Question

硅及其化合物是非金属材料的主力军．
（1）画出硅的原子结构示意图

 

；
（2）氮化硅是一种高温陶瓷材料，它的硬度大、熔点高、化学性质稳定，写出氮化硅的化学式

 

，推测氮化硅中含有

 

（填“共价键”或“离子键”）；
（3）汉代器物上的颜料“汉紫”至今尚没有发现其自然存在的记载．20世纪80年代科学家进行超导材料研究时，偶然发现其成分为紫色的硅酸铜钡（化学式：BaCuSi₂O_x，Cu为+2价），请将其改写为氧化物形式

 

；
（4）已知在一定条件下存在反应：SiO₂+3C

高温  .

SiC+2CO↑，此反应中氧化剂与还原剂的质量比是

 

．

Answer 1

考点：硅和二氧化硅

专题：碳族元素

分析：（1）硅是14号元素，依据电子排布式写出原子结构示意图；
（2）利用化合价来书写化学式；
（3）根据硅酸盐中氧化物的书写顺序来书写；
（4）SiO₂+3C

高温  .

SiC+2CO↑反应中，根据化合价可知，C既是氧化剂又是还原剂，质量之比等于物质的量之比，可有方程式判断氧化剂和还原剂之间的物质的量关系．

解答： 解：（1）硅是14号元素，依据电子排布式写出原子结构示意图为：； 
故答案为：；
（2）氮化硅晶体结构中，原子间都以共价键相连，且N原子与N原子，Si原子与Si原子不直接相连，同时每个原子都满足8电子结构，根据N和Si的原子结构及其元素周期律的知识，可推断氮元素非金属性比硅强，故N显负价（-3），Si显正价（+4），根据化合物中正负化合价的代数和为0的原则，得氮化硅的化学式为Si₃N₄，故答案为：Si₃N₄，共价键；
（3）硅酸盐用氧化物形式表示时，书写顺序为：活泼金属氧化物、不活泼金属氧化物、二氧化硅、水，所以硅酸铜钡用氧化物形式表示：BaO?CuO?2SiO₂，；
故答案为：BaO?CuO?2SiO₂；   
（4）SiO₂+3C

高温  .

SiC+2CO↑反应中，Si元素的化合价反应前后没有变化，当3molC参加反应时，有1molSiC生成，说明1molC起到氧化剂的作用，有2molCO生成，说明有2molC起到还原剂的作用，则氧化剂与还原剂的物质的量之比为1：2，则质量之比为1：2；
故答案为：1：2

点评：本题考查原子结构、物质结构的分析判断，氧化还原反应，题目难度不大，注意化合价的分析应用是解答该题的关键．