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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易错 难题篇含答案一、硅及其化合物b ； Y1 有两种短周期元素 X 、 Y ， X 元素原子的最外层电子数为a ，次外层电子数为元素原子的 M 层（有电子）电子数为ab， L 层电子数为a b 。（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）。A. 能与水反应B. 能与硫酸反应C. 能与氢氧化钠溶液反应（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 SiC 23【解析】【分析】短周期元素 X 和元素 Y，元素
2、X 原子的最外层电子数为a，次外层电子数为b；元素 Y 原子的Ma b)，L层电子数为(ab) ，则L8a b 8，所以元层电子数为 ( 层电子数为 ，所以 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 SiO 不与水反应，故A错误；2B SiO 性质稳定，溶于HF 酸，不溶
3、于其它酸，故B 错误；22C 正确；C SiO 与氢氧化钠反应生成硅酸钠与水，故2D 错误；D SiO 不与氯气反应，故故答案为： 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。2A、 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
4、，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 H223223O=Na SiO 2HNa CO【
5、解析】【分析】（1）淡黄色的固体单质是硫，B 是 H2S； C 为 SO2， D 为 SO3；（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 N2、NH3、 NO、 NO2 ；（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
6、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 H2232S； C 为 SO ， D 为 SO， SO 的用途如漂白、杀菌，制备硫酸等。（2） 由以上分析可知，A、 B、 C、 D 分别为 N2、 NH3、 NO、 NO2 ，B 与 C 在一定条件下发生反应 4NH3+6NO5N2+6H2O 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）
7、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。3A， 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
8、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】CaSiO323232-SiO +2NaOH=NaSiO +H OSiO-C,D+2CO2+2H2O=H2SiO3 +2HCO3【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SiO ， E 为 CO；由 “ B+NaOH D+H O”可得 D 为 Na SiO ；由 “ B+CaO C”可得 C 为 CaSiO ；22233据此结合设问进行分析作答。【详解】（1）由
9、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： CaSiO；3（3） B 为 SiO2， 与 NaOH 溶液反应生成Na2SiO3和水，该反应的化学方程式为：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O；（4）往 D（ Na2SiO3）溶液中通过过量CO2后，由于 H2CO3 的酸性比 H2SiO3强，故反应生成232过量，则反应生成3-32-H SiO；由于 COHCO， 故该反应的离子方程式为： SiO22233-；+2CO +2H O=H SiO +2HCO（5） A、石英玻璃的主要成分是S
