Question

【題目】A元素的一種單質是一種重要的半導體材料，含A元素的一種化合物C可用于制造高性能的現代通訊材料——光導纖維，C與燒堿反應生成含A元素的化合物D。

(1)寫出C與酸發生反應的化學方程式是________________。

(2)將C與純堿混合高溫熔融時也發生化學反應生成D，同時還生成B的最高價氧化物E；將全部的E與全部的D在足量的水中混合后，又發生化學反應生成含A的化合物F。

①分別寫出生成D和F的化學方程式：________________，________________。

②要將NaOH高溫熔化，下列坩堝中可選用的是________(填字母)。

A．普通玻璃坩堝 B．石英玻璃坩堝 C．氧化鋁坩堝 D．鐵坩堝

(3)100 g C與石灰石的混合物充分反應后生成的氣體在標況下的體積為11.2 L，100 g混合物中石灰石的質量分數是________。

Answer 1

【答案】SiO2+4HF===SiF4↑+2H2O SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑ Na2SiO3+CO2+H2O===Na2CO3+H2SiO3↓ D 50%

【解析】

A元素的一種單質是一種重要的半導體材料，含A元素的一種化合物C可用于制造高性能的現代通訊材料——光導纖維，則A是Si元素，C是SiO2，C與燒堿反應生成含A元素的化合物D，D是Na2SiO3。

(1)SiO2是酸性氧化物，與一般的酸不能發生反應，但是可以與氫氟酸發生反應產生SiF4和氫氣，發生反應的化學方程式是SiO2+4HF===SiF4↑+2H2O。

(2)將C與純堿混合高溫熔融時也發生化學反應生成D，同時還生成B的最高價氧化物E；則B是C，E是CO2，將全部的E與全部的D在足量的水中混合后，又發生化學反應生成含A的化合物F是H2SiO3。①生成D和F的化學方程式分別是：SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑，Na2SiO3+CO2+H2O===Na2CO3+H2SiO3↓。②要將NaOH高溫熔化，由于NaOH是堿，可以與玻璃、石英中的酸性氧化物SiO2及兩性氧化物氧化鋁發生反應，腐蝕設備，故可選用鐵坩堝，選項D正確。

(3)根據反應方程式：SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑及CaCO3CaO+CO2↑可知：每100 g純凈的CaCO3發生反應，會產生1 mol CO2氣體，在標準狀況下體積是22.4 L，現在100 g C與石灰石的混合物充分反應后生成的氣體在標況下的體積為11.2 L，n(CO2)="11.2" L÷22.4 L/mol="0.5" mol，則根據碳元素守恒可知n(CaCO3)="0.5" mol，其質量是m(CaCO3)="0.5" mol×100 g/mol="50" g，所以100 g混合物中石灰石的質量分數是(50 g÷100 g)×100%=50%。