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1、2020-2021 历年高考化学易错题汇编- 硅及其化合物推断题练习题附详细答案一、硅及其化合物1 有两种短周期元素 X 、 Y ， X 元素原子的最外层电子数为a，次外层电子数为b ； Y元素原子的 M 层（有电子）电子数为a b ， L 层电子数为ab 。（1）推断元素名称和符号：X _、 _， Y _、 _。（2） X 、 Y 两元素形成的化合物可能具有的性质是_（填序号）。ABC能与氢氧化钠溶液反应. 能与水反应. 能与硫酸反应.（3） X 元素的原子含有 _个能层， Y 元素的原子含有 _个能层。【答案】氧O 硅 Si C2 3【解析】【分析】短周期元素 X 和元素 Y，元素 X 原
2、子的最外层电子数为 a，次外层电子数为 b；元素 Y 原子的 M 层电子数为 ( a b) ， L 层电子数为 ( ab) ，则 L 层电子数为 8，所以 a b 8，所以元素 X 原子有 2 个电子层，故 b 2，所以 a 8 b 82 6，故 X 为 O 元素；故元素 Y 原子的 M 层电子数为 a b 62 4， Y 为 Si 元素， X、Y 两元素形成的化合物为 SiO2，结合元素化合物的性质判断。【详解】( 1) X为 O 元素，Y 为Si 元素，故答案为：氧；O；硅；Si；( 2) X、Y 两元素形成的化合物为SiO2；A SiO2 不与水反应，故A 错误；B SiO2 性质稳定，
3、溶于HF 酸，不溶于其它酸，故B 错误；C SiO2 与氢氧化钠反应生成硅酸钠与水，故C 正确；D SiO2 不与氯气反应，故D 错误；故答案为： C；( 3) 氧原子和硅原子的原子结构示意图分别为：、，所以氧原子有2 个能层，硅原子有3 个能层，故答案为：2； 3。【点睛】本题推断元素种类是解题关键，根据每一能层能够排布的电子数多少进行综合判断，注意二氧化硅性质的特殊性。2 有一应用前景广阔的纳米材料甲，其由A、 B 两种短周期非金属元素组成，难溶于水，且硬度大，熔点高。取材料甲与熔融的烧碱反应，生成一种含A 元素的含氧酸盐乙和一种含 B 元素的气体丙，丙能使湿润的红色石蕊试纸变蓝；乙能溶于
4、水，加盐酸产生白色沉淀，盐酸过量沉淀不溶解。（1）甲的化学式为 _，其晶体属于 _晶体。（2）乙的水溶液可以用来做 _（写出一种用途）。（3） B 元素的一种氢化物丁，相对分子质量为32，常温下为液体，其燃烧放热多且燃烧产物对环境无污染，因此可用作火箭燃料、燃料电池燃料等。则丁的电子式为_。丁可由次氯酸钠与过量氨气反应制得，其化学方程式_ 。甲的制备过程中氨气需要过量的理由是_ 。丁的水溶液呈弱碱性，室温下其电离常数K1 1. 0 106，则 0. 01 mol L 1 丁水溶液的pH 等于 _（忽略丁的二级电离和H2O 的电离）。【答案】 Si3N4原子黏合剂、木材等的防腐剂或防火剂NaCl
5、O 2NH3N2H4 NaCl H2O 次氯酸钠有强氧化性，防止 N2H4 继续被氧化 10 【解析】【分析】甲由 A、 B 两种短周期非金属元素组成，难溶于水，且硬度大，熔点高，考虑甲属于原子晶体。甲与熔融的烧碱反应生成一种含A 元素的含氧酸盐乙和一种含B 元素的气体丙，且丙能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，证明丙气体为NH3 ，说明甲中含有氮元素。含氧酸盐乙由短周期元素组成且为钠盐，能溶于水，加盐酸产生白色沉淀，盐酸过量沉淀不溶解，说明生成的沉淀为H2 323A 为 Si 元素， B 为 N 元SiO ，则乙为Na SiO ，证明甲中含有硅元素，故素，依据元素化合价可推知甲为Si3N4，据此分析
6、解答。【详解】( 1) 由分析可知，甲的化学式为Si3N4，属于原子晶体，故答案为：Si3N4；原子；( 2) 乙的水溶液为硅酸钠溶液，是一种矿物胶，可以做黏合剂、木材等的防腐剂或防火剂，故答案为：黏合剂、木材等的防腐剂或防火剂；( 3) B 元素的一种氢化物丁，相对分子质量为32，常温下为液体，可知丁为N2H4，电子式为：，故答案为：；丁可由次氯酸钠与过量氨气反应制得，反应的化学方程式为：NaClO+2NH3N2H4+NaCl+H2O，次氯酸钠有强氧化性，防止N2H4 继续被氧化，氨气需要过量，故答案为： NaClO+2NH3 N2 H4+NaCl+H2O；次氯酸钠有强氧化性，防止N2H4
