2020-2021高考化学专题复习硅及其化合物推断题的综合题.docx

2020-2021 高考化学专题复习硅及其化合物推断题的综合题一、硅及其化合物1A、 B、 C、 D、 E 五种物质之间的相互转换关系如图所示。已知：A 为单质，可用于制造计算机芯片， E 为无色有毒气体。回答下列问题：（ 1） B 在物质分类上属于 _( 填“酸性氧化物”或“碱性氧化物” ) 。（ 2）反应的化学方程式为 _。（ 3）反应的化学方程式为 _。（4）在 D 的溶液中通入过量CO2 气体的离子方程式为_。高温高温2 -【答案】酸性氧化物SiO2 2CSi 2COSiO2 CaOCaSiO3SiO3+2H2 O+2CO2=2HCO3 - +H2SiO3【解析】【分析】A 为单质，可用于制造计算机芯片，则A 为 Si，E 为无色有毒气体，结合转化关系可知，B为 SiO2， SiO2 与碳反应生成Si、 CO，所以 E 为 CO； SiO2 与 CaO反应生成C 为 CaSiO3； SiO2与 NaOH 反应生成 Na2SiO3 和水。据此解答。【详解】（1） B 为 SiO2，能与碱反应生成盐和水，属于酸性氧化物，故答案为：酸性氧化物；（2）反应是 SiO2与 C反应生成 Si、 CO，其化学反应方程式为：高温2SiO +2CSi+2CO，高温故答案为： SiO2 2CSi 2CO+；（3）反应是 SiO2与 CaO 反应生成3CaSiO ，其化学反应方程式为：高温高温SiO2CaOCaSiO3，故答案为：SiO2 CaOCaSiO3；+（4） D 为 Na2SiO3，其溶液中通入过量CO2，其化学反应方程式为：Na2SiO3+2H2O+2CO232332-+2H223-+H232NaHCOH SiO，其离子方程式为：SiOO 2CO2HCOSiO，故答案为：+=2-+2H223-+H233SiOO+2CO =2HCOSiO 。2 在下列物质的转化关系中，A 是一种固体单质，且常作半导体材料，E 是一种白色沉淀， F 是最轻的气体单质。据此填写：（1） B 的化学式是 _，目前在现代通迅方面B 已被用作 _主要原料。（2） B 和 a 溶液反应的离子方程式是_ 。（3） A 和 a 溶液反应的离子方程式是_ 。（4） C 和过量盐酸反应的离子方程式是_ 。【答案】 SiO2SiO2 H2O=SiO32- 2H2制光导纤维2OH =SiO3 2- H2OSi 2OHSiO32- 2H =H2 SiO3【解析】【分析】A 是一种固体单质，且常作半导体材料，则A 是 Si，所以 B 为 SiO2，由图中转化关系可知E 为 H2SiO3 ，a 为 NaOH， C 为 Na2SiO3， D 为 H2O，由于 F 是最轻的气体单质，则F 为 H2。【详解】A 是一种固体单质，且常作半导体材料，则A 是 Si，所以 B 为 SiO ，由图中转化关系可知2E 为 H SiO ，a 为 NaOH， C 为 Na SiO ， D 为 H O，由于 F 是最轻的气体单质，则F 为 H ，232322（1） B 的化学式是 SiO2，目前在现代通迅方面B 已被用作光导纤维主要原料；（2） B 和 a 溶液反应的离子方程式是SiO232- H22OH=SiOO；（3） A 和 a 溶液反应的离子方程式是Si2OH H232- 2H2O=SiO；（4） C 和过量盐酸反应的离子方程式是SiO32- 2H23。=H SiO3 已知 A 是一种不溶于水的固体非金属氧化物，根据图中的转化关系，回答：（ 1） A 是 _， B 是_，D 是 _。（ 2）写化学方程式： _ ；_ 。（3）写离子方程式： _ ；_； _。