Question

高中化学，硅专属

含A元素的一种单质是一种重要的半导体材料，含A元素的一种化合物C可用于制造高性能的现代通讯材料——光导纤维，C与烧碱反应生成含A的化合物D。
（1）在元素周期表中，求A位于的族和与A同族但相对原子质量比A小的元素B的原子结构示意图。
（2）易与C发生化学反应的酸是什么？该化学反应的重要应用是什么？
（3）将C与纯碱混合高温熔融时也发生化学反应生成D，同时还生成B的最高价氧化物E；将全部的E与全部的D在足量的水中混合后，又发生化学反应生成A的化合物F。
①写出生成D和F的化学方程式
②要将纯碱高温熔化，下列坩埚中不可选用的是（ ）
A.普通玻璃坩埚 B.石英玻璃坩埚 C.氧化铝坩埚 D.铁坩埚
（4）C与石灰石、C与纯碱发生相似的化学反应。100gC与石灰石的混合物充分反应后，生成的气体在标准状况下的体积为11.2L，求100g混合物中石灰石的质量分数。

Answer 1

A为硅，C为SiO2，D为Na2SiO3。A位于周期表中的第三周期IVA族。B为C，原子结构示意图：(+6) 2,4。与C反应的酸是氢氟酸——HF，重要用途可以腐蚀雕刻玻璃。E为CO2，Na2SiO3 + CO2 + H2O = Na2CO3 + H2SiO3↓，F为硅酸——H2SiO3（也可写为：Na2SiO3 + CO2 + 2H2O = Na2CO3 + H4SiO4↓，F为原硅酸——H4SiO4）。
①写出生成D和F的化学方程式：SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O，SiO2 + Na2CO3 = Na2SiO3 + CO2↑（高温），Na2SiO3 + CO2 + H2O = Na2CO3 + H2SiO3↓。
②要将纯碱高温熔化，下列坩埚中不可选用的是（ A、B ）
A.普通玻璃坩埚 B.石英玻璃坩埚 C.氧化铝坩埚 D.铁坩埚
C与石灰石：SiO2 + CaCO3 = CaSiO3 + CO2↑（高温），生成11.2L÷22.4L/mol = 0.5mol的CO2，可知参加反应的SiO2为0.5mol×60g/mol=30g，参加反应的CaCO3为0.5mol×100g/mol=50g，30g+50g=80g<100g，多余的20g为石灰石中的杂质，100g混合物中石灰石质量分数为：70g÷100g×100%=70%。

Answer 2

A元素是半导体材料高中阶段学习过的半导体只有Si，C可以制造光纤，光纤的主要成分就是石英即SiO2（二氧化硅），C与烧碱（NaOH）反应生成D因此D是Na2SiO3即硅酸钠。
(1)不解释，自己去查周期表，这问没有难度
(2)SiO2能与HF（氢氟酸）发生反应，这是书上的知识点要记住，这个反应可以在玻璃上腐蚀刻字
(3)SiO2与Na2CO3（纯碱即碳酸钠）反应生成的是Na2SiO3和E即CO2（二氧化碳），硅酸的酸性比碳酸还要弱，因此可以用碳酸来制取硅酸，E+D+水反应得到的F是H2SiO3（硅酸）
高温下纯碱可以与谁反应呢？普通玻璃可以当作硅酸盐来处理硅酸盐与碳酸盐显然不发生反应，石英玻璃的成分就是SiO2因此刚刚已经说了它们可以发生反应因此不能用石英玻璃坩埚将纯碱高温熔化，氧化铝虽然是一种两性氧化物但是在高温下氧化铝也无法与碳酸盐发生反应；铁就更别说了铁是无法和碳酸盐发生反应的
最后一问自己算吧，很简单的