2020-2021高考化学备考之硅及其化合物推断题压轴突破训练∶培优易错难题篇附详细答案.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题篇附详细答案易错 难一、硅及其化合物1 探究无机盐X（仅含三种短周期元素）的组成和性质，设计并完成如下实验：请回答：（ 1） X 的化学式是 _。（ 2）白色粉末溶于氢氧化钠溶液的离子方程式是_。（3）高温条件下白色粉末与焦炭发生置换反应，写出该反应的化学方程式_。【答案】 Mg2SiO4 或 2MgO SiO2SiO22C高温SiO2 2OH=SiO32 H2OSi 2CO【解析】【详解】无机盐 X（仅含三种短周期元素），加入过量盐酸溶解，离心分离得到白色胶状物沉淀和无色溶液，白色胶状沉淀为硅酸，白色沉淀充分灼烧得到白色粉末

2、1. 80g 为 SiO2，物质的量 =1. 8g 60g/ mol=0. 03mol ，溶于氢氧化钠溶液得到无色溶液为硅酸钠溶液，说明无机盐中含硅酸根离子或原硅酸根离子，物质的量为0. 03mol ，若为硅酸根离子其质量=0. 03mol 76g/ mol=2.28g，金属质量 =4. 20g- 2. 28g=1.92g，无色溶液中加入过量氢氧化钠溶液生成白色沉淀则判断为Mg（OH23 48g58g/mol0.06mol，），金属离子物质的量 = .质量为 0. 06mol 24g/ mol=1. 44g，不符合，则应为原硅酸根，物质的量为0. 03mol ，质量003mol92g/mol

3、276g4 20g 276g 144g= .= .，金属质量.-.= .，物质的量=1. 44g 24g/ mol=0. 06mol ，得到 X 为 Mg2SiO4，则（ 1） X 的化学式是 Mg 2SiO4 或 2MgO SiO2。（2）白色粉末溶于氢氧化钠溶液的离子方程式是SiO2 2OH =SiO3 2 H2O。高温（3）高温条件下白色粉末与焦炭发生置换反应，该反应的化学方程式SiO2 2CSi2CO。2 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ab ， L 层电子数为ab。（1）推断元素名称和符号：X _、

4、 _， 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SiC23【解析】【分析】短周期元素 X 和元素 Y，元素 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 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

5、 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，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

6、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。3 有一种矿石，经测定含有镁、硅、氧三种元素且它们的质量比为12716。 (1)用盐的组成表示其化学式： _。(2)用氧化物的组成表示其化学式：_。(3)该矿石的成分属于_(填物质的分类 )。(4)写出该矿石 (氧化物形式 )与盐酸反应的化学方程式： _。【答案】 Mg2 422222SiO2MgO SiO硅酸盐 2MgO SiO 4HCl=2MgCl 2HO SiO【解析】【分析】根据 n= m 及原子个数比=原子的物质的量之比进行计算，得出正确结论；由金属离子和酸M根离子组成的化合物属于盐。【详解】镁、硅、氧的质量比为1

7、2： 7： 1612716，则镁、硅、氧的原子个数比为: =2:1:4242816(1)该矿石用盐的组成可表示为：Mg 2SiO4；(2)该矿石用氧化物的组成可表示为：2MgO?SiO2(3)Mg 2SiO4 属于盐类，且属于硅酸盐；(4)Mg 2SiO4 溶于与稀盐酸生成MgCl2 和 SiO2，发生反应的化学方程式为2MgOSiO24HCl=2MgCl2 2H2O SiO2。【点睛】硅酸盐由盐的书写改写为氧化物的形式为：活泼金属氧化物?较活泼金属氧化物?二氧化硅 ?水的顺序书写；注意：氧化物之间以“?隔”开；系数配置出现的分数应化为整数；金属氧化物在前 (活泼金属氧化物较活泼金属氧化物)，

8、非金属氧化物在后。4 有 A、 B、 C 三种不溶于水的固体。 A 是某元素的一种单质，它在氧气中完全燃烧得到一种无色气体，此气体能使澄清石灰水变浑浊，另外测得这种气体密度为同温、同压下氧气密度的 1.375 倍。 B 固体能溶于热氢氧化钠溶液，再往所得溶液中加入过量盐酸时，析出白色胶状沉淀D。此沉淀干燥后，成为不溶于水的白色粉末，这是一种比碳酸酸性还弱的酸。将B 与石灰石、纯碱按比例混合加热得到C， C 在高温时软化，无固定熔点。（1）根据以上事实，形成单质A 的元素名称为_，C 的名称为_。（2） B 固体溶于热氢氧化钠溶液的化学方程式是_。（ 3）生成白色胶状沉淀 D 的化学方程式是 _