【答案】 SiO223232322322322Na SiOH SiONa CO SiONa SiO CO H SiOH O SiO2232-32- H23232- H232- 2H23CO H O SiOCOSiOSiO 2OH SiOOSiOHSiO【解析】【分析】由“ A 是一种不溶于水的固体非金属氧化物”可推知A 为 SiO2，再结合 SiO2 的相关性质：SiO2 跟 Na2 CO3 在高温下反应生成Na2SiO3 和 CO2，二者在水中会反应生成H2SiO3 沉淀，则D 为 H SiO ， H SiO 受热分解生成SiO 和 H O，说明 A 为 SiO 是正确的，为SiO 和23232222NaOH 的反应，可知B 为 Na2SiO3，则 C 为 CO2， Na2SiO3可与酸反应生成硅酸，据此答题。【详解】由以上分析可知A 为 SiO223223， B 为Na SiO ， C 为 CO ， D 为 H SiO 。（ 1）由以上分析可知 A 为 SiO2 ， B 为 Na2SiO3， D 为 H2SiO3，故答案为： SiO2；Na2SiO3；H2SiO3。（2） SiO2 和碳酸钠在高温下反应生成硅酸钠和二氧化碳，反应的方程式为SiO +Na CONa SiO +CO ，故答案为： SiO +Na CONa SiO +CO 。223232223232H2SiO受热分解生成SiO和 H O，反应方程式为：H SiOH OSiO ，故答案为：3222322H2SiO3H2O SiO2。（3）硅酸酸性比碳酸弱，硅酸钠和二氧化碳、水反应可生成硅酸，反应的方程式为232223232232-32- H23，Na SiO +CO +H O H SiO+Na CO ，离子方程式为： CO H O SiO =COSiO故答案为： CO2232-32- H23。 H O SiO=COSiO二氧化硅和氢氧化钠反应生成硅酸钠和水，反应的化学方程式为SiO2+2NaOH Na2SiO3+H2O，离子方程式为SiO2+2OH- SiO32-+H2 O，故答案为： SiO2+2OH- SiO32-+H2O。 Na2SiO3 可与盐酸反应生成硅酸，方程式为 Na2SiO3+2HCl 2NaCl+H2SiO3，离子方程式为： SiO3 2- 2H=H2SiO3 ，故答案为： SiO32- 2H=H2SiO3。【点睛】解框图题的方法：最关键的是寻找“突破口”，“突破口”就是抓“特”字，例如特殊颜色、特殊状态、特殊气味、特殊反应、特殊现象、特殊制法、特殊用途等，本题的突破口为：“ A 是一种不溶于水的固体非金属氧化物”。4A， B， C， D， E 代表单质或化合物，它们之间的相互转换关系如图所示。A 为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质，其晶体结构与金刚石相似。请回答：（1）形成单质A 的原子的结构示意图为_。（ 2） E 的化学式为 _。（3） B 与氢氧化钠反应生成D 和 H2O 的化学方程式是 _。（4）在 D 的溶液中通入过量CO2 气体的离子方程式 _。（5）下列说法正确的是 _A 水泥、玻璃、石英玻璃等都是传统硅酸盐材料。B 高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维。C 化学分析中常用到的分子筛是硅酸盐材料。D 熔融烧碱不能选用陶瓷坩埚。