题目内容
金刚石、硅以及SiC的开发由来已久,在现代生活中有广泛应用.请回答下列问题:
(1)金刚石、SiC具有优良的耐磨、耐腐蚀特性,常用于制造耐磨器具,它们都属于 晶体.
(2)碳与同周期元素M的单质化合仅能生成两种常见气态化合物,其中一种化合物N为非极性分子,碳元素在周期表中的位置是 ,M是 (填元素符号),N的电子式为 .
(3)硅与镁在高真空中加热到450℃,可反应生成灰蓝色有光泽的硅化镁晶体,将其加入盐酸中可用于制备硅烷,请画出硅的原子结构示意图 ,写出硅化镁与盐酸制备硅烷的化学方程式 .
(4)碳还原SiO2制SiC,其粗产品中杂质为Si和SiO2.先将20.0gSiC粗产品加入到过量的NaOH溶液中充分反应,收集到0.1mol氢气,过滤得SiC固体11.4g,滤液稀释到500ml,生成氢气的离子方程式为 ,硅酸盐的物质的量浓度为 .
(5)下列叙述正确的有 (填序号).
①C60、干冰熔化时克服粒子间作用力的类型相同
②保存Fe2(SO4)3溶液时需加稀HCl,以抑制其水解
③Na2CO3与SiO2的反应可用于推断Si与C的非金属性强弱
④有些多原子分子与卤素单质性质相似,称为拟卤素.如氰(CN)2、硫氰(SCN)2等.可推测硫氰与水的反应方程式为:(SCN)2+H2O?HSCN+HSCNO.
(1)金刚石、SiC具有优良的耐磨、耐腐蚀特性,常用于制造耐磨器具,它们都属于
(2)碳与同周期元素M的单质化合仅能生成两种常见气态化合物,其中一种化合物N为非极性分子,碳元素在周期表中的位置是
(3)硅与镁在高真空中加热到450℃,可反应生成灰蓝色有光泽的硅化镁晶体,将其加入盐酸中可用于制备硅烷,请画出硅的原子结构示意图
(4)碳还原SiO2制SiC,其粗产品中杂质为Si和SiO2.先将20.0gSiC粗产品加入到过量的NaOH溶液中充分反应,收集到0.1mol氢气,过滤得SiC固体11.4g,滤液稀释到500ml,生成氢气的离子方程式为
(5)下列叙述正确的有
①C60、干冰熔化时克服粒子间作用力的类型相同
②保存Fe2(SO4)3溶液时需加稀HCl,以抑制其水解
③Na2CO3与SiO2的反应可用于推断Si与C的非金属性强弱
④有些多原子分子与卤素单质性质相似,称为拟卤素.如氰(CN)2、硫氰(SCN)2等.可推测硫氰与水的反应方程式为:(SCN)2+H2O?HSCN+HSCNO.
考点:碳族元素简介,原子晶体
专题:
分析:(1)依据原子晶体硬度很大的物理性质判断;
(2)氧与碳位于同周期,二者反应生成二氧化碳和一氧化碳两种氧化物,二氧化碳为非极性分子;
(3)硅为14号元素,有14个质子,核外有3个电子层;硅化镁与盐酸反应生成硅烷和氯化镁;
(4)根据反应的方程式计算生成Na2SiO3的物质的量,进而计算硅酸盐浓度;
(5)①C60、干冰都是分子晶体;
②加入盐酸引入氯离子;
③高温下由于反应为平衡反应,CO2不断逸出使平衡向反方向移动;
④硫氰与水反应类似于氯气和水的反应,根据氯气和水反应的方程式书写;
(2)氧与碳位于同周期,二者反应生成二氧化碳和一氧化碳两种氧化物,二氧化碳为非极性分子;
(3)硅为14号元素,有14个质子,核外有3个电子层;硅化镁与盐酸反应生成硅烷和氯化镁;
(4)根据反应的方程式计算生成Na2SiO3的物质的量,进而计算硅酸盐浓度;
(5)①C60、干冰都是分子晶体;
②加入盐酸引入氯离子;
③高温下由于反应为平衡反应,CO2不断逸出使平衡向反方向移动;
④硫氰与水反应类似于氯气和水的反应,根据氯气和水反应的方程式书写;
解答:
解:(1)依据金刚石、SiC具有优良的耐磨,硬度大,可知二者为原子晶体;
故答案为:原子;
(2)由题给信息“碳与M的单质化合仅能生成两种常见气态化合物,其中一种化合物N为非极性分子”可推知M为氧,非极性分子N为CO2.根据周期序数=电子层数,主族序数=最外层电子数可以确定碳在周期表中的位置是第二周期第ⅣA族,CO2的电子式为
,
故答案为:第二周期第ⅣA族;O;
;
(3)硅为14号元素,有14个质子,核外有3个电子层;原子结构示意图为:
;
硅化镁与盐酸反应生成硅烷和氯化镁,化学方程式为:Mg2Si+4HCl=SiH4+MgCl2;
故答案为:
