Question

15．用地壳中硅元素生产的多种产品在现代高科技中占重要位置，足见化学对现代物质文明的重要作用．例如：
（1）光导纤维的主要成分是二氧化硅；
（2）目前应用最多的太阳能电池的光电转化材料是硅；
（3）赏心悦目的雕花玻璃是用一种物质对玻璃进行化学刻蚀而制成的，该反应的化学方程式为SiO₂+4HF=SiF₄↑+2H₂O；
（4）工业上制取粗硅是用石英和焦炭在高温电炉中反应制得，该反应中氧化剂与还原剂的质量比为5：2；用石英和焦炭在高温电炉中反应也可以制得金刚砂（SiC），并产生CO气体，该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为1：2．
（5）将表面已氧化的铝箔放入氢氧化钠溶液中，反应的离子方程式分别是2Al+2OH^-+2H₂O=2[Al（OH）₄]^-+3H₂↑，Al₂O₃+2OH^-+3H2O=2[Al（OH）₄]^-．
（6）用铝箔包裹0.1mol金属钠，用针扎若干小孔后，放入水中，完全反应后，用排水法收集到标准状况下气体的体积b（填字母序号）．
a．等于1.12L    b．大于1.12L    c．小于1.12L．

Answer 1

分析 （1）二氧化硅为光导纤维主要原料；
（2）晶体硅为良好的半导体材料；
（3）玻璃中含有二氧化硅，二氧化硅能够与氢氟酸反应生成四氟化硅和水；
（4）SiO₂+2C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+2CO↑反应中，Si元素的化合价降低，C元素的化合价升高，SiO₂为氧化剂，C是还原剂，SiO₂+3C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$SiC+2CO↑中，C元素的化合价由0升高为+2价，C元素的化合价由0降低为-4价，以此计算；
（5）铝与氢氧化钠反应生成四羟基合铝酸钠和氢气；氧化铝与氢氧化钠反应生成四羟基合铝酸钠；
（6）Na和水反应生成NaOH和H₂，NaOH和Al反应生成H₂和NaAlO₂，其方程式为Na+Al+2H₂O=NaAlO₂+2H₂↑，根据Na和氢气之间的关系式计算．

解答 解：（1）光导纤维的主要成分是二氧化硅；
故答案为：二氧化硅；
（2）晶体硅为良好的半导体材料是目前应用最多的太阳能电池的光电转化材料是硅；
故答案为：硅；
（3）玻璃中含有二氧化硅，二氧化硅能够与氢氟酸反应生成四氟化硅和水，化学方程式：SiO₂+4HF=SiF₄↑+2H₂O；
故答案为：SiO₂+4HF=SiF₄↑+2H₂O；
（4）SiO₂+2C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+2CO↑反应中，Si元素的化合价降低，C元素的化合价升高，SiO₂为氧化剂，C是还原剂，由反应可知，物质的量比为1：2，质量比为1×60：2×12=5：2，
SiO₂+3C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$SiC+2CO↑中，C元素的化合价由0升高为+2价，C元素的化合价由0降低为-4价，则C为氧化剂，也是还原剂，由电子守恒及原子守恒可知，1molC作氧化剂与2molC作还原剂转移电子相等，则氧化剂和还原剂物质的量之比为1：2，
故答案为：5：2，1：2；
（5）铝与氢氧化钠反应生成四羟基合铝酸钠和氢气，离子方程式：2Al+2OH^-+2H₂O=2[Al（OH）₄]^-+3H₂↑；氧化铝与氢氧化钠反应生成四羟基合铝酸钠，离子方程式：Al₂O₃+2OH^-+3H2O=2[Al（OH）₄]^-；
故答案为：2Al+2OH^-+2H₂O=2[Al（OH）₄]^-+3H₂↑；Al₂O₃+2OH^-+3H2O=2[Al（OH）₄]^-；
（6）Na和水反应生成NaOH和H₂，NaOH和Al反应生成H₂和NaAlO₂，其方程式为Na+Al+2H₂O=NaAlO₂+2H₂↑，根据方程式知，0.1molNa完全反应生成V（H₂）=2n（Na）．V_m=2×0.1mol×22.4L/mol=4.48L＞1.12L，
故选b．

点评 本题为综合题，考查了硅及其化合物性质及用途，离子方程式的书写，有关方程式的计算，明确相关物质的性质是解题关键，题目难度中等．