Question

無機非金屬材料的主角--硅是地殼中含量居第二位的元素．信息技術依賴的計算機芯片主要是晶體硅，而光纖材料的主要成分是二氧化硅．
（1）在元素周期表中，硅和碳處于同一縱行，它們的最高價氧化物性質迥異．SiO₂的熔點高、硬度大，而干冰熔點低硬度小易升華，其原因是______．
（2）寫出SiO₂與NaOH反應的離子方程式：______．
（3）寫出SiO₂與Na₂CO₃高溫下反應的化學方程式：______．
（4）H₂CO₃的酸性強于H₂SiO₃的酸性．在Na₂SiO₃溶液中，通入CO₂或SO₂都可以得到H₂SiO₃
沉淀，同時生成Na₂CO₃或Na₂SO₃．CO2-3的空間構型是______，SO2-3的空間構型是______．
（5）硅酸鹽是一些結構復雜的固態物質，通常用氧化物的形式表示其組成．某硅酸鹽可表示為：Mg_a（Si₄O₁₀）（OH）_b（其中a、b為正整數）．
①a能不能等于2？______（填“能”、“不能”或“無法確定”）．
②a與b應滿足的關系是（寫表達式）______．
③a=3時，此硅酸鹽的表達式是（以氧化物的形式表示）______．

Answer 1

解：（1）SiO₂是原子晶體，干冰是分子晶體，而原子晶體的熔點高于分子晶體，故答案為：SiO₂是原子晶體，干冰是分子晶體；
（2）二氧化硅能與氫氧化鈉反應生成硅酸鈉和水，反應的化學方程式為：SiO₂+2NaOH═Na₂SiO₃+H₂0，離子方程式：SiO₂+2OH^-=SiO₃^2-+H₂O；故答案為：SiO₂+2OH^-=SiO₃^2-+H₂O；
（3）碳酸鈉與二氧化硅在高溫條件下反應生成硅酸鈉和二氧化碳：Na₂CO₃+SiO₂Na₂SiO₃+CO₂↑，故答案為：
Na₂CO₃+SiO₂Na₂SiO₃+CO₂↑；
（4）CO₃ ^2-中碳原子的雜化方式為SP²，離子的空間構型為平面三角形，SO₃^2-中硫原子的雜化方式SP²，離子的空間構型為三角錐形，故答案為：平面三角形、三角錐形；
（5）①硅酸鹽Mg _a（Si₄O₁₀）（OH）_b以氧化物的形式表示為aMgO?4SiO₂?b/2H₂O，根據O原子守恒得：
a+8+b/2=10+b，化簡后得2a=b+4，且a、b都大于0，當a=2時，b=0，a能不能等于2，故答案為：不能；
②硅酸鹽Mg _a（Si₄O₁₀）（OH）_b以氧化物的形式表示為aMgO?4SiO₂?b/2H₂O，共用O原子守恒得：
a+8+b/2=10+b，化簡后得2a=b+4，故答案為：2a=b+4；
（3）當a=3時，b=2，所以該硅酸鹽的化學式為3MgO?4SiO₂?H₂O，故答案為：3MgO?4SiO₂?H₂O．
分析：（1）根據原子晶體的熔點高于分子晶體；
（2）根據二氧化硅能與氫氧化鈉反應生成硅酸鈉和水；
（3）碳酸鈉與二氧化硅在高溫條件下反應生成硅酸鈉和二氧化碳；
（4）根據碳原子和硫原子的雜化方式來分析；
（5）①硅酸鹽的化學式可寫成氧化物的形式，根據原子守恒從而找出a與b應滿足的關系，根據a與b的取值范圍判斷
②硅酸鹽的化學式可寫成氧化物的形式，根據原子守恒從而找出a與b應滿足的關系
③根據a、b的關系計算b值，從而確定該化學式；
點評：本題考查了化學方程式的書寫、硅酸鹽中硅酸鹽與氧化物的相互書寫換算，在書寫時要注意原子守恒．