7、继续被氧化；电离方程式为：N2H4 H2O+-?N2H5 +OH ，该溶液中溶质电离程度较小，则+c N 2 H 5+c(OH - )，可知该溶液中-c( N2 H4 ) 0. 01mol / L，由平衡常数 K=c( OHc N 2H 4) Kc N 2H 4 = 1.0 10 6-4，溶液中+0.1 =1. 0 10c( H )=101014-4 mol / L=10 10mol/ L，则溶液的pH=10，故答案为：10。【点睛】正确推断元素是解答本题的关键。本题的易错点和难点为( 3) 中 pH 的计算，要注意电离平衡常数表达式和水的离子积的灵活运用。3 已知 A 是一种不溶于水的固体非
8、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 SiOCOSiO SiO 2OH SiOOSiOH SiO 【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 SiO22，再结合SiO 的相关性质：SiO 跟 Na CO 在高温下反应生成Na SiO 和 CO ，二者在水
9、中会反应生成H SiO 沉淀，则22323223D 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 Na SiO ，则 C 为 CO ， Na SiO 可与酸反应生成硅酸，据此答题。23223【详解】由以上分析可知A 为 SiO2， B 为 Na2SiO3， C 为 CO2， D 为 H2SiO3。（ 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，
10、反应的方程式为SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2，故答案为：SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2。H2SiO3 受热分解生成SiO2 和H2O，反应方程式为：H2SiO3H2OSiO2，故答案为：H2SiO3H2O 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Na2SiO3+CO2+H2O H2SiO3 +Na2CO3，离子方程式为：2-2- HCO2 H2O SiO3 =CO32SiO3，故答案为： CO2 H2O SiO32-=CO32- H2SiO3。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 N
11、a2SiO3+H2O，离子方程式为SiO2+2OH- SiO32-+H2 O，故答案为： SiO2+2OH-2-SiO3 +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”。4X、Y、 Z、 W 四种物质有如下相互转化关系（其中
12、X、 W 为单质， Y、 Z 为化合物，未列出反应条件）。（1）若 X 的摩尔质量是W 的 2 倍，工业上 Z 可作优质的耐高温材料。W 为黑色固体，则Y 的化学式 _ 。（2）若固体 W 是紫红色，且向溶液Z 中滴入氯水，再滴入 2 滴 KSCN溶液，溶液呈血红色。则写出 X+Y=Z+W 的离子方程式 _ 。（3）若晶体 W 是一种重要的半导体材料，实验室可用澄清石灰水来检验Z 的燃烧产物。写出 Y 与 NaOH 溶液反应的化学方程式_ 。【答案】 CO22+2+2232Fe+Cu =Fe +Cu SiO+2NaOH=Na SiO +H O【解析】（1） X、 W 为单质， Y、 Z 为化合
13、物 ， W 为黑色固体，应为 C 单质， X 的摩尔质量是W 的 2倍， Z 可作优质的耐高温材料， X 为 Mg ， Z 为 MgO， Y 为 CO2。（2）向溶液 Z 中滴入氯水，再滴入 2 滴 KSCN溶液，溶液呈血红色，则Z 为 Fe2+， W 是紫红色固体，则W 为 Cu， X+Y=Z+W反应方程式为： Fe+Cu2+=Fe2+Cu。（3）晶体 W 是一种重要的半导体材料，则W 是 Si；实验室可用澄清石灰水来检验Z 的燃烧产物，则 Z 的燃烧产物为CO2，化合物 Z 为 CO，则 X 为 C 单质， Y 为 SiO2， Y 与 NaOH溶液反应的化学方程式为：SiO2+2NaOH=
