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1、2020-2021 高考化学知识点过关培优易错试卷训练硅及其化合物推断题附答案解析一、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 X
2、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，不溶于其
3、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。2 在下列物质的转化关系中，A 是一种固体单质，且常作半导体材料，E 是一种白色沉淀， F 是最轻的气体单质。据此填写：（1） B 的化学式是 _，目前在现代通迅方面B 已被用作 _主要原料。（2） B 和 a 溶液反应的离子方程式是_ 。（
4、3） A 和 a 溶液反应的离子方程式是_ 。（4） C 和过量盐酸反应的离子方程式是_ 。【答案】 SiO2SiO2 H2O=SiO32- 2H2制光导纤维2OH =SiO3 2- H2OSi 2OHSiO32- 2H =H2 SiO3【解析】【分析】A 是一种固体单质，且常作半导体材料，则A 是 Si，所以 B 为 SiO2，由图中转化关系可知E 为 H2SiO3 ，a 为 NaOH， C 为 Na2SiO3， D 为 H2O，由于 F 是最轻的气体单质，则F 为 H2。【详解】A 是一种固体单质，且常作半导体材料，则A 是 Si，所以 B 为 SiO ，由图中转化关系可知2E 为 H S
5、iO ，a 为 NaOH， C 为 Na SiO ， D 为 H O，由于 F 是最轻的气体单质，则F 为 H ，232322（1） B 的化学式是 SiO2，目前在现代通迅方面B 已被用作光导纤维主要原料；（2） B 和 a 溶液反应的离子方程式是SiO232- H22OH=SiOO；（3） A 和 a 溶液反应的离子方程式是Si2OH H232- 2H2O=SiO；（4） C 和过量盐酸反应的离子方程式是SiO32- 2H23。=H SiO3 某课外学习小组对日常生活中不可缺少的调味品出苍白色火焰。 M 与其他物质的转化关系如图所示M 进行探究。已知(部分产物已略去)：C 可在D 中燃烧发
6、(1)写出B 的电子式_。(2)若A 是一种常见的酸性氧化物，且可用于制造玻璃，写出A 和 B 水溶液反应的离子方程式_。(3)若A 是CO2 气体，A 与B 溶液能够反应，反应后所得的溶液再与盐酸反应，生成的CO2物质的量与所用盐酸体积如图所示，则A 与 B 溶液反应后溶液中溶质的化学式_。(4)若 A 是一种常见金属单质，且A 与 B 溶液能够反应，则将过量的F 溶液逐滴加入E 溶液，边加边振荡，所看到的实验现象是_。(5)若 A 是一种氮肥 , A 和 B 反应可生成气体 E， E与 F、 E 与 D 相遇均冒白烟，且利用E 与 D的反应检验输送 D 的管道是否泄露，写出E 与 D 反应
7、的化学方程式为_。(6)若 A 是一种溶液，可能含有、 Fe3、 Al3、 CO32- 、 SO42-中的某些离子，H 、NH4+、 Mg2当向该溶液中加入 B 溶液时发现生成沉淀的物质的量随B 溶液的体积发生变化如图所示，由此可知，该溶液中肯定含有的离子的物质的量浓度之比为_。【答案】SiO2+2OH-=SiO32-+H2ONaHCO3、Na2CO3先有白色沉淀生成，随后沉淀逐渐减少最终消失3Cl28NH326NH434+42-=NClc(Al )c(NH )c(SO )c(H )11 2 3【解析】【分析】由题给信息可知，C可在 D 中燃烧发出苍白色火焰，则该反应为氢气与氯气反应生成HCl
8、，故 C 为 H2、 D 为 Cl2、 F 为 HCl，M 是日常生活中不可缺少的调味品，由题给转化关系可知， M 的溶液电解生成氢气、氯气与 B，则 M 为 NaCl、 B 为 NaOH。【详解】（1） B 为 NaOH，氢氧化钠是由钠离子和氢氧根离子组成的离子化合物，电子式为，故答案为：；（2）若 A 是一种常见的酸性氧化物，且可用于制造玻璃，则A 为 SiO223，二， E 为 NaSiO氧化硅与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和水，反应的离子方程式为SiO2-32-2+2OH =SiO+H O，故答案为： SiO2-32-2+2OH =SiO+H O；（ 3）若 A 是 CO2 气体， CO
