Question

形式多样的硅酸盐是无机矿物的重要基石．SiO₄^4-是一种四面体形的离子（属硅酸根），其结构可用图a表示，硅原子位居该四面体中心（图中不可见），四个氧原子各占一个顶点．图b和图c则是复合硅酸根离子中的两个实例，均为无支链的单环状，分别由数个硅氧四面体（a）通过共用氧原子的形式构成．
（1）求b的化学式．

 

（2）若一个单环状离子中Si原子数为n（n≥3），则其化学式为

 

．
（3）绿柱石是铍、铝的此类硅酸复盐，其化学式中含6个硅原子，该复盐的化学式是

 

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Answer 1

分析：（1）根据每个四面体中心含有1个Si原子及图b中四面体数目判断硅原子、氧原子数目，再根据氧元素和硅元素的化合价进行判断；
（2）根据b、c的化学式找出规律，然后推断硅原子数目为n时含有的氧原子、硅原子数目及所带电荷数，从而确定其化学式；
（3）含有6个硅原子的化学式为Si₆O₁₈^12-，带有12个单位的负电荷，然后根据铍的化合价为+2、铝的化合价为+3计算出绿柱石化学式．

解答：解：（1）b含有氧原子个数为9，含有3个四面体结构，则含有硅原子个数为3，根据化合物中Si的化合价为+4、O氧元素化合价为-2可知，b的化学式为：Si₃O₉^6-，
故答案为：Si₃O₉^6-；
（2）c中含有6个四面体结构，所以含有6个Si原子，含有的氧原子数为18，含有氧原子数比6个硅酸根离子少6个O，带有的电荷为：6×（-2）=-12；根据图示可知：若一个单环状离子中Si原子数为n（n≥3），则含有n个四面体结构，含有的氧原子比n个硅酸根离子恰好少n个O原子，即：含有n个Si，则含有3n个O，带有的负电荷为：n×（-2）=-2n，其化学式为：Si_nO_3n^2n-，
故答案为：Si_nO_3n^2n-； 
（3）根据Si_nO_3n^2n-可知，含有6个硅原子，该硅酸盐所带的负电荷为：-12，设铍的个数为x，铝的个数为y，则2x+3y=12，讨论可得x=3、y=2，其化学式为：Be₃Al₂Si₆O₁₈，
故答案为：Be₃Al₂Si₆O₁₈（或3BeO?Al₂O₃?6SiO₂）．

点评：本题考查了复杂化学式的计算，题目难度较大，注意掌握确定复杂化学式的方法，能够根据题中信息找出规律是解答本题关键．