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备战高考化学硅及其化合物推断题综合题汇编含答案一、硅及其化合物1 绿矾 (FeSO?7H O)可用做净水剂、除草剂等。某研究小组测定了硫酸矿焙烧后的烧渣中42主要成分 (Fe2 O3、 Al2O3 和 SiO2，不考虑其它杂质)的含量并制备了绿矾，流程如下：请回答下列问题：(1)溶液 A 中含有的阴离子主要有AlO2-、 SiO32- 和 _。(2)试剂 C 是 _。(3)中反应的离子方程式是_、 _。(4)烧渣中 Fe2O3、 Al2O3 和 SiO2 的物质的量之比是_ 。【答案】 OH-稀硫酸3+2+2+2Fe+2Fe =3FeFe+2H =Fe +H 5： 5：1【解析】【分析】烧渣主要成分为Fe2 32 322 32O、 Al O 和SiO，与过量 NaOH 溶液混合， Al O和 SiO反应产生NaAlO 、 Na SiO 进入溶液 A 中， Fe O 不能反应进入滤渣，然后过滤得到的固体B 为 Fe O3223232为 8.0g，溶液 A 中含有 Na+、 AlO2-、 SiO32-和 OH-，加入过量盐酸， AlO2- 转化为 Al3+， SiO32-反应形成 H2SiO3 沉淀，发生反应的离子反应方程式为OH-+H+=H2O、 AlO2-+4H+=Al3+2H2O、SiO32-+2H+=H2 SiO3，然后过滤得到的固体F 为 H2SiO3 沉淀，灼烧 H2SiO3 脱水分解得 SiO2 为0.6g；固体 B 为 Fe2O3，向其中加过量试剂C 溶解，因为要制备 FeSO4?7H2O，所以试剂 C为稀硫酸，发生反应 Fe2O3+6H+=2Fe3+3H2O，所得溶液 D 为硫酸铁和过量稀硫酸的混合溶液，再加试剂 E 将三价铁还原成二价铁，则试剂E 为 Fe 单质，最后将硫酸亚铁溶液进行蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到绿矾，据此分析。【详解】(1)通过以上分析知，溶液A 中含有的阴离子主要有AlO2-、 SiO32- 和 OH-；(2)固体 B 为 Fe O ，向其中加入 H SO反应产生 Fe (SO )，再向该溶液中加入Fe 粉，还原232424 3得到 FeSO4 溶液，因此试剂C 是稀硫酸；(3)是 Fe 单质与 Fe (SO )反应产生 FeSO 溶液，及与过量的 H SO 反应产生 FeSO 和 H ，24 342442其中反应的离子方程式是3+2+2+Fe+2Fe =3Fe 、Fe+2H=Fe +H2；(4)通过以上分析知Fe O为 8.0g，固体 G 是 SiO ，由于在反应过程中Si 元素没有损失，232所以根据 Si 元素守恒，可知原混合物中含有SiO2为0.6g，则原混合物中23Al O 质量为m(Al O )=13.7g-8.0g-0.6g=5.1g，则烧渣中 Fe O 、 AlO 和 SiO 的物质的量之比n(Fe O )：232323223n(Al2 O3)： n(SiO2)= 8.0 ： 5.1 ： 0.6 =0.05： 0.05： 0.01=5： 5： 1。16010260【点睛】本题考查物质制备，明确流程图中发生的反应及物质分离提纯方法是解答本题关键，掌握元素的 Al、Fe、 Si 元素的单质及化合物的性质是解题的基础，侧重考查学生分析推断及综合应用能力。2 下图中的每一方格表示相关的一种反应物或生成物。其中B 是一种单质，其余物质也都是含有 B 元素的化合物。 C 是一种钠盐， E 是 C 对应的酸， B 的结构类似金刚石， D 为氧化物。请回答下列问题：(1)A 、 D、E 的化学式分别为_、 _、 _。(2)A 和 B 的互相转化在工业上有什么实际意义？_ 。(3) 写出 DC反应的化学方程式： _ 。