9、2 与 NaOH 溶液能够反应生成碳酸钠或碳酸氢钠或两者的混合物，也有可能氢氧化钠过量，反应后所得的溶液再与盐酸反应，溶液中溶质只有碳酸钠，则碳酸钠转化为碳酸氢钠消耗盐酸体积与碳酸氢钠反应生成二氧化碳消耗盐酸体积相等，由图可知消耗盐酸体积之比为1： 2，则 CO2 与 NaOH 溶液反应后溶液中溶质为Na2CO3 和NaHCO3，故答案为： Na2CO3 和 NaHCO3 ；（4）若 A 是一种常见金属单质，且与NaOH 溶液能够反应，则A 为 Al， E为 NaAlO2，则将过量的 HCl 溶液逐滴加入 NaAlO2 溶液中，先生成氢氧化铝，而后氢氧化铝溶解，故看到的现象为溶液中先有白色絮状
10、沉淀生成，且不断地增加，随后沉淀逐渐溶解最终消失，故答案为：先有白色沉淀生成，随后沉淀逐渐减少最终消失；（5）若 A 是一种化肥，实验室可用A 和 NaOH 反应制取气体E， E 与 F 相遇均冒白烟，则E 为 NH3、 A 为铵盐， E 与氯气相遇均冒白烟，且利用E 与氯气的反应检验输送氯气的管道是否泄露，则 E 与 D 的反应为氨气与氯气反应生成氯化铵和氮气，反应方程式为：3Cl2+8NH3=N2+6NH4 Cl，故答案为： 3Cl2+8NH3=N2+6NH4Cl；（6）由图可知，开始加入NaOH 没有沉淀和气体产生，则一定有H+，一定没有 CO32- ，后来有沉淀产生且最后消失，则一定没
11、有Mg2+、 Fe3+，一定含有 Al3+；中间段沉淀的质量不变，应为 NH4+OH-=NH3?H2O 的反应，则含有NH4+，由电荷守恒可知一定含有SO42-，发生反应 H+-23+-3+OH =H O，氢离子消耗 NaOH 溶液的体积与Al +3OH =Al( OH) 铝离子消耗 NaOH溶液的体积之比为 1： 3，发生反应 NH4+-322 体积，则 n+OH =NH ?H O，铵根消耗氢氧化钠为（H+）： n（ Al3+）： n（ NH4+） =1： 1：2，由电荷守恒可知，n（H+）： n（Al3+）： n（NH4+）： n （ SO42- ） =1：1： 2： 3，故 c（ H+）
12、： c（ Al3+）： c（ NH4+）： c（SO42- ） =1：1：2： 3，故答案为：c（ H+）： c（ Al3+）： c（ NH4+ ）： c（ SO42-） =1：1 ：2： 3。【点睛】根据图象中的平台确定溶液中含有铵根离子是解答关键，注意利用离子方程式与电荷守恒进行计算是解答难点。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图所示。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。A 为地壳中含请回答：（ 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 _。（
13、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 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 OSiO22233-C,D+2CO +2H O=H SiO +2HCO【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SiO2 ， E 为 CO；由 “ B+NaOH D+H2O”可得 D 为 Na2SiO3；由 “ B+Ca
14、O C”可得 C 为 CaSiO3；据此结合设问进行分析作答。【详解】（1）由分析可知，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： CaSiO3 ；（3） B 为SiO2， 与 NaOH 溶液反应生成23Na SiO 和水，该反应的化学方程式为：SiO +2NaOH=Na SiO +H O；2232（4）往 D（ Na2322323SiO ）溶液中通过过量CO后，由于H CO的酸性比 H SiO 强，故反应生成H SiO ；由于 CO 过量，则反应生成HCO-， 故该反应的离子方程式为：SiO2-2323
15、3+2CO2+2H2O=H2SiO3+2HCO3-；（5） A、石英玻璃的主要成分是SiO2 ， 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。5 现有如图所示的转化关系，水和部分产物已略去。已知：X 和 Z 是两种透明、不溶于水的坚硬固体，其中Z 无固定熔点，是现代建筑不可缺少的装饰和采光材料；无色气体A 是引起温室效应的主要气体；B、 D 均为难溶于水的白色固体；高纯度的F 是使用最广泛的半导体材料。据此回答下列问题：
