Question

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元素的化合物D。

(1)在元素周期表中，A位于        族，与A同族但相对原子质量比A小的元素B的原子结构示意图为        ，A与B在原子的电子层结构上的相同点是                        。

(2)易与C发生化学反应的酸是        ，反应的化学方程式是                          。

(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含A的化合物F。

①写出生成D和F的化学反应方程式：                                  。

②要将纯碱高温熔化，下列坩埚中可选用的是        。

A．普通玻璃坩埚       B．石英玻璃坩埚

C．氧化铝坩锅         D．铁坩锅

(4)100 g C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11.2 L,100 g混合物中石灰石的质量分数是                                         。

Answer

(1)ⅣA 最外层均有4个电子，最内层均有2个电子

(2)氢氟酸 SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O

(3)①SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑，

Na2SiO3＋CO2＋H2O=Na2CO3＋H2SiO3↓

②D (4)50%

【解析】(1)A元素单质可作半导体材料，含A元素的某化合物是制造光导纤维的原料，可知A为硅元素，C为SiO2，D为Na2SiO3。比硅相对原子质量小的同族元素B为碳。

(2)C为SiO2，能与SiO2反应的酸只有氢氟酸。

(3)SiO2与Na2CO3高温下反应生成Na2SiO3和CO2，含SiO2的材料(普通玻璃、石英玻璃)以及Al2O3等都能与Na2CO3在高温下反应，故不能用以上材质的坩埚熔融Na2CO3。

(4)若SiO2恰好完全反应或过量，与CaCO3反应的化学方程式只有一个，即CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑。若CaCO3过量，除发生上述反应外，还会发生反应：

CaCO3CaO＋CO2↑。总之，CaCO3的多少决定了CO2的产量，可通过以下关系列式求【解析】

CaCO3 ～ CO2

100 g 22.4 L

m(CaCO3) 11.2 L

m(CaCO3)＝50 g

混合物中CaCO3的质量分数：×100%＝50%。