Question

含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)在元素周期表中，A位于       族，與A同族但相對原子質量比A小的元素B的原子結構示意圖為       ，A與B在原子的電子層結構上的相同點是                       。
(2)易與C發生化學反應的酸是       ，反應的化學方程式是                         。
(3)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寫出生成D和F的化學反應方程式：                                 。
②要將純堿高溫熔化，下列坩堝中可選用的是       。
A．普通玻璃坩堝      B．石英玻璃坩堝
C．氧化鋁坩鍋        D．鐵坩鍋
(4)100 g C與石灰石的混合物充分反應后，生成的氣體在標準狀況下的體積為11.2 L,100 g混合物中石灰石的質量分數是                                        。

Answer 1

(1)ⅣA     最外層均有4個電子，最內層均有2個電子
(2)氫氟酸　SiO₂＋4HF=SiF₄↑＋2H₂O
(3)①SiO₂＋Na₂CO₃Na₂SiO₃＋CO₂↑，
Na₂SiO₃＋CO₂＋H₂O=Na₂CO₃＋H₂SiO₃↓
②D　(4)50%

(1)A元素單質可作半導體材料，含A元素的某化合物是制造光導纖維的原料，可知A為硅元素，C為SiO₂，D為Na₂SiO₃。比硅相對原子質量小的同族元素B為碳。
(2)C為SiO₂，能與SiO₂反應的酸只有氫氟酸。
(3)SiO₂與Na₂CO₃高溫下反應生成Na₂SiO₃和CO₂，含SiO₂的材料(普通玻璃、石英玻璃)以及Al₂O₃等都能與Na₂CO₃在高溫下反應，故不能用以上材質的坩堝熔融Na₂CO₃。
(4)若SiO₂恰好完全反應或過量，與CaCO₃反應的化學方程式只有一個，即CaCO₃＋SiO₂CaSiO₃＋CO₂↑。若CaCO₃過量，除發生上述反應外，還會發生反應：
CaCO₃CaO＋CO₂↑。總之，CaCO₃的多少決定了CO₂的產量，可通過以下關系列式求解：
CaCO₃　～　CO₂
100 g  22.4 L
m(CaCO₃)  11.2 L
m(CaCO₃)＝50 g
混合物中CaCO₃的質量分數：×100%＝50%。