16、（1） Z 的名称是_，工艺师在Z 表面刻蚀花纹图案需用的试剂为_(填名称 ) 。（2）由 X、 Y 制 F 的化学方程式为_，此反应中Y 作 _剂( 填“氧化”或“还原” ) 。（ 3）转化的化学方程式为 _ ；转化 (A 少量 ) 的离子方程式为_ 。【答案】玻璃氢氟酸SiO2+2CO2CO+Si还原SiO2 2NaOH=NaSiO3 H2OSiO CO2 H2O=H2SiO3 CO【解析】【分析】X 为不溶于水的坚硬固体， Z 无固定熔点，是现代建筑中不可缺少的装饰材料，判断为玻璃，说明 X 为 SiO2；无色气体 A 是引起温室效应的主要气体为CO2；B、 D 均为难溶于水的白色固体，
17、流程分析可知B 为 CaCO，；3高纯度的 F 是制造电脑芯片的一种非金属单质为Si；结合流程分析判断可知X 为 SiO23232323，Z，B 为 CaCO，C 为 Na SiO， D 为 HSiO ， E 为 Na CO为玻璃， Y 为 CO， F 为 Si【详解】由以上分析：（ 1） Z 无固定熔点，是现代建筑中不可缺少的装饰材料，判断为玻璃；工艺师在 Z 表面刻蚀花纹图案需用的试剂为氢氟酸。（2）由 X、 Y 制 F 的过程为 SiO2+2CO2CO+Si ， CO做还原剂。（3）转化的化学方程式为SiO 2NaOH=NaSiO H O；无色气体A是引起温室效应的232主要气体，则 A
18、 为 CO2 ，转化 (A 少量 ) 的离子方程式为SiO CO2 H2O=H2SiO3CO 。6 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+2CO24SiO SiO +20H=SiO+H O SiO +2C还原剂 2.408 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，
19、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SiO 2OH =SiO23222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
20、，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。7 图中 X、 Y、 Z 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 H2 反应生成ZH4，写出 Z 与 NaOH 反应的化学方程式_(3)写出由
21、Y 与 NO、 H2O 生成 D 反应的化学方程式： _ 。(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 +2H4NO+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
22、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H2SiO3；(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)
23、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+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：xmol
24、2+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。8 某固体混合物 X 可能由 Na2O2、 Al2O3、 Fe2O3、 Cu 、SiO2 中的一种或几种物质组成。为确定 X 的成分，进行了如下三个实验。分析并回答下列问题：（1）由实验 可得出的结论为：_。（2）步骤 所发生反应的离子方程式为：_， _。反应 涉及固体质量变化的化学方程式为：_。（ 3）由步骤 可得出的结论为： _。（
25、4）步骤 所得蓝色溶液中阳离子为 _。（5）原混合物中各成分的质量之比是_。（不必简化）【答案】混合物+3+3+2+2+X 中无 Na2O2 Fe2O3+6H =2Fe+3H2O Cu+2Fe =2Fe +CuSiO2+2NaOH=Na2SiO3+ H2O 混合物 X 中无 Al2O3H+、 Cu2+、 Fe2+m(Fe2 O3) : m（ Cu）：m(SiO2)=3.2： 3.2： 3.0【解析】【分析】【详解】（1）由于 Na2O2 能与水反应生成NaOH 和 O2，实验取4.7gX 投入水中，有不溶物出现，过滤、洗涤、干燥、称量不溶物，其质量仍为4.7g，得出的结论是混合物 X 中无 N