(4) 写出 ED反应的化学方程式： _ 。【答案】 SiClSiOHSiO粗硅提纯SiO SiO H OH SiOSiO H O422322NaOH=Na322322【解析】【分析】B 是一种单质 , 其余物质都是含有 B 元素的化合物 ,B 的结构类似金刚石 ，则 B 属于原子晶体 , 结合转化关系可以知道 B 为 Si 元素 ，而 D 为 B 的氧化物 , 则 D 是 SiO2， A 为 SiCl 4， C 是一种钠盐 , 则 C 是 Na2SiO3，E 是 C 对应的酸 ，则 E 是 H2SiO3，结合对应物质的性质以及题目要求解答该题 。【详解】B 是一种单质 , 其余物质都是含有 B 元素的化合物 ,B 的结构类似金刚石 ，则 B 属于原子晶体 , 结合转化关系可以知道 B 为 Si 元素 ，而 D 为 B 的氧化物 , 则 D 是 SiO2， A 为 SiCl 4， C 是一种钠盐 , 则 C 是 Na2SiO3，E 是 C 对应的酸 ，则 E 是 H2SiO3，(1) 由以上分析可以知道 A 为 SiCl 4,D 为 SiO2,E 为 H2SiO3；因此，本题正确答案是 : SiCl 4 ， SiO2，H2SiO3。(2)四氯化硅与氢气反应生成硅和氯化氢，硅与氯气反应生成四氯化硅，因此 A 和 B 的互变实际意义是粗硅提纯；因此，本题正确答案是：粗硅提纯 ；(3) 二氧化硅和 NaOH 溶液反应生成硅酸钠 , 方程式为 SiO2 2NaOH=NaSiO3 H2O；因此，本题正确答案是 : SiO 22NaOH=NaSiO3 H2O。(4) H 2SiO3 不稳定 , 加热分解可生成SiO2 , 方程式为 H2SiO3SiO2 H2O；因此，本题正确答案是 : H 2SiO3SiO2 H2O。【点睛】硅能够与氧气反应生成二氧化硅，硅酸加热分解产生二氧化硅；二氧化硅不溶于水，也不与水反应，不能用二氧化硅与水直接反应制备硅酸，因此要制备硅酸，可以先把二氧化硅溶于强碱溶液中，然后加入强酸，可以得到白色胶状沉淀硅酸。3 如图所示物质的转化关系中，A 是一种固体单质，E 是一种白色沉淀请回答下列问题：（1） B 的化学式是 _ ， 目前 B 已被用作 _的主要原料（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 和过量的盐酸反应的离子方程式是_ 【答案】 SiO2 光导纤维2+H2O2+2H22SiO2 +2OHSiO 3Si+2OH +H2OSiO 3SiO3+2H+H2SiO3【解析】G和过量的盐酸反应产生不溶于盐酸的白色沉淀，可知E 可能为是硅酸， A 可能是硅，带入题目进行验证，a 溶液是强碱溶液或氢氟酸溶液，而硅和二氧化硅与氢氧化钠溶液反应均生成硅酸钠溶液，硅酸钠溶液与过量的盐酸反应产生氯化钠和硅酸白色沉淀；硅酸加热分解为二氧化硅和水，与题意相符，硅、二氧化硅与氢氟酸反应均生成四氟化硅，四氟化硅与盐酸不反应，与题意矛盾；因此A 是 Si 、 B 是 SiO2、 C 是 Na2 SiO3 或 K2SiO3 、 D 是 H2O、 E是 H 2SiO3 、 F 是 H2、 a 是 NaOH或 KOH。（1） B 的化学式是 SiO2， 目前 SiO2 已被用作光导纤维的主要原料；正确答案：SiO2 、光导纤维。（2） SiO2 与强碱溶液反应生成可溶性的硅酸盐和水，离子方程式是2SiO2+2OHSiO 3+H O；正确答案：2+H O。SiO +2OH SiO3222（3） Si 和强碱溶液反应生成可溶性硅盐酸和氢气，离子方程式是Si+2OH +H2OSiO32+2H2；正确答案：Si+2OH+H2OSiO32 +2H2。（4）硅酸盐与过量的盐酸反应生成白色沉淀硅酸，离子方程式是SiO32 +2H+H2SiO3；正确答案： SiO32 +2H+H2SiO3。