9、。（ 4）由 B 制取 C 的化学方程式是 _。【答案】碳普通玻璃SiO 2NaOH=Na2SiO3 H2ONa2SiO3 2HCl=2NaCl H2SiO32Na2CO3 SiO2Na2SiO3 CO2 、CaCO3 SiO2CaSiO3 CO2 【解析】【分析】A 是某元素的一种单质，它在氧气中完全燃烧得到一种无色气体，此气体能使澄清石灰水变浑浊，这种气体为氧气密度的1.375 倍 (标准状况 )的气体，则该气体的相对分子质量=32 1.375=44，应是CO2，所以A 为碳， B 固体能溶于热氢氧化钠溶液，再往所得溶液中加入过量盐酸时，析出白色胶状沉淀，此沉淀干燥后，成为不溶于水的白色粉

10、末，这是一种比碳酸酸性还弱的酸，则该酸应为硅酸，将B 与石灰石、纯碱按比例混合加热得到C， C在高温时软化，无固定熔点，该反应为工业制普通玻璃的反应，所以B 为SiO2， C 为普通玻璃，据此答题。【详解】A 燃烧后生成的气体的相对分子质量为32 1.375 44，且能使澄清石灰水变浑浊，该气体是二氧化碳，则A 为碳元素的一种单质。B 物质能与氢氧化钠反应，且能继续与过量的盐酸反应生成一种比碳酸还弱的酸，则B 为二氧化硅。二氧化硅与石灰石、纯碱混合加热生成的C 在高温时软化且无固定熔点，可推知C 为普通玻璃；(1)根据以上事实，形成单质A 的元素名称为碳，C 的名称为普通玻璃；(2)B 为Si

11、O2，其溶于热氢氧化钠溶液的化学方程式是SiO2 2NaOH=Na2SiO3 H2O；(3)在Na2SiO3 溶液中滴加稀HCl，生成白色胶状沉淀H2SiO3 的化学方程式是Na2SiO32HCl=2NaCl H2SiO3；(4)由SiO2 制取普通玻璃的化学方程式是Na2CO3 SiO2Na2SiO3 CO2 、 CaCO3SiO2CaSiO3 CO2。5 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

12、_、_、_。(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】 SiCl4SiOHSiO3粗硅提纯SiO 2NaOH=NaSiO H OH SiO3SiO H O22232222【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 ，

13、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

14、，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

15、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。6A、 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 的元素在周期表中的位置：_

16、 。（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、 NO、 NO ；（

17、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 Al2 323；O，C 是 NaAlO ，D 是 Al(OH)（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、 D 分别为 N2、 NH

18、3、 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）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。7 铁橄榄石是天然的铁矿石，由实验测得铁橄榄石的摩尔质量为204 g mol

19、-1，其中铁元素的质量分数为54.9%，可以通过如下反应和相应的数据推知它的化学式。其中A J是中学化学中的常见物质，G 是一种红褐色固体，D 是一种难溶于水的含氧酸，J是一种主要的温室气体， A 为强碱，其焰色反应呈黄色，E 和 B 分别与酸化的硝酸银溶液反应时的实验现象相同，均有白色沉淀产生，流程中的部分生成物已略去。回答下列问题：（ 1） A 的电子式 ： _。（ 2）铁橄榄石的化学式 ： _。（ 3）写出 H G的化学方程式 ： _。【答案】Fe242223SiO 或 2FeO?SiO4Fe(OH) +O +2H O=4Fe(OH)【解析】A J是中学化学中的常见物质，G 是一种红褐色

20、固体，G 为氢氧化铁，则 H 为氢氧化亚铁， F 中含有铁离子， D 是一种难溶于水的含氧酸，D 为硅酸， J 是一种主要的温室气体， J为二氧化碳， A 为强碱，其焰色反应呈黄色，A 为氢氧化钠，则D 为二氧化硅， E 和 B 分别与酸化的硝酸银溶液反应时的实验现象相同，均有白色沉淀产生，则B 为盐酸， E 为氯气，因此 F 为氯化铁， C 为氯化亚铁。根据上述分析，铁橄榄石属于硅酸盐，且含有亚铁离子，设铁橄榄石的化学式为xFeOySiO204 g mol-1 ，其中铁元素的质量分数2，摩尔质量为为 54.9%，则 x= 20454.9%=2，因此 y=204 722=1，因此铁橄榄石化学式