14、Na2SiO3+H2 O。5 已知 A、 D 为常见单质，各物质发生如下框图所示变化，回答下列问题：(1)若 A、 D 为短周期同主族非金属元素的单质，则A 元素在周期表中的位置为 _， D的晶体类型是 _，请写出 A+BC+D 的化学方程式 _。(2)若 B 为气体，其标准状况下密度为1.964g?L-1， C 为白色固体，可用来制作耐高温材料。 则 B 的电子式为 _， C中含有的化学键是_(填写 “离子键或者共价键 ”)。(3)若 A 为生产生活中用量最大的金属，B 在常温下为无色液体，写出C(金属元素有两种不 同化合价 )与盐酸反应的离子反应方程式_。若以 A 和石墨 棒为电极，NaC
15、l 溶液为电解质溶液构成原电池，请写出石墨电极的电极反应式_。【答案】第二周期第IVA 族原子晶体SiO2+2CSi+2CO离子键3 4+2+3+222-Fe O +8H =Fe +2Fe +4H OO +2H O+4e =4OH【解析】【详解】(1)若 A、 D 为短周期同主族非金属元素的单质，由转化可知B、 C 属于氧化物， A 与 B 的反应属于置换反应，可推知A 为碳、 B 为 SiO2、 C 为 CO、 D 为 Si，则 A 元素在周期表中的位置为：第二周期第 IVA 族，硅的晶体类型是原子晶体，A+BC+D 的化学方程式：SiO2+2CSi+2CO；(2)若 B 为气体，其标准状况
16、下密度为1.964g?L-1， B 的相对分子质量 =22.4 1.964=44，C 为白色固体，可用来制作耐高温材料，则A 为 Mg 、 B 为 CO2、 C 为 MgO、D 为碳， B 的电子式为， C(MgO)中含有的化学键是：离子键；(3)若 A 为生产生活中用量最大的金属，B 在常温下为无色液体，则A 为 Fe、 B 为 H O、 C2为 Fe3 42，C 与盐酸反应的离子反应方程式：3 4+2+3+2O，若以 FeO 、 D 为 HFe O +8H =Fe +2Fe +4H和石墨 棒为电极， NaCl 溶液为电解质溶液构成原电池，石墨电极为正极，发生还原反应，氧气获得电子市场氢氧根
17、离子，电极反应式为：O22-。+2H O+4e =4OH【点睛】本题考查无机物的推断，题目涉及中学常见的特殊置换反应，需要学生熟练掌握元素化合物知识，熟记中学常见的连线反应、三角转化、特殊置换反应、特殊现象反应、某些无机物与有机物的反应等。6 短周期主族元素XYZ W原子序数依次增大，X ZW均可形成酸性氧化物。X的、 、 、 、一种氢化物分子空间构型为三角锥型，YW 是氯碱工业的主要原料，Z 的最外层电子数为4，请回答以下问题：(1)表示氯碱工业生产原理的化学方程式为_ 。(2)X 的另一种氢化物24_ 。X H可作为火箭推进器燃料，其结构式为(3)Y 的氧化物中，有一种既含离子键又含共价键
18、，该氧化物的电子式为_。(4)Z 的氧化物属于晶体，工业制备Z 单质的化学方程式为_。(5)W 单质是毒性很大的窒息性气体。工业上用X 气态氢化物的浓溶液检验W 单质是否泄露，写出反应的化学方程式_ 。【答案】 2NaCl+2H222O2NaOH+H +Cl2C+SiO2CO +Si8NH3+3Cl2=6NH4Cl+N2【解析】【分析】短周期主族元素X、Y、 Z、 W 原子序数依次增大，X、 Z、W 均可形成酸性氧化物。X 的一种氢化物分子空间构型为三角锥型，该氢化物为氨气，在X 为 N 元素； YW 是氯碱工业的主要原料，该物质为NaCl，则 Y为 Na、 W 为 Cl 元素； Z 的最外层
19、电子数为4，原子序数大于 Na，则 Z 为 Si 元素，据此进行解答。【详解】根据分析可知， X 为 N 元素， Y 为 Na，Z 为 Si， W 为 Cl 元素。(1)氯碱工业中电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氢气和氯气，该反应的化学方程式为：2NaCl+2H2O2NaOH+H2 +Cl2；(2)X2 H4 为 N2H4，其结构简式为NH2-NH2，每个氮原子形成三个化学键，N2H4 的结构式为；(3)Na 的氧化物中既含离子键又含共价键的为过氧化钠，过氧化钠为离子化合物，其电子式为；(4)Z 为 Si 元素，其氧化物为 SiO ，二氧化硅属于原子晶体；工业上用碳与二氧化硅在高温2下反应制取硅，
