Question

形式多樣的硅酸鹽是無(wú)機(jī)礦物的重要基石．SiO₄^4-是一種四面體形的離子（屬硅酸根），其結(jié)構(gòu)可用圖a表示，硅原子位居該四面體中心（圖中不可見），四個(gè)氧原子各占一個(gè)頂點(diǎn)．圖b和圖c則是復(fù)合硅酸根離子中的兩個(gè)實(shí)例，均為無(wú)支鏈的單環(huán)狀，分別由數(shù)個(gè)硅氧四面體（a）通過(guò)共用氧原子的形式構(gòu)成．
（1）求b的化學(xué)式．

 

（2）若一個(gè)單環(huán)狀離子中Si原子數(shù)為n（n≥3），則其化學(xué)式為

 

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（3）綠柱石是鈹、鋁的此類硅酸復(fù)鹽，其化學(xué)式中含6個(gè)硅原子，該復(fù)鹽的化學(xué)式是

 

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Answer 1

分析：（1）根據(jù)每個(gè)四面體中心含有1個(gè)Si原子及圖b中四面體數(shù)目判斷硅原子、氧原子數(shù)目，再根據(jù)氧元素和硅元素的化合價(jià)進(jìn)行判斷；
（2）根據(jù)b、c的化學(xué)式找出規(guī)律，然后推斷硅原子數(shù)目為n時(shí)含有的氧原子、硅原子數(shù)目及所帶電荷數(shù)，從而確定其化學(xué)式；
（3）含有6個(gè)硅原子的化學(xué)式為Si₆O₁₈^12-，帶有12個(gè)單位的負(fù)電荷，然后根據(jù)鈹?shù)幕�合價(jià)為+2、鋁的化合價(jià)為+3計(jì)算出綠柱石化學(xué)式．

解答：解：（1）b含有氧原子個(gè)數(shù)為9，含有3個(gè)四面體結(jié)構(gòu)，則含有硅原子個(gè)數(shù)為3，根據(jù)化合物中Si的化合價(jià)為+4、O氧元素化合價(jià)為-2可知，b的化學(xué)式為：Si₃O₉^6-，
故答案為：Si₃O₉^6-；
（2）c中含有6個(gè)四面體結(jié)構(gòu)，所以含有6個(gè)Si原子，含有的氧原子數(shù)為18，含有氧原子數(shù)比6個(gè)硅酸根離子少6個(gè)O，帶有的電荷為：6×（-2）=-12；根據(jù)圖示可知：若一個(gè)單環(huán)狀離子中Si原子數(shù)為n（n≥3），則含有n個(gè)四面體結(jié)構(gòu)，含有的氧原子比n個(gè)硅酸根離子恰好少n個(gè)O原子，即：含有n個(gè)Si，則含有3n個(gè)O，帶有的負(fù)電荷為：n×（-2）=-2n，其化學(xué)式為：Si_nO_3n^2n-，
故答案為：Si_nO_3n^2n-； 
（3）根據(jù)Si_nO_3n^2n-可知，含有6個(gè)硅原子，該硅酸鹽所帶的負(fù)電荷為：-12，設(shè)鈹?shù)膫�(gè)數(shù)為x，鋁的個(gè)數(shù)為y，則2x+3y=12，討論可得x=3、y=2，其化學(xué)式為：Be₃Al₂Si₆O₁₈，
故答案為：Be₃Al₂Si₆O₁₈（或3BeO?Al₂O₃?6SiO₂）．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了復(fù)雜化學(xué)式的計(jì)算，題目難度較大，注意掌握確定復(fù)雜化學(xué)式的方法，能夠根據(jù)題中信息找出規(guī)律是解答本題關(guān)鍵．