Question

【題目】華為公司孟晚舟女士被加拿大應美國要求無端拘押后，引發(fā)國人憤怒。生產芯片的半導體材料有硅、鍺、砷化鎵等，應用比較廣泛的是硅，華為在5G和芯片技術方面有自己新的突破。如圖是工業(yè)上以石英砂（SiO2）為主要原料制取純硅的方法，請回答以下問題:

（1）地殼中硅元素的含量僅次于_____元素（用符號表示）。

（2）寫出反應①的化學方程式_____。焦炭在反應①中體現(xiàn)出來的化學性質是_____性，該反應中化合價升高的元素為_____（用符號表示）。

（3）反應②的基本反應類型是_____，HCl氣體由_____構成（填“分子”“原子”或“離子”）。

（4）硅和鍺的組成元素在周期表中的位置如圖所示，則兩種元素屬于同一_____（“周期”或“族”），兩種元素中屬于金屬元素的為_____（用符號表示）。

（5）硅原子結構示意圖為，則y為_____，“14”表示_____。

（6）氮化鎵（GaN）是第三代半導體材料，鎵是一種奇妙的金屬，放在手心馬上熔化，猶如荷葉上的水珠流來流去。請閱讀信息后回答：

①金屬鎵_____（填物理性質）。

②鎵原子結構示意圖中X的數(shù)值_____，鎵的氧化物的化學式_____，請標出該氧化物中鎵元素的化合價_____。

Answer 1

【答案】O 還原 C 置換反應 分子 族 Ge 4 硅原子核內有14個質子 熔點低 3 Ga2O3

【解析】

(1)地殼中含量最多的元素是O元素，其次是Si元素。

(2)反應①為石英砂（SiO2）與焦炭C的反應，反應的化學方程式為；反應中C元素的化合價升高，所以C在反應中體現(xiàn)出還原性；該反應中C的化合價升高，由0價變?yōu)?/span>+2價。

(3)反應②為SiCl4與H2反應生成Si單質和HCl，是一個置換反應；HCl氣體由分子構成。

(4)硅和鍺在同一列，是同一族的元素；兩種元素中鍺(Ge)屬于金屬元素。

(5)Si的結構示意圖中，第一層有2個電子，第二層有8個電子，最外層有4個電子，則y=4；14表示Si原子的核電荷數(shù)為14，即Si原子核內有14個質子。

(6) ①手心的溫度只有三十多度，金屬鎵放在手心馬上熔化為液體，說明金屬鎵的熔點低。

②鎵的核內質子數(shù)為31，所以核外電子數(shù)也為31，所以最外層電子數(shù)為31-2-8-18=3；

由最外層電子數(shù)可知鎵的化合價為+3價，所以鎵的氧化物的化學式為Ga2O3；

鎵的化合價為+3價，表示為 。