Question

15．用地殼中硅元素生產(chǎn)的多種產(chǎn)品在現(xiàn)代高科技中占重要位置，足見化學(xué)對現(xiàn)代物質(zhì)文明的重要作用．例如：
（1）光導(dǎo)纖維的主要成分是二氧化硅；
（2）目前應(yīng)用最多的太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化材料是硅；
（3）賞心悅目的雕花玻璃是用一種物質(zhì)對玻璃進(jìn)行化學(xué)刻蝕而制成的，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為SiO₂+4HF=SiF₄↑+2H₂O；
（4）工業(yè)上制取粗硅是用石英和焦炭在高溫電爐中反應(yīng)制得，該反應(yīng)中氧化劑與還原劑的質(zhì)量比為5：2；用石英和焦炭在高溫電爐中反應(yīng)也可以制得金剛砂（SiC），并產(chǎn)生CO氣體，該反應(yīng)中氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為1：2．
（5）將表面已氧化的鋁箔放入氫氧化鈉溶液中，反應(yīng)的離子方程式分別是2Al+2OH^-+2H₂O=2[Al（OH）₄]^-+3H₂↑，Al₂O₃+2OH^-+3H2O=2[Al（OH）₄]^-．
（6）用鋁箔包裹0.1mol金屬鈉，用針扎若干小孔后，放入水中，完全反應(yīng)后，用排水法收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體的體積b（填字母序號）．
a．等于1.12L    b．大于1.12L    c．小于1.12L．

Answer 1

分析 （1）二氧化硅為光導(dǎo)纖維主要原料；
（2）晶體硅為良好的半導(dǎo)體材料；
（3）玻璃中含有二氧化硅，二氧化硅能夠與氫氟酸反應(yīng)生成四氟化硅和水；
（4）SiO₂+2C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Si+2CO↑反應(yīng)中，Si元素的化合價降低，C元素的化合價升高，SiO₂為氧化劑，C是還原劑，SiO₂+3C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$SiC+2CO↑中，C元素的化合價由0升高為+2價，C元素的化合價由0降低為-4價，以此計算；
（5）鋁與氫氧化鈉反應(yīng)生成四羥基合鋁酸鈉和氫氣；氧化鋁與氫氧化鈉反應(yīng)生成四羥基合鋁酸鈉；
（6）Na和水反應(yīng)生成NaOH和H₂，NaOH和Al反應(yīng)生成H₂和NaAlO₂，其方程式為Na+Al+2H₂O=NaAlO₂+2H₂↑，根據(jù)Na和氫氣之間的關(guān)系式計算．

解答 解：（1）光導(dǎo)纖維的主要成分是二氧化硅；
故答案為：二氧化硅；
（2）晶體硅為良好的半導(dǎo)體材料是目前應(yīng)用最多的太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化材料是硅；
故答案為：硅；
（3）玻璃中含有二氧化硅，二氧化硅能夠與氫氟酸反應(yīng)生成四氟化硅和水，化學(xué)方程式：SiO₂+4HF=SiF₄↑+2H₂O；
故答案為：SiO₂+4HF=SiF₄↑+2H₂O；
（4）SiO₂+2C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Si+2CO↑反應(yīng)中，Si元素的化合價降低，C元素的化合價升高，SiO₂為氧化劑，C是還原劑，由反應(yīng)可知，物質(zhì)的量比為1：2，質(zhì)量比為1×60：2×12=5：2，
SiO₂+3C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$SiC+2CO↑中，C元素的化合價由0升高為+2價，C元素的化合價由0降低為-4價，則C為氧化劑，也是還原劑，由電子守恒及原子守恒可知，1molC作氧化劑與2molC作還原劑轉(zhuǎn)移電子相等，則氧化劑和還原劑物質(zhì)的量之比為1：2，
故答案為：5：2，1：2；
（5）鋁與氫氧化鈉反應(yīng)生成四羥基合鋁酸鈉和氫氣，離子方程式：2Al+2OH^-+2H₂O=2[Al（OH）₄]^-+3H₂↑；氧化鋁與氫氧化鈉反應(yīng)生成四羥基合鋁酸鈉，離子方程式：Al₂O₃+2OH^-+3H2O=2[Al（OH）₄]^-；
故答案為：2Al+2OH^-+2H₂O=2[Al（OH）₄]^-+3H₂↑；Al₂O₃+2OH^-+3H2O=2[Al（OH）₄]^-；
（6）Na和水反應(yīng)生成NaOH和H₂，NaOH和Al反應(yīng)生成H₂和NaAlO₂，其方程式為Na+Al+2H₂O=NaAlO₂+2H₂↑，根據(jù)方程式知，0.1molNa完全反應(yīng)生成V（H₂）=2n（Na）．V_m=2×0.1mol×22.4L/mol=4.48L＞1.12L，
故選b．

點評 本題為綜合題，考查了硅及其化合物性質(zhì)及用途，離子方程式的書寫，有關(guān)方程式的計算，明確相關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．