2020-2021高考化学备考之硅及其化合物推断题压轴突破训练∶培优篇.docx
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1、2020-2021 高考化学备考之硅及其化合物推断题压轴突破训练培优篇一、硅及其化合物1A、 B、 C、 D 均为中学化学常见的纯净物,A 是单质。它们之间有如下的反应关系:(1)若 A 是淡黄色固体, C、 D 是氧化物, C 是造成酸雨的主要物质,但C 也有其广泛的用途,写出其中的 2 个用途: _ 。(2)若 B 是气态氢化物, C、 D 是氧化物且会造成光化学烟雾污染。B 与 C 在一定条件下反应生成的A 是大气的主要成分,写出该反应的化学方程式:_ 。( 3)若 D 物质具有两性,、反应均要用强碱溶液。如反应时通入过量的一种引起温室效应的主要气体,写出该气体的电子式:_, A 的元素
2、在周期表中的位置:_ 。(4)若 A 是太阳能电池用的光伏材料。C、 D 为钠盐,两种物质中钠、氧外的元素为同一主族,且溶液均显碱性。写出反应的化学方程式:_ 。 D 的化学式是_ 。【答案】漂白、杀菌、消毒、作为硫酸的原料等4NH3 6NO5N2 6H2O第三周期A 族Si2NaOH H2O=Na2SiO3 2H2Na2CO3【解析】【分析】(1)淡黄色的固体单质是硫,B 是H223S; C 为SO , D 为 SO;(2) 若 B 是气态氢化物, C、 D 是氧化物且会造成光化学烟雾污染。B 与 C 在一定条件下反应生成的 A 是大气的主要成分,则A、 B、 C、D 分别为N232、NH、
3、 NO、 NO ;( 3)中学阶段学习的两性物质有铝及铝的氧化物和氢氧化物,根据物质之间的转化关系可知: A 是 Al;B 是 Al2O3 ,C 是 NaAlO2, D 是 Al(OH)3;( 4)若 A 是太阳能电池用的光伏材料,则A 是晶体 Si; C、 D 为钠盐,两种物质中钠、氧外的元素为同一主族,且溶液均显碱性。根据物质的转化关系及已知条件可知B 是 SiO2; C是 Na2SiO3; D 是 Na2CO3。【详解】(1)由以上分析可知, A 是硫, B 是 H2S; C 为 SO2, D 为 SO3, SO2 的用途如漂白、杀菌,制备硫酸等。(2) 由以上分析可知,A、 B、 C、
4、 D 分别为 N2、 NH3、 NO、 NO2 ,B 与 C 在一定条件下发生反应 4NH322+6NO5N +6H O 是归中反应,产生氮气。(3)由以上分析可知,A 是 Al; B 是 Al2O3 ,C 是 NaAlO2, D 是 Al(OH)3。通入的导致温室效应的气体是 CO2,其电子式是;铝元素的位置为第三周期A 族;( 4)由以上分析可知, A 是晶体 Si, B 是 SiO2 , C 是 Na2SiO3, D 是 Na2 CO3 。反应的化学方程式: Si 2NaOH H2O=Na2SiO3 2H2。 D 的化学式是 Na2CO3。2 含A 元素的一种单质是一种重要的半导体材料,
5、含A 元素的一种化合物C 可用于制造高性能的现代通讯材料光导纤维,C与烧碱反应生成含A 元素的化合物D。(1)A的原子结构示意图为_,A 与碳在原子的电子层结构上的相同点是_ 。(2) 易与 C发生化学反应的酸是 _( 写名称 ) ,反应的化学方程式是_ 。(3) 将 C 与纯碱混合高温熔融时也发生化学反应生成D写出该反应的化学方程式:_ 。要将纯碱高温熔化,下列坩埚中可选用的是_。A普通玻璃坩埚B石英玻璃坩埚C 铁坩埚(4)100 g C 与石灰石的混合物充分反应后,生成的气体在标准状况下的体积为11.2 L,100g 混合物中石灰石的质量分数是_。【答案】最外层均有4 个电子,最内层均有
6、2 个电子 氢氟酸 SiO24HF=SiF4 2H2O SiO2 Na2CO3Na2SiO3CO2 C 50%【解析】试题分析:本题考查无机推断、侧重硅元素的单质及其化合物性质的考查、化学计算。含 A 元素的一种单质是一种重要的半导体材料,含A 元素的一种化合物C 可用于制造光导纤维,则A 为硅元素, C 为SiO22232;C(SiO )与烧碱反应生成Na SiO 和 H O,含 A元素的化合物 D 为 Na23SiO 。(1) A 为 Si, Si 原子的核电荷数为14, Si 原子核外有14 个电子,根据原子核外电子排布规律, A 的原子结构示意图为。碳的原子结构示意图为,硅原子与碳原子
7、的电子层结构上的相同点是:最外层均有 4个电子,最内层均有 2个电子。(2) C 为 SiO22242,易与 SiO 发生化学反应的酸是氢氟酸,SiO 与 HF 反应生成 SiF和 H O,反应的化学方程式为 SiO2+4HF=SiF +2HO。(3) SiO2 与纯碱高温熔融时反应生成Na2SiO3 和 CO2,反应的化学方程式为SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2。A ,普通玻璃的成分为Na2SiO3、 CaSiO3 和 SiO2, SiO2 与纯碱高温下反应生成Na2SiO3 和2; B,石英玻璃的成分为22与纯碱高温下反CO ,不能选用普通玻璃坩埚熔化纯碱SiO, SiO应生成
