Question

有三种透明、不溶于水的坚硬固体。A固体在氧气中完全燃烧只得到一种无色无味气体，此气体能使澄清石灰水变浑浊，标准状况下测得此气体的密度是氧气密度的1.375倍。B固体能溶于热的苛性钠溶液，再往该溶液中加入过量盐酸时，析出白色沉淀，此沉淀是一种比H₂CO₃还弱的酸，干燥后为不溶于水的白色粉末。B与石灰石、纯碱按一定比例混合加热后，能得到C，C在高温时软化，无固定熔点。根据以上事实，判断A、B、C各为何物，写出有关反应的化学方程式。

Answer 1

A为金刚石、B为石英、C为普通玻璃。有关的化学方程式如下：

C＋O₂ CO₂，CO₂＋Ca(OH)₂＝CaCO₃↓＋H₂O； SiO₂＋2NaOH＝Na₂SiO₃＋H₂O；

Na₂SiO₃＋2HCl＋H₂O＝H₄SiO₄↓＋2NaCl； H₄SiO₄＝H₂SiO₃＋H₂O；

CaCO₃＋SiO₂CaSiO₃＋CO₂↑； SiO₂＋Na₂CO₃Na₂SiO₃＋CO₂↑

解析:

A物质燃烧后产生气体的相对分子质量为：32×1.375＝44。结合它无色无味且使澄清石灰水变浑浊的性质，可推断此气体为CO₂，又因为A为透明不溶于水的坚硬固体，故可判断A为金刚石。方程式为： C＋O₂ CO₂。

B物质能与苛性钠反应，且所得溶液与盐酸反应生成一种比H₂CO₃还弱的酸，且这种酸是一种难溶于水的白色固体，故可判断B为石英。相关方程式为： SiO₂＋2NaOH＝Na₂SiO₃＋H₂O； Na₂SiO₃＋2HCl＋H₂O＝H₄SiO₄↓＋2NaCl； H₄SiO₄＝H₂SiO₃＋H₂O。

C物质由石灰石、纯碱、B物质（石英）混合加热而制得，结合高温时软化且无固定熔点，判断C物质为普通玻璃。相关方程式为：SiO₂＋CaCO₃CaSiO₃＋CO₂↑；SiO₂＋Na₂CO₃Na₂SiO₃＋CO₂↑。

本题考查有关SiO₂、Na₂SiO₃、H₂SiO₃以及玻璃等物质的性质以及推理判断能力。其突破口是C高温时软化，无固定熔点，这是玻璃的特性，由此推知B可能为SiO₂是解题的关键。