21、为56602FeO?SiO。(1)A 为氢氧化钠，电子式为，故答案为；(2)铁橄榄石的化学式为2FeO?SiO，故答案为 2FeO?SiO2；(3)H 的G化学方程式为 4Fe(OH) +O +2H O=4Fe(OH) ，故答案为22234Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。8A、 B、 C、 D、 E、 F 六种物质的相互转化关系如图所示（反应条件和部分副产物未标出），其中反应是置换反应。（ 1）若 A、D、 F 都是非金属单质，且 A、 D 所含元素在周期表中同一列， A、 F 所含元素在周期表中同一横行，则反应的化学方程式是_。（ 2）若 A 是常见的金属单质， D、F 是

22、气态单质，反应在水溶液中进行，则反应（在水溶液中进行）的离子方程式是 _ ；（ 3）若 B、 C、 F 都是气态单质，且 B 有毒，和两个反应中都有水生成，反应需要放电才能发生， A、 D 相遇有白烟生成，反应的化学方程式是_。（4）若 A、D 为单质，且 A 原子核内所含质子数是D 的 2 倍， B 是参与大气循环的一种物质，和两个反应中都有红棕色气体生成，反应的化学方程式是_。【答案】 SiO2 2CSi 2CO2Fe2 Cl2 2Fe3 2Cl4NH3 5O4NO 6H O C 4HNOCO 4NO2 4H O22322【解析】【分析】【详解】（1）若 A、 D、 F 都是非金属单质，反

23、应是置换反应，A、 D 同主族，根据框图可知，A与 F 生成 E， C 与 F 也能生成 E，因此只能是 SiO2与 C 反应，则2是A 是 C、 B 是 SiO 、 C高温CO、 D 是 Si， E 是 CO2、 F 是 O2。反应的方程式为SiO22CSi 2CO 。（2）若 A 是常见的金属单质，反应是置换反应，D、 F 是气态单质，根据框图可知，A与 F 生成 E， C 与 F 也能生成 E，因此 A 只能为 Fe，D 为 H2 ，F 为 Cl2，B 为 HCl， C 为FeCl2， E 为 FeCl3。反应的方程式为2 Cl32Cl 。2Fe2 2Fe（ 3）若 B、 C、 F 都是

24、气态单质，且 B 有毒，和两个反应中都有水生成，反应需要放电才能发生， A、 D 相遇有白烟生成，所以 A 是氨气， B 是氯气， C 是氮气， D 是氯化氢， F是氧气， E 是 NO，反应的化学方程式是4NH3 5O2催化剂4NO6H2O。（4）若 A、 D 为短周期元素单质，且所含元素的原子序数A 是 D 的 2 倍，所含元素的原子核外最外层电子数 D 是 A 的 2 倍， B 是参与大气循环的一种物质，反应是置换反应，根据框图可知， A 为 Mg， D 为 C，B 为 CO2 ， C 为 MgO，又知和两个反应中都有红棕色气体生成， F 为 HNO33222。反应的化学方程式是C 4H

25、NOCO 4NO 4H O。【点晴】解框 的方法的最关 的是 找 “突破口 ”， “突破口 ”就是抓 “特 ”字，例如特殊 色、特殊状 、特殊气味、特殊反 、特殊 象、特殊制法、特殊用途等。9 中国 文化是人 文明的瑰宝，古代文献中 了大量古代化学的研究成果。回答下面 ：(1)我国最原始的陶瓷 出 在距今12000 年前，制作瓷器所用的原料是高岭士，其晶体化学式是 Al4 4108_。Si O (OH) ，用氧化物表示其 成 (2)本草 目中 ：“(火 )乃焰消 ( KNO )、硫磺、杉木炭所合，以 烽燧 机 3者。 ”反 原理 ：S+2KNO3222_ ，反 +3CK S+N +3CO， 反

26、 的氧化 是 移 4mol 子 ，被 S氧化的 C 有 _mol 。(3)我国古代中 学著作新修本草 的 物有844 种，其中有关 “青 ”的描述 ： “本来 色，新出窟未 者，正如瑁璃 之赤色 。”我国早期科技 物理小适 -金石 有加 青 的景象：“青 厂气熏人，衣服当之易 ， 木不盛。”青 就是 矾( FeSO47H2 O)。根据以上信息，写出“青 ”受 分解的化学方程式_ 。【答案】 Al2 32231/6 或 0.17 或 0.167O 2SiO2H O S， KNO2FeSO47H2OFe2O3+SO3 +SO2 +14H2 O【解析】【分析】(1)化学式改写成相 的氧化物的形式，按