【答案】CaSiO2-3SiO2+2NaOH=NaSiO3 +H2 O SiO322233-C,D+2CO +2H O=H SiO +2HCO【解析】【分析】“ A为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质”则 A 为 Si；由 “ B+碳 A+E”可知 B 为SiO2， E 为 CO；由 “ B+NaOH D+H2O”可得 D 为 Na2SiO3；由 “ B+CaO C”可得 C 为 CaSiO3；据此结合设问进行分析作答。【详解】（1）由分析可知， A 为 Si，其原子核内有14 个质子，核外有三个电子层，共14 个电子，其原子结构示意图为：；（2）由分析可知， E 的化学式为： CaSiO3 ；（3） B 为 SiO2， 与NaOH 溶液反应生成23Na SiO 和水，该反应的化学方程式为：SiO +2NaOH=Na SiO +H O；2232（4）往D（ Na2 322323SiO ）溶液中通过过量CO后，由于 H CO的酸性比 H SiO强，故反应生成H SiO ；由于 CO 过量，则反应生成HCO-， 故该反应的离子方程式为：SiO2-23233+2CO2+2H2O=H2SiO3 +2HCO3-；（5） A、石英玻璃的主要成分是SiO2 ， 不是硅酸盐材料，A 不符合题意；B、光导纤维的主要成分是二氧化硅，不是硅单质，B 不符合题意；C、分子筛的主要成分是硅酸盐，C 符合题意；D、陶瓷可以被烧碱腐蚀，故熔融烧碱不能用陶瓷坩埚，D 符合题意；故答案为： CD。5 图中 X、 Y、 Z 为单质，其他为化学物，它们之间存在如下转化关系(部分产物已略去)。其中， A 俗称磁性氧化铁；E 是不溶于水的酸性氧化物，能与氢氟酸反应。回答下列问题：(1)元素X 在元素周期表中的位置为第_周期 _族。(2)一定条件下， Z 能与 H2 反应生成ZH4，写出 Z 与 NaOH 反应的化学方程式_(3)写出由 Y 与 NO、 H2O 生成 D 反应的化学方程式：_ 。(4)X 在高温下能与水蒸气反应，请写出该反应的化学方程式：_(5)向含 4mol D 的稀溶液中，逐渐加入X 粉末至过量。假设生成的气体只有一种，请在坐标系中画出 n(X2+)随 n(X)变化的示意图，并标出n(X2+)的最大值。_【答案】四 Si+2NaOH+H3Fe +2O=Na2 SiO3+2H2 4NO+3O2+2H2O=4HNO34H2OFe3O4 + 4H2【解析】【分析】A 俗称磁性氧化铁，则A 为 Fe3 O4； E 是不溶于水的酸性氧化物，能与氢氟酸反应，则E 是SiO2，根据转化关系，可知X 为铁、 Y 为 O2、 Z 为 Si、 D 为 HNO3、 M 为 Na2SiO3、G 为Fe(NO3)3， R 为 H2SiO3 。【详解】A 俗称磁性氧化铁，则A 为 Fe3 O4； E 是不溶于水的酸性氧化物，能与氢氟酸反应，则E 是22323、G 为SiO ，根据转化关系，可知X 为铁、 Y 为 O、 Z 为 Si、 D 为 HNO 、 M 为 Na SiO3 323Fe(NO ) ， R 为 HSiO ；(1)元素 X 为 Fe，核电荷数为26，其在元素周期表中的位置为第四周期族；(2)Z 为 Si，能溶于NaOH 溶液生成硅酸钠、氢气和水，发生反应的化学方程式为Si+2NaOH+HO=Na2 SiO3+2H2；(3)Y 为 O2， NO 与 O2 按一定比例通入水中生成HNO3，发生反应的化学方程式4NO+3O2+2H2O=4HNO3；(4)Fe 在高温下能与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，发生反应的化学方程式为3Fe +4H2OFe3O4 + 4H2；(5)铁和稀硝酸反应，开始铁全部被硝酸氧化为硝酸铁，故开始阶段Fe2+的量为 