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下图所示。含量仅次于氧的非金属元素的单质。A 为地壳中请填空：(1)形成单质 A 的原子的结构示意图为_，它的最高化合价为_。(2)B 的化学式 (分子式 )为 _，B 和碳反应生成A 和 E 的化学方程式是_ 。(3)C 的化学式 (分子式 )为_ ，D 的化学式 (分子式 )为 _。【答案】+4SiO2SiO2+2CSi+2CO CaSiO3Na2SiO3【解析】【分析】A 为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质，可确定A 是 Si 单质，它可由 SiO 和 C 在高2温条件下反应制取，则B 为 SiO2323， E 为 CO， C 为 CaSiO， D 为 Na SiO，结合对应的物质的性质以及题目要求可解答该题。【详解】根据上述分析可知 A 是 Si 单质， B 是 SiO2323， E 为 CO。，C 为 CaSiO ， D 为 Na SiO(1)Si 是 14 号元素，形成单质A 的原子结构示意图为； Si 原子最外层有4 个电子，由于原子最外层电子数等于该元素的最高正化合价，所以Si 元素的最高正化合价为+4价；(2)根据上述推断可知B 为二氧化硅， B 的化学式为SiO2；二氧化硅和碳在高温下反应生成硅单质和一氧化碳，反应的化学方程式是：SiO2+2CSi+2CO；(3)C 是硅酸钙，化学式为CaSiO3； D 为硅酸钠，其化学式Na2SiO3 。【点睛】本题考查无机物的推断的知识，侧重硅及其化合物转化的考查，把握地壳中元素的含量推断 A 为解答的突破口，注意性质与用途的关系。5 设计如下实验探究橄榄石（仅含三种短周期元素）的组成和性质。（1）橄榄石的组成元素是O 和 _、 _ （填元素符号），化学式为_。（ 2）写出白色粉末 A 的一种用途： _ 。（3）白色粉末A 溶于 NaOH 溶液的离子方程式是_ 。【答案】 MgSi 2MgO SiO光导纤维等合理即可-2-+H2O2SiO2+2OH =SiO3【解析】【分析】【详解】橄榄石与盐酸反应后生成了白色胶状沉淀，推知该胶状沉淀为硅酸，灼烧后生成二氧化1.8g0.03mol ，二氧化硅能溶于 NaOH 溶液生成硅，质量为 1.8g，则物质的量为60g / molNa SiO ，橄榄石与过量盐酸反应后的无色溶液，与过量的NaOH 溶液反应后，生成白色沉23淀，该沉淀应是 Mg(OH)2，质量为 3.48g，则物质的量为3.48g0.06mol ，因此该化58g / mol合物中，硅元素与镁元素的物质的量之比为1： 2，因此橄榄石的化学式为： 2MgO SiO2；（1）根据以上分析可知，橄榄石的组成元素是O 和 Mg、 Si，化学式为 2MgO SiO2，本题答案为： Mg； Si ； 2MgO SiO2；（ 2）白色粉末为二氧化硅，用途有：制造玻璃、石英玻璃、水玻璃、光导纤维、电子工业的重要部件、光学仪器、工艺品和耐火材料的原料，本题答案为：光导纤维等；（3）白色粉未为二氧化硅，与NaOH 溶液反应的离子方程式为：SiO2+2OH- =SiO32-+H2O，本题答案为： SiO2+2OH-=SiO32- +H2O。6 设计如下实验探究某矿石（仅含四种短周期元素）的组成和性质，已知矿石含有一定的结晶水：（1）矿石的组成元素是H、 O 和 _、 _（填元素符号），化学式为_ 。（2）白色粉末3 溶于 NaOH 溶液的离子方程式是_。【答案】 Mg， Si MgSiO-2- H2O32H2O2OH SiO2=SiO3【解析】根据流程图，矿石灼烧后生成无色气体1，冷凝后得到无色液体1，该无色液体为水，质量为 3.6g，物质的量为0.2mol ；白色粉末 2 能够溶于过量盐酸，得到白色胶状沉淀2，和无色溶液3；根据盐酸提供的氢离子和氯离子分析，白色胶状沉淀2 可能是氯化银沉淀或硅酸沉淀；白色胶状沉淀2灼烧得到白色粉末3，该物质能够溶于氢氧化钠溶液，说明白色粉末为二氧化硅，不可能为氯化银，因此白色胶状沉淀2 为硅酸；无色溶液3 中加入过量氢氧化钠得到白色沉淀，说明白色沉淀3 为氢氧化镁 ， 5.8g氢氧化镁的物质的量为0.1mol ，因此白色粉末2 中含有 4g 氧化镁和6g 二氧化硅，因此白色粉末2 为硅酸镁 。