Question

10．金剛石、SiC具有優(yōu)良的耐磨、耐腐蝕特性，應(yīng)用廣泛．
（1）碳與短周期元素Q的單質(zhì)化合僅能生成兩種常見氣態(tài)化合物，其中一種化合物R為非極性分子．碳元素在周期表中的位置是第二周期第ⅣA族，Q是O，R的電子式為；
（2）一定條件下，Na還原CCl₄可制備金剛石，反應(yīng)結(jié)束冷卻至室溫后，回收其中的CCl₄的實(shí)驗(yàn)操作名稱為過濾，除去粗產(chǎn)品中少量鈉的試劑為水（或乙醇）；
（3）碳還原SiO₂制SiC，其粗產(chǎn)品中雜質(zhì)為Si和SiO₂．現(xiàn)將20.0g SiC粗產(chǎn)品加入到過量的NaOH溶液中充分反應(yīng)，收集到0.1mol氫氣，生成氫氣的離子方程式為Si+2OH^-+H₂O═SiO₃^2-+2H₂↑，將濾液稀釋到1L，若所得Na₂SiO₃的物質(zhì)的量濃度為0.17mol•L^-1，則SiC的純度為57%；
（4）下列敘述正確的有②③（填序號(hào)）
①Na還原CCl₄的反應(yīng)、Cl₂與H₂O的反應(yīng)均是置換反應(yīng)
②Na₂SiO₃溶液與SO₃的反應(yīng)可用于推斷Si與S的非金屬性強(qiáng)弱
③鈉、鋰分別在空氣中燃燒，生成的氧化物中陰陽(yáng)離子數(shù)目比均為1：2
④水晶、干冰熔化時(shí)克服粒子間作用力的類型相同．

Answer 1

分析 （1）碳與短周期元素Q的單質(zhì)化合僅能生成兩種常見氣態(tài)化合物，其中一種化合物R為非極性分子，則Q是O₂、R是CO₂，在二氧化碳分子中每個(gè)O原子和C原子之間能形成兩對(duì)共用電子對(duì)；
（2）將不溶性固體和液體分離通常采用的方法是過濾；Na可以與水（或乙醇）發(fā)生反應(yīng)，金剛石不可以；
（3）Si與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成硅酸鈉與氫氣；根據(jù)n=cV計(jì)算Na₂SiO₃的物質(zhì)的量，硅酸鈉原與Si、二氧化硅與氫氧化鈉反應(yīng)得到，根據(jù)Si元素守恒計(jì)算二氧化硅物質(zhì)的量，根據(jù)m=nM計(jì)算Si、二氧化硅的質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算SiC的質(zhì)量，可以計(jì)算SiC的純度；
（4）①Na還原CCl₄的反應(yīng)屬于置換反應(yīng)，但Cl₂與H₂O反應(yīng)生成HCl和HClO；
②元素的非金屬性越強(qiáng)，對(duì)應(yīng)的最高價(jià)氧化物的水化物的酸性越強(qiáng)；
③鈉、鋰分別在空氣中燃燒，生成的氧化物分別為Na₂O₂、Li₂O．
④二氧化硅屬于原子晶體，而干冰屬于分子晶體．

解答 解：（1）碳元素在周期表中的位置是：第二周期第ⅣA族，由題給信息“碳與Q的單質(zhì)化合僅能生成兩種常見氣態(tài)化合物，其中一種化合物R為非極性分子”可推知Q為氧，非極性分子R為CO₂，CO₂的電子式為，
故答案為：第二周期第ⅣA族；O；；
（2）金剛石是不溶于CCl₄的固體，CCl₄是液體，將不溶性固體和液體分離通常采用的方法是過濾；由于Na可以與水（或乙醇）發(fā)生反應(yīng)，而金剛石不與水（或乙醇）反應(yīng)，所以除去粗產(chǎn)品中少量的鈉可用水（或乙醇），
故答案為：過濾；水（或乙醇）；
（3）硅與NaOH反應(yīng)的化學(xué)方程式Si+2NaOH+H₂O═Na₂SiO₃+2H₂↑，其離子方程式為：Si+2OH^-+H₂O═SiO₃^2-+2H₂↑，反應(yīng)生成0.1mol氫氣，則生成硅酸鈉為0.1mol×$\frac{1}{2}$=0.05mol，溶液中硅酸鹽的物質(zhì)的量為0.17mol•L^-1×1L=0.17mol，硅酸鈉原與Si、二氧化硅與氫氧化鈉反應(yīng)得到，根據(jù)Si元素守恒，二氧化硅物質(zhì)的量為0.17mol-0.05mol=0.12mol，則產(chǎn)品中Si與SiO₂的總質(zhì)量=0.05mol×28g/mol+0.12mol×60g/mol=8.6g，故SiC的質(zhì)量為20.0g-8.6g=11.4g，則SiC的純度為$\frac{11.4g}{20g}$×100%=57%，
故答案為：Si+2OH^-+H₂O═SiO₃^2-+2H₂↑；57%；
（4）①Na還原CCl₄的反應(yīng)屬于置換反應(yīng)，但Cl₂與H₂O反應(yīng)生成HCl和HClO，不是置換反應(yīng)，故①錯(cuò)誤；
②Na₂SiO₃溶液與SO₃的反應(yīng)，說(shuō)明酸性H₂SiO₃比H₂SO₄弱，則可用于推斷Si與S的非金屬性強(qiáng)弱，故②正確；
③鈉、鋰分別在空氣中燃燒，生成的氧化物分別為Na₂O₂、Li₂O，陰陽(yáng)離子數(shù)目比均為1：2，故③正確；
④二氧化硅屬于原子晶體，而干冰屬于分子晶體，熔化時(shí)克服粒子間作用力的類型不相同，故④錯(cuò)誤．
故選：②③．

點(diǎn)評(píng) 本題綜合元素化合物知識(shí)，題目難度中等，注意從質(zhì)量守恒的角度結(jié)合反應(yīng)的化學(xué)方程式計(jì)算，難度中等．