27、照活 金属氧化物? 活 金属氧化物?SiO2?H2O的 序来 写，并要遵守原子守恒来分析解答；(2)反 程中，元素化合价升高的失 子做 原 生氧化反 ，元素化合价降低的做氧化 生 原反 ，反 中得 子数等于失 子数来分析 算；(3)本来 色，新出窟未 者，正如瑁璃 之赤色，青 厂气熏人，衣服当之易 ， 木不盛。 ”青 就是 ( FeSO4?7H2O)， 明分解生成了二氧化硫、三氧化硫、氧化 和水。【 解】(1) 的氧化物 Al O ，硅的氧化物 SiO ， 的氧化物 H O， 根据活 金属氧化物 ?2322 活 金属氧化物 ?SiO224 4 108可改成： 2Al2 322?H O 得 序可

28、知Al Si O (OH)O ?4SiO ?4H O；(2)S+2KNO +3CK S+N +3CO，反 中硫元素化合价0 价降低 -2 价，氮元素化合3222价+5 价降低 0 价，反 中做氧化 的是S、 KNO3 ， 子守恒 算，碳元素化合价0 价升高 +4 价， 子守恒分析 子 移 数12e-，其中硫得到 子 2e-，氮元素得到 子10e-， 子 移 数12e- ，被硫氧化的碳0.5mol ，反 移 4mol 子 ，被 S 氧化的 C有40.51mol ；mol=612(3)本来 色，新出窟未 者，正如瑁璃 之赤色，青 厂气熏人，衣服当之易 ， 木不盛。 ”青 就是 ( FeSO ?7H

29、 O)， 明分解生成了二氧化硫、三氧化硫、氧化 和42水，分解的化学方程式：2FeSO?7H OFe O +SO +SO +14H O。422332210 请按要求完成下列各题：（1）硫单质与浓硫酸在加热条件下反应的化学方程式_（2）在水玻璃中通入过量二氧化碳，其总反应的离子方程式为_（3）将一小块钠投入到盛CuSO4 溶液的烧杯中，剧烈反应，放出气体并生成蓝色沉淀，其总反应的离子方程式为_（ 4）石灰乳与苦卤中的 Mg2+反应的离子方程式 _（ 5）成分为盐酸的洁厕灵与 “84消”毒液混合使用，易中毒，其中反应的离子方程式为_（ 6）铁粉与水蒸气反应的化学方程式是_【答案】 S+2H2SO4

30、3SO2 +2H2O2-SiO3+2H2O+2CO2=H2 SiO3 +2HCO32+2+2+-2Na+2H2O+Cu Cu(OH)2 +H2 +2NaCa(OH)2+Mg =Mg(OH)2 +CaCl+ClO+2H+ Cl2 +H2O3Fe+4H2O(g)Fe3O4 +4H2【解析】【分析】(1)硫单质与浓硫酸在加热条件下生成SO 和水；2(2)在 Na SiO 溶液中通入过量二氧化碳，生成硅酸沉淀和NaHCO ；233(3)钠与硫酸铜溶液的反应实质为：钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，生成的氢氧化钠与铜离子反应生成氢氧化铜沉淀，据此写出反应的离子方程式；(4)石灰乳与苦卤中的Mg 2+反应生成

31、Mg(OH)2 和 Ca2+；(5)酸性条件下，氯离子和次氯酸根离子反应生成氯气和水；(6)铁粉与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气。【详解】(1)硫单质与浓硫酸在加热条件下生成SO2 和水，发生反应的化学方程式为S+2H2SO43SO2 +2H2O；(2)在Na2SiO3 溶液中通入过量二氧化碳，生成硅酸沉淀和NaHCO3，发生反应的离子方程式为 SiO32-+2H2O+2CO2=H2 SiO3 +2HCO3-；(3)钠先与水反应生成氢氧化钠和氢气，生成的氢氧化钠与硫酸铜溶液反应生成氢氧化铜蓝色沉淀，反应的离子方程式为： 2Na+2H2O+Cu2+ Cu(OH)2 +H2 +2Na+；(4)石灰乳与苦卤中的 Mg 2+反应生成 Mg(OH)2 和 Ca2+，反应的离子方程式为2+2+；Ca(OH)2+Mg=Mg(OH)2 +Ca(5)酸性条件下，氯离子和次氯酸根离子反应生成氯气和水，离子方程式为Cl-+ClO-+2H+ Cl2 +H2O；(6)铁粉与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，反应的化学方程式是3Fe+4H2O(g)Fe3O4 +4H2。