0，随着铁的加入，多余的铁又和Fe3+反应而生成Fe2+，故 Fe2+的量逐渐会增大直至到最大值，以后不变，反应过程中生成的气体为NO，令 Fe2+的最大物质的量为xmol，根据电子转移守恒可知， NO 的物质的量 = xmol2 ，根据 N 元素守恒可知：xmol2+2x mol=4 mol ，解得33x=1.5，根据电子转移守恒可知，由Fe+2Fe3+=3Fe2+，可知开始产生NO 时 Fe 的物质的量等于 Fe3+的物质的量，即为 1.5mol 2 =1mol ，故 n(Fe2+)随 n(Fe)变化的示意图为：3。6 奥运五环 “象征五大洲的团结，全世界的运动员以公正、坦率的比赛和友好的精神，在奥运会上相见 ”。下图所示五元环代表 A、 B、C、 D、 E 五种化合物，圆圈交叉部分指两种化合物含有一种相同元素；五种化合物由四种短周期元素形成，每种化合物仅含有两种元素。 A 是工业制取硝酸的主要原料之一；B、 E 分子中所含电子数都为18， B 不稳定，具有较强的氧化性，E 是由六个原子构成的分子，可作火箭燃料；C 是工业制光导纤维的主要原料； D 中所含的两种元素的原子个数之比为3 4。根据以上信息回答下列问题：(1)A 用于工业制取硝酸所发生反应的化学方程式_。(2)D 的化学式是 _，E 分子中含有 _键和 _键。(3)B 的水溶液呈弱酸性，其电离方程式可表示为_， B 在实验室中可以用于制取某种常见气体，其反应的化学方程式为_ 。(4)B 与 E 反应可生成单质G 和一种常见的液体H，其反应的化学方程式为_。(5)用化学方程式表示C 的另一种用途 _ 。【答案】 4NH3+5O24NO+6H2OSi3N4极性非极性H2O2HO2-+H+2H2O22H2O+O22H2O2+N2H4=N2 +4H2OSiO2+2CSi+2CO【解析】【分析】A 是工业制取硝酸的主要原料之一，则A 是 NH3； B、 E 分子中所含电子数都为18， B 不稳定，具有较强的氧化性，则B 是 H2O2； E 是由六个原子构成的分子，可作火箭燃料，则E为 N2H4； C 是工业制光导纤维的主要原料，C 是 SiO2； D 中所含的两种元素的原子个数之比为 3 4，则根据元素的组成及圆圈交叉部分指两种化合物含有一种相同元素，结合D 中元素原子个数关系，可推知D 是 Si3N4，然后对问题分析、解答。【详解】根据上述分析可知 A 是是 NH32 223 424，B 是 H O， C 是 SiO ， D 是 Si N ， E 为 NH 。(1)在工业上用氨的催化氧化法制取硝酸，反应的化学方程式为：4NH3+5O24NO+6H2O；(2) D 的化学式是 Si3N4， E 是 N2 H4，在该物质的分子中含有N-H 极性共价键和N-N 非极性共价键，但该物质分子空间排列不对称，因此物质分子属于极性分子；(3)B 是 H2O2，该物质分子能够在水中微弱电离，存在电离平衡，主要是第一步的电离，电离方程式为： H2O2HO2-+H+；在实验室中通常是用H2O2 为原料，加入少量MnO2 作催化剂制取 O2，反应的化学方程式为： 2H2 O22H2O+O2；(4) H2O2 与 N2 H4 会发生反应，产生 N2、 H2O，根据电子守恒、原子守恒，可得该反应的化学方程式为： 2H 2O2+N 2H4 =N2 +4H2 O；(5) C是SiO2Si 单质，反应的化学方程式为：，可以与焦炭在高温下发生反应，制取SiO2+2CSi+2CO。由于光线在 SiO2 中会全反射，因此也可用作制光导纤维的原料。7 请回答：已知：甲 +X乙 +Y（1）若甲、乙、X 均是化合物，Y 是单质，则Y 可能是 _。