20、该反应的化学方程式为：2C+SiO22CO +Si；(5)W 单质为氯气，氯气是毒性很大的窒息性气体，X 气态氢化物为氨气，氯气与氨气反应生成氯化铵和氮气，结合电子守恒、质量守恒配平该反应的化学方程式为：8NH3+3Cl2=6NH4Cl+N2。【点睛】本题考查元素周期表、元素周期律的应用的知识，推断元素为解答关键，注意掌握元素周期律内容及常见化学用语的书写原则，物质的化学性质及物理性质，试题培养了学生的学以致用的能力。7 为探究某固体X(仅含两种短周期元素)的组成和性质。设计并完成如下实验：已知：气体 A 为氢化物，固体 B 是光导纤维的主要成分，固体E 为耐高温材料。请回答：(1)固体 X
21、的化学式为 _。(2)写出反应 CD的离子方程式 _ 。(3)已知 NH3 与气体 A 在一定条件下反应后可得到一种耐高温材料(仅含两种元素，摩尔质量为 140 g mol 1)和 H2，写出该反应的化学方程式 _。【答案】 Mg2Si Mg2+ + 2OH = Mg(OH)2 3SiH4+4NH3= Si3N4+12H2【解析】【分析】固体 B 是光导纤维的主要成分，则为二氧化硅，硅元素的质量为2812.0 g =5.6g，根据逆分析法可知，A 中含硅元素，又为氢化物，则推出A 为28162SiH ；固体 E 为耐高温材料，根据逆推法结合过量氢氧化钠溶液可知，该耐高温材料不是42416.0
22、g =9.6g，白色沉淀为氢氧化镁，溶氧化铝，而应为氧化镁，镁元素的质量为2416液 C 为硫酸镁溶液，根据元素守恒可知，固体X 含镁与硅元素，且原子个数比为9.6g5.6 g: =2:1，应为 Mg 2Si，据此分析作答。2428【详解】（1）依据上述分析可知，固体X 为 Mg 2Si，故答案为Mg 2Si；（2） CD是硫酸镁与过量氢氧化钠反应生成氢氧化镁的过程，其离子方程式为：Mg2+2+ 2OH = Mg(OH) ，故答案为 Mg 2+2+ 2OH = Mg(OH) ；（3） NH34在一定条件下反应后可得到的一种耐高温材料中含N 与 Si，仅含两种元与 SiH素，摩尔质量为140 g
23、 mol 1243，则该化合物为 Si3 4，其化学方程式为：N和 H3SiH +4NH =Si3N4+12H2，故答案为 3SiH4 +4NH3= Si3N4+12H2。【点睛】需要注意的是，该题中的过量的氢氧化钠条件，若溶液C 为铝离子，则不会得到白色沉淀，而会转化为偏铝酸钠，学生要熟练掌握反应物的用量对产物的影响效果。8X、Y、 Z 为三种常见的单质，Z 为绿色植物光合作用后的产物之一，A、B 为常见化合物它们在一定条件下可以发生如图反应（均不是在溶液中进行的反应）（以下每个空中只需填入一种物质）(1)X、 Y 均为金属时，此反应在工业上称为_反应，其反应方程式为_(2)X 为金属， Y
24、 为非金属时，A 为 _B_(3)X 为非金属Y 为金属时， A 为 _B 为 _(4)X 为非金属， Y 为非金属时， A 为 _B 为 _【答案】铝热反应3Fe3O4 +8 Al9Fe +4 Al2O3CO2 MgO CuO H2OSiO2 CO【解析】【分析】Z 为绿色植物光合作用后的产物之一，应为 O2， X+AY+B的反应为置换反应，X、Y 为单质， A、 B 为氧化物 。【详解】(1)当 X、 Y 均为金属时 ,应为铝热反应,则 X 为 Al、 A 为Fe3O4 ,Y为 Fe,B为 Al2O3,Z 为氧气 ,反应方程式为3Fe3O4+8 Al9Fe +4 Al2O3 ；(2)当 X
25、 为金属、 Y 为非金属 ,应为 Mg 和 CO2 的反应 ,反应的方程式为:Mg+CO2MgO+C；(3)当 X 为非金属时 ,Y为金属时 ,碳、氢气还原氧化铜符合此反应,A 为 CuO,B为 H2O,反应方程式为 CuO+H22Cu+H O；(4)当 X、 Y 均为非金属固体时 ,为 C 和 SiO 的反应 ,反应的方程式为 SiO +2CSi+2CO。22【点睛】本题考查无机物的推断，题目难度中等，解答本题的关键是能把握常见单质+氧化物 单质+氧化物的置换反应的类型，注意把握常见相关物质的性质。9 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 可用于制造高性能的现