(1)根据上述分析，矿石的组成元素是H、 O、 Mg 和 Si，硅酸镁的质量为10g，物质的量为10 g=0.1mol，水的物质的量为3.6g=0.2mol ，因此化学式为MgSiO32H2O，故100 g / mol18g / mol答案为 Mg ； Si； MgSiO32H2O；(2)白色粉末3 为二氧化硅， 溶于 NaOH 溶液的离子方程式为-23 2-22OH SiO =SiO H O，故答案为 2OH-232-2 SiO =SiOH O。点睛：本题考查了物质的组成和性质的推断。本题的难点是白色胶状沉淀2 和白色粉末 3的判断，可以根据反应物中有盐酸结合白色粉末3 能够与氢氧化钠溶液反应考虑。7 材料科学是近年来与化学有关的科学研究热点。某新型无机非金属材料 K 由两种非金属元素组成。它是一种超硬物质，具有耐磨、耐腐蚀、抗冷热冲击、抗氧化的特征。它是以中学化学中常见物质为原料来生产的。下图虚线框内的其它转化是为探究C 的组成而设。G、F、 H 均为难溶于水的白色固体；图中C、 H、K 均为含A 元素。其余物质均为中学化学中常见物质。请回答下列问题：（1）指出 K 可能所属的晶体类型_， K 中含有的化学键类型为_。（ 2）写出化学式：化合物 C_；化合物 F_。（ 3）写出反应 的化学方程式： _ 。（ 4）写出反应 的离子方程式： _ 。（5）化合物 K 与化合物 C 类似，也能在一定条件下与水反应生成两种化合物，请写出K与水反应的化学方程式：_ 。【答案】原子晶体共价键SiCl42344243 432-H SiO (或 H SiO )3Si（NH ）=Si N +8NHSiO +2OH32-22-44-23 42233或=SiO+H O 或 SiO +4OH =SiO+2H OSi N +9H O=3H SiO +4NHSi3N4+12H2O=3H4SiO4+4NH3【解析】【分析】根据图中各物质转化关系，F 受热得 H， H 能与氢氧化钠反应生成I， I 与过量的二氧化碳反应生成 F，说明 F 为弱酸且能受热分解，结合化合物D 中 A 可形成四个价键知： A 元素为四价元素， C、H、 K 均为含 A 元素， K 由两种非金属元素组成，具有耐磨、耐腐蚀、抗冷热冲击、抗氧化的特征，根据D 的部分组成可知K 应为 Si3N4，可以确定 A 为 Si， H 为SiO2， I 为 Na2SiO3，则 F 为H2SiO3，由虚线框中上一支推中可知，E 与硝酸银反应生成不溶于稀硝酸的沉淀 G，则可知E 中有 Cl， G 为 AgCl，故 C 为 SiCl4， B 为 Cl2；由SiCl4+3H24HCl+H2SiO3，生成 E： HCl， G、 F、 H 均为难溶于水的白色固体。【详解】由分析可知：A 为Si， B 为Cl2， C 为SiCl4， D 为Si(NH2)4， E 为HCl， F 为H2SiO3， G 为AgCl， H 为SiO2， I 为Na2SiO3， K 为Si3N4。（1） K 为Si3N4 ，它是一种超硬物质，具有耐磨、耐腐蚀、抗冷热冲击、抗氧化的特征，K可能所属的晶体类型原子晶体，K 中含有 Si-N 的化学键类型为共价键。（ 2）化学式：化合物 C 为 SiCl4 ；化合物 F 为 H2SiO3 (或 H4SiO4) 。（3） Si（ NH2 4在高温条件下分解生成3 43，反应的化学方程式：2 4=）Si N和 NH3Si（ NH ）Si3N4+8NH3。