10、iO2 ， 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。4 常见物质之间的转化如下图所示：其中 B 常被用于制造光导纤维，其对应的单质的结构与金刚石的结构是相似的。（ 1）试推测： A_，F_(写化学式 )（ 2）试写出反应的离子方程式 ： _。（ 3）写出反应的化学方程式 _。（ 4）在反应中，碳的作用是 _，当生成 1molA 时，转移电子的数目为_。【答案】 Si H2 323222Si+2CO还原剂 2.408
11、24SiO SiO +20H =SiO+H O SiO +2C l0【解析】本题考查无机框图推断题，B 常用于制造光导纤维，即B 为 SiO2，反应工业上制取粗硅的反应，发生2C SiO2Si 2CO， A 为 Si ， D 为 CO，反应 SiO 2 属于酸性氧化物，与氢氧化钠反应，即2 H O，反应是 CO与 O 反应生成 CO，利SiO2 2OH =SiO3222用硅酸的酸性弱于碳酸，即反应是22，（ 1）根据上述分SiO3 CO2 H2O=H2SiO3 CO3析， A 为 Si ， F 为 H2SiO3；（ 2）反应的离子反应方程式为2 H2O；SiO2 2OH =SiO3（3）反应的
12、方程式为：2C SiO2Si 2CO；（ 4）根据反应方程式，C 的化合价由0 价 +2 价，化合价升高， C 作还原剂， Si 的化合价由4 价0价，化合价降低4 价，因此生成 1molSi ，转移电子物质的量为4mol ，转移电子的数目是4NA。点睛：本题相对比较简单，熟记光导纤维的成分是SiO2，工业上制取硅，注意生成的是CO，不是 CO2，同时注意（4），问题是转移电子的数目，不是转移电子的物质的量。5A、 B、 C、 D、 E 五种物质中均含有同一种非金属元素，他们能发生如图所示的转化关系。若该元素用 R 表示，则 A 为 R 的氧化物， D 与 NaOH 溶液反应生成 C 和 H2
13、。请回答：（ 1）写出对应物质的化学式： A_； C_； E_。（ 2）反应 的化学方程式为： _ 。（ 3）反应 的离子方程式为： _ 。（4） H2CO3 的酸性强于 E 的，请用离子方程式予以证明：_ 。【答案】 SiO2 Na2SiO3 H2SiO3（或 H4SiO4） SiO2 2CSi 2COSi 2OHH2O= SiO32- 2H2SiO32- CO2H2O=H2 SiO3HCO32-或 SiO32- CO2 H2O=H2SiO3 CO32-（写成 H4SiO4 同样给分）【解析】【分析】【详解】试题分析：非金属单质R 能与 NaOH 溶液反应生成盐（ Na2RO3）和氢气，则R
14、 为 Si 元素，由转化关系可知 D 为 Si， A 为 SiO2， B 为 CaSiO3， C 为 Na2SiO3，E 为 H2SiO3，（1）由以上分析可知A 为 SiO2 ， C 为 Na2SiO3，故答案为 SiO2 ；Na2SiO3；（2）反应 的化学方程式为 2C+SiO2Si+2CO；（ 3）反应 的离子方程式为 Si+2OH-+H2O=SiO32-+2H2；（ 4） H2CO3 的酸性强于 H2SiO3 的酸性，可在硅酸钠溶液中通入二氧化碳，如生成硅酸沉淀，可说明，反应的离子方程式为SiO32-222332-。+CO +H O=H SiO +CO考点：以硅为载体考查了无机物的推
15、断6图中 X、 Y、 Z 为单质，其它为化合物，它们之间存在如图转化关系（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） 1mol E 中含有mol化学键；R 的化学式是 _ 。M 中存在的化学键类型为；（ 2）一定条件下， Z 与 H2 反应生成 ZH4， ZH4 的电子式为 _ 。（3）写出 A 与 Al 反应转化为 X 的化学方程式。（4）写出 A 和 D 的稀溶液反应生成G 的离子方程式并标出电子转移的方向和数目。【答案】（ 1） 4 离子键、共价键H2344SiO （或H SiO ）（2）（ 3）8Al+3Fe3O49
16、Fe+4Al2O3（需加入反应条件）（ 4）【解析】【分析】A 为磁性氧化铁，即四氧化三铁，则于水的酸性氧化物，则为二氧化硅，X 为铁， Z 为硅，Y 为氧气， D 为硝酸， G 为硝酸铁，M 为硅酸钠， R 为硅酸胶体。E 为不溶【详解】(1)1个“ SiO2”的结构为，在此结构片断中，含有的共价键数目为2+41 =4，2则 1molSiO2 中含有4 摩尔 Si-O 键。 M+与 SiO 2-之间存在离子键，SiO 2-内 Si为硅酸钠， Na33原子与 O 原子间存在共价键。Na2 33R 为23SiO与 HNO 发生复分解反应，生成的H SiO （或H SiO ）。答案为：4；离子键、
