Question

【题目】华为公司孟晚舟女士被加拿大应美国要求无端拘押后，引发国人愤怒。生产芯片的半导体材料有硅、锗、砷化镓等，应用比较广泛的是硅，华为在5G和芯片技术方面有自己新的突破。如图是工业上以石英砂（SiO2）为主要原料制取纯硅的方法，请回答以下问题:

（1）地壳中硅元素的含量仅次于_____元素（用符号表示）。

（2）写出反应①的化学方程式_____。焦炭在反应①中体现出来的化学性质是_____性，该反应中化合价升高的元素为_____（用符号表示）。

（3）反应②的基本反应类型是_____，HCl气体由_____构成（填“分子”“原子”或“离子”）。

（4）硅和锗的组成元素在周期表中的位置如图所示，则两种元素属于同一_____（“周期”或“族”），两种元素中属于金属元素的为_____（用符号表示）。

（5）硅原子结构示意图为，则y为_____，“14”表示_____。

（6）氮化镓（GaN）是第三代半导体材料，镓是一种奇妙的金属，放在手心马上熔化，犹如荷叶上的水珠流来流去。请阅读信息后回答：

①金属镓_____（填物理性质）。

②镓原子结构示意图中X的数值_____，镓的氧化物的化学式_____，请标出该氧化物中镓元素的化合价_____。

Answer 1

【答案】O 还原 C 置换反应 分子 族 Ge 4 硅原子核内有14个质子 熔点低 3 Ga2O3

【解析】

(1)地壳中含量最多的元素是O元素，其次是Si元素。

(2)反应①为石英砂（SiO2）与焦炭C的反应，反应的化学方程式为；反应中C元素的化合价升高，所以C在反应中体现出还原性；该反应中C的化合价升高，由0价变为+2价。

(3)反应②为SiCl4与H2反应生成Si单质和HCl，是一个置换反应；HCl气体由分子构成。

(4)硅和锗在同一列，是同一族的元素；两种元素中锗(Ge)属于金属元素。

(5)Si的结构示意图中，第一层有2个电子，第二层有8个电子，最外层有4个电子，则y=4；14表示Si原子的核电荷数为14，即Si原子核内有14个质子。

(6) ①手心的温度只有三十多度，金属镓放在手心马上熔化为液体，说明金属镓的熔点低。

②镓的核内质子数为31，所以核外电子数也为31，所以最外层电子数为31-2-8-18=3；

由最外层电子数可知镓的化合价为+3价，所以镓的氧化物的化学式为Ga2O3；

镓的化合价为+3价，表示为 。