8、 Na2SiO3 和 CO2,不能选用石英玻璃坩埚熔化纯碱; C,铁与 Na2CO3 高温不反应,可选用铁坩埚熔化纯碱;答案选C。(4) SiO2 与石灰石的混合物充分反应,可能发生的反应有SiO2+CaCO3CaSiO3 +CO2 、323211.2L=0.5mol , mCaCOCaO+CO,根据 C守恒, n( CaCO)=n(CO ) =22.4L / mol(CaCO3) =0.5mol100g/mol=50g ,100g 混合物中石灰石的质量分数为50g100%=50%。100g3 图中X YZ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
9、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 H反应生成ZH ,写出 Z 与 NaOH 反应的化学方程式 _24(3)写出由 Y 与 NO、 H O 生成 D 反应的化学方程式: _ 。2(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+H232223O=Na SiO +2H4
10、NO+3O +2H O=4HNO 3Fe +4H2OFe3O4 + 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H
11、2SiO3;(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 O , NO 与 O按一定比例通入水中生成HNO ,发生反应的化学方程式2234NO+3O +2H O=4HNO ;223(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 +4H OFe O + 4H ;2342(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
12、+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。4 下图是一些重要工业生产的转化关系(反应条件略去):请完成下列问题:若 D 是单质,且与A 属于同一主族,则
13、: 反应的化学方程式是_ 。D 的原子结构示意图是_。D 单质的一种重要用途是_ 。若 B 为黄色固体, D 为固体化合物,则 该反应的化学方程式是_ 。 生产该工业品的工厂应建在离_较近的地方。 实验室检验C 的方法是 _ 。若 B 是一种有刺激性气味的气体,则B 的分子形状是_。 实验室进行此实验时,常看到有大量白烟产生,请说明产生大量白烟的原因_。 化合物 C在一定体积的容器中,在一定条件下发生反应,测得容器内气体的压强略小于原来的 2/3,请写出该反应的化学方程式 _。【答案】 2C+SiOSi+2CO制半导体材料4FeS+11O2Fe O +8SO消费中心 将气体 C 通入品红溶液中
14、,溶液褪色,将溶液加22232热,又恢复红色三角锥形生成的 NO 气体被氧气氧化生成NO2, NO2 与水反应生成的硝酸与NH3反应而产生大量白烟22O3NO=NO +N【解析】【分析】(1)根据常见的置换反应,A、 D 同主族及工业制取硅的化学反应分析(2)根据 B 为黄色固体,D 为固体化合物及工业生产硫酸的原理思考(3)根据工业氨气催化氧化制取硝酸分析。【详解】:(1)D 与 A 同主族, A 能置换出D,且该反应是重要反应,则分析元素周期表,可知A 是C, D 是 Si,即 2C+SiO2CO+Si Si 的原子结构示意图是,硅单质的一种重要用途是制半导体材料;(2)化合物 B 为黄色
15、固体,中学阶段的黄色固体化合物有AgI、硫铁矿等,能用于工业生产的只能是用黄铁矿生成浓硫酸,即A 是氧气, B 是 FeS,C 是 SO2,因此化学方程式为24FeS2+11O22Fe2O3+SO2;该反应用于工业生产硫酸,由于浓硫酸是腐蚀品,运输成本较高,且危险性大,因此建厂时应该选择在使用浓硫酸密集的地方,即工业区集中的消费中心;因为氯气和二氧化硫都能使品红试液褪色,所以利用二者化学性质的差别,实验室检验二氧化硫通常采用:将气体 C 通入品红溶液中,溶液褪色,将溶液加热,又恢复红色;(3)该反应为工业生产的转化关系,又实验室做该实验有白烟,结合中学阶段氨气与挥发性酸相遇会产生白烟的知识,可
16、知该反应是工业上氨气催化氧化制取硝酸的反应,即:4NH3+5O24NO+6H2O,因此 B 是 NH3, C 是 NO氨气分子是三角锥形;实验室进行此反应,NO 会被过量氧气氧化为NO2,进而与水反应生成硝酸,硝酸与氨气反应生成硝酸铵而产生大量白烟,即:生成的NO 气体被氧气氧化生成NO2, NO2 与水反应生成的硝酸与NH3 反应而产生大量白烟,故答案为生成的NO 气体被氧气氧化生成NO2,NO2 与水反应生成的硝酸与NH3 反应而产生大量白烟;NO 在密闭容器中一定条件下可以分解为二氧化氮和一氧化二氮,发生的反应为3NO=NO +N O,由于存在 2NO2? N O而容器内气体的压强略小于
17、原来的22242 。35(1) X、 Y、 Z 都是短周期元素的单质,X 元素原子的最外层电子数是其次外层电子数的2倍; Y 元素有两种常见单质,二者质量相等时其物质的量之比为3 : 2; Z 元素原子的次外层电子数是其最外层电子数的4 倍。则: 写出化合物甲的电子式_ ; 写出 Z 与甲反应的化学方程式_ ;( 2) X、 Y、 Z 都是非金属单质, X 是原子晶体, Y、Z 都是分子晶体, X、 Y 都能与强碱溶液反应;乙的水溶液是工业三酸之一,也是实验室常用试剂。则: 写出 X 与 NaOH 溶液反应的离子方程式_ ; 在 所得溶液中加入乙的溶液,观察到的现象_( 3) .X、 Z 是常
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