17、共价键； H SiO (或 H SiO )；442344(2)二氧化硅和氢气反应生成四氢化硅，其电子式为：。答案为：；(3)铝和四氧化三铁反应生成氧化铝和铁，方程式为：8Al+3Fe3O49Fe+4Al2O3。答案为：8Al+3Fe3O49Fe+4Al2O3；(4)四氧化三铁和硝酸反应生成硝酸铁、一氧化氮和水，离子方程式为：。答案为：。【点睛】无机推断题必须抓住突破口，抓住物质的特征，例如磁性氧化铁为四氧化三铁，酸性氧化物能和氢氟酸反应的物质为二氧化硅。红褐色沉淀为氢氧化铁等。有些反应的条件也可做为突破口，例如使用催化剂的反应有：7在下图所示的物质转化关系中，A 是海水中含量最丰富的盐，B 是
18、常见的无色液体，F在 D 中燃烧发出苍白色火焰。H 可用于制造光导纤维，J 是一种乳白色凝胶状沉淀。(部分生成物和部分反应条件未列出) 请回答下列问题：（ 1）形成单质 D 的元素在周期表中的位置（ 2）形成 C、 D、 F 单质的元素半径由大到小的顺序(填写元素符号 )（ 3） C 长期暴露在空气中，最终产物是（4） H 在高温下与碳反应方程式为，若转移4mol 电子参加反应的碳为mol。（ 5）写出反应 的离子方程式（ 6）写出反应 的化学方程式【答案】（ 1）第三周期第；（ 2） NaClH；（ 3） Na2CO3（ 4）SiO2+2CSi+2CO；（ 5） Cl2+ 2OH-= Cl
19、+ ClO-+H2O（2 分）（ 6） Na2SiO3+ 2HCl = H2SiO3 + 2NaCl（ 2 分）【解析】试题分析：根据题意可知： A 是 NaCl； B 是 H2O； C 是 Na； D 是 Cl2； E 是 NaOH； F 是 H2；G 是 HCl； H 是 SiO2； I 是期表中的位置是第三周期第Na SiO； K 是 NaClO； J 是 H SiO 。（ 1）形成单质 D 的元素在周2323；（ 2）同一周期的元素，原子序数越大，原子半径就越小；不同周期的元素，原子核外电子层数越多，原子半径就越大，所以形成C、 D、 F 单质的元素半径由大到小的顺序是NaClH；（
20、3） C暴露在空气中，首先被氧化变为Na2O，2NaOH， NaOH 潮解变为溶液，溶液吸收2Na O 与空气中的水发生反应产生CO变为2323Na CO ，所以最终产物是 Na CO 。 (4) H 在高温下与碳反应方程式为SiO +2CSi+2CO；根据方程式可知每转移4mol 的电子，反应消耗C 单质的物质的2量是 2mol-；（ 5）反应 的离子方程式是 Cl2 + 2OH = Cl + ClO+H2O；（ 6）反应 的化学方程式是 Na2 SiO3+ 2HCl = H2SiO3 + 2NaCl。考点：考查元素及化合物的知识。包括物质的推断、元素在周期表中的位置、原子半径大小比较、物质
21、的保存及成分、化学方程式和离子方程式的书写的知识。8 某氧化铝样品中含有氧化铁和二氧化硅(一种酸性氧化物)杂质，现欲制取纯净的氧化铝，某同学设计如下的实验方案。回答下列问题：(1)在操作中要用到的玻璃仪器有_;(2)沉淀 C 的化学式是 _。滤液 B 中含有的溶质有 _(写化学式 )；(3)步骤的离子方程式为 _ 。【答案】烧杯、漏斗、玻璃棒SiO2 NaAlO2、 NaCl、 NaOH AlO2-+CO2+2H2 O=HCO3-+Al(OH)3【解析】【分析】氧化铝样品中含有氧化铁和二氧化硅，加入过量盐酸氧化铝、氧化铁溶解生成氯化铝、氯化铁溶液，过滤得到沉淀C 为二氧化硅，滤液为氯化铁溶液和
22、氯化铜溶液，加入过量氢氧化钠溶液生成氢氧化铁沉淀和偏铝酸钠溶液，过滤得到沉淀D 为 Fe(OH)3，滤液为NaAlO2，通入过量二氧化碳气体反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠，过滤得到氢氧化铝沉淀，加热分解生成氧化铝。【详解】(1)步骤为过滤，用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒；(2)沉淀 C 为不溶于盐酸的二氧化硅；氧化铝与过量盐酸反应生成氯化铝，氧化铁和盐酸反应生成氯化铁，滤液A 中为氯化铝、氯化铁、盐酸，滤液A 中加入过量 NaOH，氯化铝与碱反应生成偏铝酸钠和氯化钠，氯化铁与碱反应生成氢氧化铁沉淀和氯化钠，盐酸与碱反应生成氯化钠，则滤液B 中有 NaAlO2、 NaCl、 NaOH；(3)