;Mg2Si+4HCl=SiH4+MgCl2;
(4)根据硅与NaOH反应的化学方程式Si+2NaOH+H2O═Na2SiO3+2H2↑可写出其离子方程式为Si+2OH-+H2O═SiO32-+2H2↑;
计算溶液中硅酸盐的物质的量浓度需要根据化学方程式进行计算:
Si+2NaOH+H2O═Na2SiO3+2H2↑
28 g 1 mol 2 mol
m(Si) n1(Na2SiO3) 0.1 mol
m(Si)=
=1.4g,
n1(Na2SiO3)=
=0.05 mol,
粗产品中SiO2的质量为m(SiO2)=20.0g-11.4g-1.4 g=7.2 g
SiO2+2NaOH═Na2SiO3+H2O
60g 1mol
7.2g n2(Na2SiO3)
n2(Na2SiO3)=
=0.12mol,
则n(Na2SiO3)=n1(Na2SiO3)+n2(Na2SiO3)=0.12mol+0.05mol=0.17mol,
硅酸盐的物质的量浓度为C=
=
=0.34mol/L;
故答案为:Si+2OH-+H2O═SiO32-+2H2↑;0.34mol/L;
(5)①C60、干冰都是分子晶体,熔化时克服粒子间作用力的类型都是分子间作用力,故①正确;
②加入盐酸引入氯离子,氯离子为杂质离子,故②错误;
③高温下由于反应为平衡反应,CO2不断逸出使平衡向反方向移动,此现象不能推出si的非金属性强于c的错误理论,故③错误;
④氯气与水反应方程式为:Cl2+H2O HClO+HCl,硫氰(SCN)2与卤素单质性质相似,所以硫氰与水的反应方程式为:(SCN)2+H2O?HSCN+HSCNO,故④正确;
故选:①④;
故答案为:原子;
(2)由题给信息“碳与M的单质化合仅能生成两种常见气态化合物,其中一种化合物N为非极性分子”可推知M为氧,非极性分子N为CO2.根据周期序数=电子层数,主族序数=最外层电子数可以确定碳在周期表中的位置是第二周期第ⅣA族,CO2的电子式为
故答案为:第二周期第ⅣA族;O;
(3)硅为14号元素,有14个质子,核外有3个电子层;原子结构示意图为:
硅化镁与盐酸反应生成硅烷和氯化镁,化学方程式为:Mg2Si+4HCl=SiH4+MgCl2;
故答案为:
(4)根据硅与NaOH反应的化学方程式Si+2NaOH+H2O═Na2SiO3+2H2↑可写出其离子方程式为Si+2OH-+H2O═SiO32-+2H2↑;
计算溶液中硅酸盐的物质的量浓度需要根据化学方程式进行计算:
Si+2NaOH+H2O═Na2SiO3+2H2↑
28 g 1 mol 2 mol
m(Si) n1(Na2SiO3) 0.1 mol
m(Si)=
| 28g/mol×0.1mol |
| 2mol |
n1(Na2SiO3)=
| 0.1mol |
| 2 |
粗产品中SiO2的质量为m(SiO2)=20.0g-11.4g-1.4 g=7.2 g
SiO2+2NaOH═Na2SiO3+H2O
60g 1mol
7.2g n2(Na2SiO3)
n2(Na2SiO3)=
| 1mol×7.2g |
| 60g |
则n(Na2SiO3)=n1(Na2SiO3)+n2(Na2SiO3)=0.12mol+0.05mol=0.17mol,
硅酸盐的物质的量浓度为C=
| n |
| V |
| 0.17mol |
| 0.5L |
故答案为:Si+2OH-+H2O═SiO32-+2H2↑;0.34mol/L;
(5)①C60、干冰都是分子晶体,熔化时克服粒子间作用力的类型都是分子间作用力,故①正确;
②加入盐酸引入氯离子,氯离子为杂质离子,故②错误;
③高温下由于反应为平衡反应,CO2不断逸出使平衡向反方向移动,此现象不能推出si的非金属性强于c的错误理论,故③错误;
④氯气与水反应方程式为:Cl2+H2O HClO+HCl,硫氰(SCN)2与卤素单质性质相似,所以硫氰与水的反应方程式为:(SCN)2+H2O?HSCN+HSCNO,故④正确;
故选:①④;
点评:本题为综合题,考查了元素化合物知识、原子机构、晶体类型,侧重考查学生依据所学知识类推能量,题目难度较大.
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