（填化学式，下同）（2）若酸性XY，且甲过量， Y 是白色浑浊，则Y 是 _，乙是 _。（3）若甲、乙是金属单质，X 为固体，则反应的化学方程式是_。（4）甲、乙是同主族非金属元素组成的单质，乙通常状况下是深红棕色液体。X、Y 是化合物。 X 溶液呈淡绿色，Y 的溶液能使KSCN溶液变红。将 Y 的饱和溶液滴入沸水中，继续加热可得红褐色液体丙，证明丙的操作、现象及结论是 _ 。单质甲、乙和Y 溶液中的阳离子氧化性由强到弱的顺序为：_。（用化学式表示）当 X 与甲 1:1充分反应的离子方程式：_ 。【答案】 O22等）23高温Al 2O3 +2Fe 一束光照射 M（ S、 NH SiO NaCl2Al+Fe2O3液体，在 M 中与光束垂直方向能看到一条光亮通路，证明M 是胶体 Cl2 Br2 Fe3+2+-23+2-2Fe +2Br +2Cl =2Fe+Br +4Cl【解析】【分析】本题主要考察常见化学物质的化学性质。【详解】（1）根据题意得：化合物+化合物 =化合物 +单质，则已学反应有：2Na2 O2+2H2O=4NaOH+O2， 2Na2O2+2CO2=2Na2 CO3+O2， H2S+SO2=H2O+S，催化剂4NH 3 +6NO6H 2O+5N2 等，则 Y 可能是 O2、 S、 N2；（2）酸性 X Y，则该反应是强酸制弱酸的反应，弱酸中只有H2 3是白色沉淀，所以 YSiO是 H2SiO3， X 可以是 HCl，甲可以是 Na2SiO3，则乙是 NaCl；（3）该化学方程式可以表示为：金属+固体化合物 =金属 +化合物，则已学反应中有：2Al+Fe2 O3高温Al 2 O3 +2Fe；（4）单质乙通常状况下是深红棕色液体，则乙为Br2； X 溶液呈浅绿色，则X 溶液含Fe2+； Y 溶液能使 KSCN溶液变红，则Y 溶液含有 Fe3+；将含 Fe3+的饱和溶液中滴入沸水中，继续加热可得液体丙Fe(OH)3 胶体，胶体具有丁达尔小莹，可用一束光照射丙液体，在该液体中与光束垂直方向能看到一条光亮通路，证明丙是胶体；由于甲 +X乙 +Y，乙为 Br2 ，甲含有 Fe2+，乙含有 Fe3+，则甲为 FeBr22，X 为 Cl ，Y 为3223+；FeCl ，则氧化性强弱为 Cl Br FeX 与甲 1:1充分反应的离子方程式：2Fe2+-23+2-+2Br +2Cl =2Fe+Br +4Cl8 6 分 物质 AJ 均由短周期元素组成，并有如下图转化关系， A 是常见液体， D、F 为组成元素相同的无色气体， B、 E、 G、 H是单质，且 E 是常见光太阳电池中的半导体材料，G、 H 呈气态，且 H呈黄绿色。请回答下列问题：（1） A 的电子式为。（2） I 的化学式为。（3） B 与 C 反应的化学方程式为。（4） H 与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为。【答案】（ 1）（ 2）SiCl 4（ 3） 2C+SiO2高温 Si+2COCl（4） Cl 2+2OH+ClO +H2O【解析】试题分析： E 是常见光太阳电池中的半导体材料，应为硅，H 呈黄绿色，为氯气，B、C 是碳与二氧化硅， A 为水， D 为 CO,F 为 CO ， G为氢气， I 为四氯化硅， J 为氯化氢，（ 1） A2的电子式为；（ 2）I 的化学式为SiCl 4；（ 3） B 与 C 反应的化学方程式为高温Si+2CO；（ 4） H 与氢氧化钠溶液反应的离子方程式2C+SiO2Cl+2OHCl+ClO +HO22考点：考查无机元素推断，考查硅及其化合物的知识。9 云母是一种重要的硅酸盐，它具有韧度、弹性、透明度、高介电强度、化学惰性和热稳定性。