mg₂SiO₄，
（1）X的化学式为，Mg₂SiO₄，
故答案为：Mg₂SiO₄；
（2）白色粉末溶于氢氧化钠溶液的离子方程式是：SiO₂+2OH^-=SiO₃^2-+H₂O，
故答案为：SiO₂+2OH^-=SiO₃^2-+H₂O；
（3）高温条件下白色粉末与焦炭发生置换反应，是二氧化硅和碳高温反应生成硅和一氧化碳，反应的化学方程式为：SiO₂+2C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+2CO，
故答案为：SiO₂+2C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+2CO；

点评 本题考查了无机物性质、化学式的计算分析判断、主要是元素质量守恒的计算和化学式判断，掌握基础是解题关键，题目难度中等．