Question

【題目】二氧化硅納米纖維問世將改變世界復(fù)合材料的格局。石英和水晶的主要成分為二氧化硅，而二氧化硅是玻璃工業(yè)和陶瓷工業(yè)的原料，冶金工業(yè)的助熔劑。則回答問題：

(1)二氧化硅的結(jié)構(gòu)與金剛石相似，都是由___(填“分子”、“原子”或“離子”)構(gòu)成的，二氧化硅中硅元素的化合價(jià)為_____。

(2)化學(xué)家創(chuàng)造出對CO2有較強(qiáng)吸收能力的糖粉狀物質(zhì)“干水”，干水用于應(yīng)對全球氣候變暖的環(huán)境問題。干水的每個(gè)顆粒內(nèi)部是一顆小水滴，含水95%，外層是二氧化硅。下列對干水的認(rèn)識中正確的是_____(填序號)

①干水是混合物；②干水吸收的CO2過程中只發(fā)生物理變化；③每個(gè)顆粒的干水中只含有一個(gè)水分子；④干水中的水分子不再遠(yuǎn)動；⑤干水與干冰的成分不同、狀態(tài)相同；⑥水與二氧化硅發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成干水；

(3)盛裝有氫氧化鈉溶液的試劑瓶不能長久使用玻璃塞，原因是氫氧化鈉在常溫下與玻璃塞中的SiO2緩慢地發(fā)生反應(yīng)生成硅酸鈉(化學(xué)式為Na2SiO3 )和水，而硅酸鈉使瓶口與瓶塞粘合在一起，則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____。

(4)單晶硅是一種重要的半導(dǎo)體材料，廣泛應(yīng)用于電子工業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域。常用碳在高溫下還原二氧化硅制得粗硅，相關(guān)化學(xué)方程式為SiO2+2CSi+2CO↑，現(xiàn)提供的石英樣品中含有30.0Kg二氧化硅，則理論上可制得99.9%的高純度硅_____千克(計(jì)算結(jié)果精確到0.01)。

Answer 1

【答案】原子 +4價(jià) ①和⑤ 2NaOH+SiO2=Na2SiO3+H2O 14.01

【解析】

(1)二氧化硅的結(jié)構(gòu)與金剛石都是由原子構(gòu)成的；氧元素顯-2價(jià)，設(shè)硅元素的化合價(jià)是x，根據(jù)在化合物中正負(fù)化合價(jià)代數(shù)和為零，可得：x+（-2）×2=0，則x=+4價(jià)；

(2)①根據(jù)題意，“干水”的每個(gè)顆粒內(nèi)部是一顆水滴，外層是二氧化硅，故干水是水和二氧化硅組成的混合物，故選項(xiàng)說法正確；

②干水吸收的CO2過程中，二氧化碳和水反應(yīng)能生成碳酸，屬于化學(xué)變化，故選項(xiàng)說法錯誤；

③水是由水分子構(gòu)成的，一滴水中含有1.67×1021個(gè)水分子，故每個(gè)顆粒的“干水”中含有大量的水分子，故選項(xiàng)說法錯誤；

④干水中的分子是不斷運(yùn)動的，故選項(xiàng)說法錯誤；

⑤干水和干冰不是同一種物質(zhì)，干冰是固體的二氧化碳，干水是水和二氧化硅的混合物，但狀態(tài)相同，故選項(xiàng)正確；

⑥根據(jù)題意，“干水”的每個(gè)顆粒內(nèi)部是一顆水滴，外層是二氧化硅，水與二氧化硅沒有發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，故選項(xiàng)說法錯誤；

(3)氫氧化鈉在常溫下與玻璃塞中的SiO2緩慢地發(fā)生反應(yīng)生成硅酸鈉(化學(xué)式為Na2SiO3 )和水，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2NaOH+SiO2=Na2SiO3+H2O；

(4)設(shè)理論上可制得99.9%的高純度硅的質(zhì)量為x，

x≈14.01kg。