白云母可看作叶腊石中1/4的 Si 被 Al 所取代，再由 K 平衡其电荷后形成的。而叶取代，再由腊石可以看作 SiO2 中有 1/3 的 Si 被 AlK 平衡其电荷形成的。(1)白云母写成氧化物形式的化学式为_。(2)研究表明，在硅酸盐中，Al 很容易取代 Si，取代后不会引起原硅酸盐结构大的变化。从立体几何的知识看，Al与 Si最直接的关系是_ 。(3)黑云母的化学式为KMg3AlSi3O10(OH)2 ，在水与二氧化碳的同时作用下，风化为高岭土 AI2Si2O5(OH)4 。写出离子反应方程式_。上述反应为什么能够发生_风化后 Al 为什么不能以Al3形式被地下水溶解 _【答案】 K2O3Al2 322与 Si 的半径相近，插入后不会引起结构改变O 6SiO2H OAl 6Mg2 14HCO 4H碳酸2KMg3AlSi3O10(OH)2 14H2CO3 H2O=2K34SiO4 Al2Si2O5(OH)4较硅酸酸性强，强酸可取代弱酸中性条件下Al3完全水解，主要以沉淀形式存在【解析】【分析】【详解】(1)由复杂硅酸盐改写成氧化物形式的一般原则是先写一系列金属氧化物，并按金属活动性顺序排列，较活泼的金属氧化物写在前面，再写SiO2，含有氢元素的H2O 最后写，氧化物之间加黑点隔开，各氧化物的系数均为整数，并写在相应氧化物前面，写成氧化物后，原化学式中的各元素、原子的个数比应保持不变，因此白云母写成氧化物形式的化学式为K2O3Al2O36SiO22H2O，故答案为：K2O3Al2O3 6SiO22H2O；(2)从立体几何的知识来看，由于Al与 Si 的半径相近，在硅酸盐中，Al 插入后很容易取代 Si ，不会引起原硅酸盐结构大的变化，故答案为：Al 与 Si 的半径相近，插入后不会引起结构改变；(3)由题干信息可知，黑云母在水与二氧化碳的同时作用下，风化为高岭土 AI2Si2O5(OH)4 ，反应的离子方程式为 2KMg3 AlSi3O10(OH)2 14H2CO3 H2O=2K 6Mg 214HCO3 4H4SiO4 Al2 Si2O5(OH)4 ，故答案为： 2KMg3 AlSi3O10(OH)2 14H2CO3H2O=2K6Mg2 14HCO 4H34SiO4 Al2Si2O5(OH)4；上述反应中碳酸与黑云母反应生成了硅酸，因为碳酸的酸性比硅酸强，可以强酸制弱酸，所以上述反应可以发生，故答案为：碳酸较硅酸酸性强，强酸可取代弱酸；由于中性条件下3完全水解，主要以Al(OH) 3 的沉淀形式存在，因此风化后Al 为什么Al不能以 Al3 形式被地下水溶解，故答案为：中性条件下Al3 完全水解，主要以沉淀形式存在。10 现有下列物质：NaHCO3 Al(OH)3 SiO2 SO2，请同学们按要求用序号填空：（ 1）用来制备发酵粉和中和胃酸的是_；（ 2）能使酸性 KMnO4 溶液褪色的是 _；（ 3）实验室用来制耐火坩埚的是 _；（ 4）既能与氢氧化钠反应，又能与稀盐酸反应的是 _ 。【答案】 【解析】【分析】根据已有的知识进行分析，碳酸氢钠俗称小苏打，因水解溶液显弱碱性，能和酸反应；Al(OH)3 既能和酸，也能和碱反应；SiO2 高熔点，耐高温；SO2 有还原性，有漂白性，据此解答。【详解】(1)碳酸氢钠俗称小苏打，不稳定且水溶液显弱碱性，能和盐酸反应，常用来制备发酵粉和中和胃酸；(2)SO2 有还原性，能使酸性KMnO4 溶液褪色；(3)SiO2 高熔点，耐高温，实验室用来制耐火坩埚；(4)Al(OH)3 既能与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠，又能与稀盐酸反应生成AlCl3。