23、步骤为二氧化碳和偏铝酸钠溶液的反应，离子方程式为：-AlO2+CO2+2H2O=HCO3+Al(OH)3。9 简要回答下列问题（1）医疗上，常用胃舒平主要成分Al(OH)3来治疗胃酸（主要成分盐酸）过多，其理由是_（用离子方程式表示）。（2）生活中不能用铝制容器储存氢氧化钠溶液的原因是_（用化学方程式表示）。（3）工业制备漂白粉原理是 _（用化学方程式表示）。（4）人们常用雕花玻璃装饰房间。在玻璃上雕花时发生反应的化学方程式是_。（5）硅酸钠的水溶液俗称水玻璃，向其中通入过量的CO2，会出现软而透明的凝胶胶体，其化学方程式是 _。【答案】 3H+ +Al(OH) 3 Al 3+3H 2OAl
24、2O3+2NaOH 2NaAlO 2+H 2O；2Al+2NaOH+2H 2O=2NaA1O 2+3H 22Cl 2+2Ca(OH) 2=CaCl 2+Ca(ClO) 2+2H 2OSiO2+4HF=SiF 4 +2H 2O Na 2SiO3+2CO2+2H 2O=H 2SiO 3 +2NaHCO3 【解析】【分析】玻璃的主要成分之一为二氧化硅，它是酸性氧化物，不能与硫酸、硝酸、盐酸等发生反应，但能与氢氟酸发生反应。不过，二氧化硅与氢氟酸反应，表现的不是酸性氧化物的性质，是氢氟酸特有的性质。【详解】(1)胃舒平中的Al(OH)3 与胃酸中的盐酸反应，生成氯化铝和水，其理由是3H+Al(OH)3
25、Al3+3H2O；答案为： 3H+Al(OH)3 Al3+3H2O；(2)生活中不能用铝制容器储存氢氧化钠溶液，因为铝表面的Al2O3 与 NaOH 反应后，里面的 Al 与 NaOH 溶液继续反应，化学方程式为Al2O3+2NaOH 2NaAlO2+H2O；2Al+2NaOH+2H2O=2NaA1O2+3H2；答案为： Al2O3+2NaOH 2NaAlO2+H2O；2Al+2NaOH+2H2O=2NaA1O2+3H2 ；(3)工业上利用氯气与石灰乳反应生产漂白粉，反应的化学方程式为2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O；答案为： 2Cl2+2Ca(OH)2=Ca
26、Cl2+Ca(ClO)2+2H2O；(4)在玻璃上雕花是利用氢氟酸与玻璃中的SiO2 发生复分解反应，反应的化学方程式为SiO2+4HF=SiF +2H2O；答案为： SiO2+4HF=SiF +2H2O；(5)向硅酸钠水溶液中通入过量的CO2，会出现软而透明的硅酸凝胶和NaHCO3，反应的化学方程式为 Na2 SiO3+2CO2+2H2O=H2SiO3 +2NaHCO3；答案为： Na2 SiO3+2CO2+2H2O=H2SiO3 +2NaHCO3。【点睛】“向硅酸钠水溶液中通入过量的CO2”，若不注意审题，我们很容易写成Na2SiO 3+CO 2+H2 O=H 2SiO 3 +Na2CO3
27、，解题时，对关键词“过量”一定要引起高度重视。10 材料是人类赖以生存的重要物质基础。材料种类很多，通常可分为金属材料、无机非金属材料（包括硅酸盐材料）、高分子合成材料及复合材料。（ 1） 合金是生活中常见的材料。某合金具有密度小、强度高的优良性能，常用于制造门窗框架。该合金中含量最高的金属为_(填元素符号 )。 铁锈的主要成分是_(填化学式 )，它是钢铁在潮湿的空气中发生_腐蚀的结果，其负极反应式为_ 。 玻璃是一种常用的硅酸盐材料。制备普通玻璃的原料有CaCO3 、_和 _(填化学式 )。（2）聚苯乙烯是造成白色污染的物质之一，其结构简式为，则制取聚苯乙烯的单体是 _ 。【答案】 Al F
28、e2 3 22 3电化 (或“电化学 ”或 “吸氧 ”)Fe 2e Fe223O xH O(或 Fe O )Na COSiO2【解析】【分析】铁锈的主要成分是氧化铁；钢铁在空气中发生电化学腐蚀时为吸氧腐蚀，铁易失电子发生氧化反应而作负极，碳作正极，正极上氧气得电子发生还原反应。【详解】(1)铝合金：铝中加入镁、铜、锌等金属形成合金，具有密度小、强度高的优良性能常用于制造门窗框架；铁在空气中与氧气、水共同作用而生锈，铁锈的主要成分是铁的氧化物氧化铁；钢铁在空气中发生电化学腐蚀时为吸氧腐蚀，铁易失电子发生氧化反应而作负极，负极上电极反应式为： Fe-2e- Fe2+，碳作正极，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为2H2O+O2+4e- 4OH-；生产玻璃的原料是纯碱、石灰石和石英；石英砂的主要成分是二氧化硅，与碳酸钙反应生成硅酸钙和二氧化碳，与碳酸钠反应生成硅酸钠和二氧化碳；(2)聚苯乙烯的结构简式为，则制取聚苯乙烯的单体是。