26、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2 个电子氢氟酸SiO24HF=SiF4 2H2O
27、 SiO2 Na2CONa SiO CO C 50%3232【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 SiO2 ；C（SiO2）与烧碱反应生成 Na2SiO3 和 H2O，含 A元素的化合物D 为 Na2 SiO3。（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，硅原子与碳原子的电子层结构上的相同点是：最外层均有4 个电子，最内
28、层均有 2 个电子。（2） C 为 SiO2，易与 SiO2 发生化学反应的酸是氢氟酸，SiO2 与 HF 反应生成 SiF4 和 H2O，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CO2，不能选用普通玻璃坩埚熔化纯碱； B，石英玻璃的成分为SiO2， SiO2 与纯碱高温下反应生成 Na2SiO3 和 CO2，不能选用石英玻璃坩
29、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 、CaCOCaO+CO，根据 C守恒， n（ CaCO）=n（CO ） =11.2L=0.5mol ， m323222.4L / mol（CaCO3） =0.5mol100g/mol=50g ，100g 混合物中石灰石的质量分数为50g100%=50%。100g10 X 是一种新型无机非金属材料，具有耐磨、耐腐蚀、抗冷热冲击性。有关生产过程如下：为了确定 C 的组成，某同学进行了以下的探究过程。已知白色沉淀，
30、I 可做光导纤维。F、 G 都是难溶于水和稀硝酸的按要求回答下列问题：（ 1） C 的空间构型为 _ ；X 的化学式为 _ 。（ 2）反应 的化学方程式为 _。（ 3）反应 的离子方程式 _ 。【答案】（ 1）正四面体；Si3N4；（ 2） SiCl4+8NH3=Si(NH2)4+4NH4Cl；（ 3） SiO32-+2CO2+2H2O=H2SiO3 +2HCO3-；【解析】试题分析： I 可做光导纤维，所以 I是二氧化硅，则 F 是硅酸， H 是硅酸钠 .又因为 F、 G 都是难溶于水和稀硝酸的白色沉淀，所以G 是氯化银，因此 C 是 SiCl4，则 A 是硅， B 是氯气。根据 X 的性质
31、可知， X 是原子晶体，所以 X 是 Si3443N 。由转化关系可知，SiCl与 NH 反应生成 Si(NH24，根据原子守恒可知还生成HCl，由于氨气过量，故应生成42)NH Cl； CO 是过量的，因此生成物是碳酸氢钠与硅酸。（1）由以上分析可知C 为 SiClX 为 Si3N4 ；4 ，具有甲烷的结构，为正四面体，（2）由转化关系可知，SiCl4 与 NH3 反应生成 Si(NH2)4 ，根据原子守恒可知还生成HCl，由于氨气过量，故应生成NH4Cl，故反应于的反应方程式为：SiCl4+8NH3=Si(NH2)4+4NH4Cl；（3） CO2 是过量的，因此生成物是碳酸氢钠与硅酸，反应
32、舆的离子方程式为：SiO32-+2H2O+2CO2=2H2SiO3 +2HCO3-。【考点定位】本题考查无机物的推断，硅及其化合物的性质。【名师点晴】本题考查无机物的推断。此类题的解答一般有以下步骤：思维起点的选择：思维起点是指开始时的思维指向、思维对象或思维角度，推断题中的思维起点应是最具特征的某个条件 (包括文字叙述或某个变化过程)；思维过程的展开：解题者在确定思维起点的基础上，利用题目所给信息，结合已有的化学知识和解题经验，不断地缩小问题状态与目标状态的距离；思维过程的检验：将上述思维过程的结果代入题中，检查一下是否符合题中条件。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。