26、a2O2。（2）实验向9.4gX 中加入过量的盐酸得到蓝色溶液和4.92g 固体，该蓝色溶液中含2+，但 Cu 与 HCl 不反应，所以X 中必有 Fe2 3CuO 和 Cu，步骤 I 中所发生反应的离子方程式为 Fe2 3+3+23+2+2+；向 4.92g 固体中加入过量 NaOH，固体减O +6H=2Fe +3H O、Cu+2Fe =Cu +2Fe少 4.92g-1.92g=3.0g，减少的固体为 SiO22， 9.4gX 中含 3.0gSiO ，反应 II 涉及固体质量变化的化学方程式为 SiO2232+2NaOH=Na SiO +H O。（3）实验向 9.4gX 中加入过量 NaOH
27、，固体减少 9.4g-6.4g=3.0g，减少的固体的质量与SiO2 的质量相等，说明溶解的物质只有SiO2、没有 Al2O3，步骤 III 可得出的结论是：混合物X 中无 Al2O3。（4）由上面的分析，步骤III 得到的6.4g 固体是 Cu 和 Fe2O3 的混合物，实验向 6.4g 固体中加入过量 HCl 得到蓝色溶液和1.92g 固体，发生反应的离子方程式为+3+3H2O、3+2+2+，由于仍有固体未溶解说明FeFe2 O3+6H =2FeCu+2Fe =Cu +2Fe2O3 与 HCl 反应生成的 Fe3+不能将 Cu 完全溶解，1.92g 固体为 Cu， Fe3+完全被还原为Fe
28、2+，步骤 IV 所得蓝色溶液中的阳离子为Cu2+、Fe2+和 H+（ H+来自过量 HCl）。（5）根据上述分析，设6.4g 固体中 Fe2O3物质的量为 y，根据反应2 3+3+23+2+2+，溶解的 Cu 的物质的量为y，Fe O +6H =2Fe+3H O、Cu+2Fe =Cu +2Fe160g/moly+64g/moly+1.92g=6.4g ，解得 y=0.02mol ，则 9.4gX 中含 Fe O的质量为230.02mol 160g/mol=3.2g、含 SiO 3.0g、含 Cu 的质量为（9.4g-3.2g-3.0g）=3.2g，则原混合物2中 m(Fe2O3) : m（
29、Cu）： m(SiO2)=3.2： 3.2 ： 3.0。9（ 14 分）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、抗氧化的特性。它是以中学化学中常见物质为原料来生产的，图中 C、 M、 K 均含 A 元素， M 的分子式为 A（NH2 ）4； E 为不含 A 元素的氢化物，在空气中易形成白雾； G、 F 均为难溶于水的白色沉淀， H 为氧化物， J为气体；其余物质均为中学化学中常见物质。（提示：NH3 和 H2O 的化学性质在某些方面相似）请回答下列问题：（1）写出指定物质的化学式： A， C， F。（2） K 的化学式为。（3）写出图中下
30、列序号的化学方程式：反应 ；反应 。（4）写出图中反应 的离子方程式：。【答案】（ 14 分）（ 1）Si （ 2 分）； SiCl4（ 22344 （ 2 分）；分）； H SiO（HSiO ）（ 2） Si3N4（ 2 分）（ 3） Si 2NaOH H2O Na2SiO3 2H2（ 2 分） SiO 2 2NaOHNa2SiO3 H2O （ 2分）（ 4） SiO 3 2 2CO2 2H2O H2SiO3 2HCO3 （ 2 分）【解析】试题分析：根据题中各种物质之间的转化关系，F 均为难溶于水的白色沉淀，H 为氧化物， H 与 NaOH 溶液发生反应产生I，I 与过量的 CO2 发生反
31、应产生 F，数目 F 是弱酸，而且不稳定，受热发生分解反应，结合化合物A 可谓形成四个共价键可知A 元素为 Si 价化合物， C、 H、 K 均含有 A 元素， K 抗腐蚀能力强，氮溶液被氢氟酸腐蚀，数目K 中含有 Si 元素，由此可取代 A 是 Si，H 是 SiO22323，I 是 Na SiO ，则 F 是H SiO ， E 为不含 A 元素的氢化物，在空气中易形成白雾；E 与 AgNO3 溶液发生反应产生的F 为难溶于水的白色沉淀，则F是 AgCl， E 是 HCl，所以 B 是 Cl2。 C 是 SiCl4， SiCl4 与过量的 NH3 发生反应产生M 是 Si3N4，K 是含有 Si 元素的两种短周期元素组成的新型无机非金属材料，具有超硬物质，具有耐磨、耐腐蚀、抗冷热冲击、抗氧化的特性。则K 是 Si3N4。（ 1） A 物质的化学式：是 Si； C化学式是 SiCl4， F 是 H2 SiO3，（ 2）K 的化学式为 S