（4） SiO2 是酸性氧化物，与碱反应生成硅酸盐和水，反应的离子方程式：SiO2+2OH-=SiO32-+H2O 或 SiO2+4OH-=SiO44-+2H2 O。（ 5）化合物 Si3N4 与化合物 SiCl4 类似，也能在一定条件下与水反应生成两种化合物，则反应方程式为： Si3N4 +9H2 O=3H2SiO3 +4NH3或 Si3N4+12H2O=3H4SiO4 +4NH3。8A、 B、 C、 D、 E、 F、 X 七种物质之间可按下列框图发生反应（部分产物可能被省略）。其中， A、 D、 E、X 是四种常见的非金属单质，常温下 A、 X 为气体， D、 E 为固体。 A 的水溶液具有漂白性， A、 D 的水溶液均能使淀粉 KI 试纸变蓝色， B 的焰色反应为黄色。请回答下列问题：（ 1）写出 A、 F 的化学式： A：_、 F： _。（ 2）写出 B 的电子式： _ ，EO2 的晶体类型为 _。（3）写出 E 与 NaOH 溶液反应的离子方程式_。（ 4） E 单质可作高能燃料。已知 ag 固体 E 燃烧放出 bkJ 的热量，请写出表示 E 燃烧热的热化学方程式（ H 用含 a、 b 的式子表示） _ 。【答案】 A： Cl24-2-2 Si （ s）23： SiCl原子晶体 Si + 2OH+ H O = SiO+2H+O2（ g） = SiO2 （s）； H= -28b/a kJ/mol【解析】【分析】根据 A 是一种常见的非金属单质，常温下为气体，且A 的水溶液具有漂白性，可推知A 为氯气；由于 D 也是一种常见的非金属单质，常温下为固体，且由氯气制备可得，说明其氧化性弱于氯气，且其水溶液能使淀粉KI 试纸变蓝色，因此 D 可能为碘单质；根据 B 的焰色反应为黄色，可知 B 为 NaI，C 为 NaCl。根据已知条件E 是非金属单质，且 E 为固体，能与氢氧化钠溶液、氧气反应，因此可推测E 为 Si、F 为 SiCl4；能将 SiCl4 还原为 Si 的非金属单质为 H2，因此 X 为 H2。据此解题。【详解】（1）根据分析，可知 A、 F 的化学式分别为： A： Cl2 、 F： SiCl4；（2）根据分析， B 物质 NaI 的电子式为：， EO22为 SiO ，其晶体类型为原子晶体；（3） E 为 Si，其与 NaOH 溶液反应的离子方程式为：-2-+2H2 ；Si+2OH+H2O = SiO3a?ga（4）当 ag 单质 Si 的物质的量为：2828?g / molmol 作高能燃料进行燃烧时放出的热量为 bkJ，因此当 1molSi 燃烧时，放出的热量应为28bkJ，因此 Si 单质燃烧热的热化学方a程式可表示为： Si（ s） +O22（ g） = SiO （ s）； H= -28b/a kJ/mol 。9 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。10 大米的主要成分是：_；苷氨酸的结构简式是：_；写出一个检验葡萄糖的化学反应方程式： _；钢含碳量为：_；玻璃、陶瓷、水泥一定含 _元素；油脂在体内水解后的产物是：_【答案】 (C6H10O5)n+2Ag(NH3)2OHH2N-CH2-COOHCH2OH(CHOH)4CHO2Ag +CH2OH(CHOH)4COONH4+3NH3+ H2O0.032%Si、 O 或硅、氧元素高级脂肪酸和甘油【解析】【分析】【详解】大米的主要成分是淀粉，淀粉的化学式是：(C6H10O5)n；苷氨酸是-氨基乙酸，其结构简式通式是： H2N-CH2COOH；葡萄糖分子结构中含有醛基，能发生银镜反应，发生反应的化学方程式为 CH243 2OH24432OH(CHOH) CHO +2Ag(NH)2Ag +CHOH(CHOH) COONH+3NH + H O；钢含碳量为：0.03 2%；玻璃、陶瓷、水泥一定含Si、O 或硅、氧元素元素；油脂在体内水解后的产物是：高级脂肪酸和甘油。