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1、2020-2021 备战高考化学 ( 硅及其化合物推断题提高练习题) 压轴题训练及答案一、硅及其化合物1 在下列物质的转化关系中，A 是一种固体物质，E 是一种白色沉淀，据此填写下列空白：(1)B 的化学式是 _， B 在固态时属于 _晶体， 1mol 含有的共价键数目是_NA。(2)E 的化学式是 _。(3)B 和 a 溶液反应的离子方程式是_(4)A 和 a 溶液反应的化学方程式是_【答案】 SiO2原子4H2SiO 3SiO 2 2OH SiO 32 H 2OSi 2NaOH H 2ONa2SiO 3 2H 2【解析】【分析】A 是一种固体单质，与氧气反应得到B 为氧化物， E 是一种白
2、色沉淀且不溶于盐酸，E 加热分解得到 B ，所以 E 为 H2SiO 3，结合转化关系，可知 A 为 Si，B 为 SiO 2， a 为强碱溶液，如 NaOH 溶液， G 为 Na2SiO 3， D 为 H2O， F 为 H 2。【详解】（1）由上述分析可知，B 是 SiO 2， SiO2 由硅原子和氧原子通过共用电子对形成空间网状结构，在固态时属于原子晶体，每个硅原子和四个氧原子形成四个共价键，1mol 含有的共价键数目是 4NA。故答案为： SiO 2；原子； 4；（2）由上述分析可知， E 为 H2SiO 3，故答案为： H 2SiO 3；（3）二氧化硅与强碱溶液反应生成硅酸盐与水，反应
3、的离子方程式为：SiO 2+2OH =SiO 32+H2O；故答案为： SiO 2+2OH =SiO32+H 2O；（4） Si 与氢氧化钠反应生成硅酸钠与氢气，反应方程式为：Si+2NaOH+H 2O=Na 2SiO3+2H 2，故答案为： Si+2NaOH+H 2O=Na 2SiO3+2H 2。【点睛】本题考查无机物推断， B 为氧化物、 E 为不溶于盐酸的白色沉淀为推断突破口，需要学生熟练掌握元素化合物性质。2 已知 A 是一种不溶于水的固体非金属氧化物，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： _
4、；_；_。【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
5、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，反应的方程式为SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2，故答案为：SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2。H2SiO3 受热分解生成Si
6、O2 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 Na2SiO3+H2O，离子方程式为SiO2+2OH- SiO32-+H2 O，故答案为： SiO2+2OH-2-SiO3 +H2O。 Na2SiO
7、3 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”。3X、Y、 Z、 W 四种物质有如下相互转化关系（其中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
8、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
9、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=Na2SiO3+H2 O。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。A 为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单
10、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 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
11、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（ Na23223
12、23SiO ）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232过量，则反应生成3-， 故该反应的离子方程式为：32-H SiO ；由于 COHCOSiO22233-；+2CO +2H O=H SiO +2HCO（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 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
13、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 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 12_。)和 H ，写出该反应的化学方程式【答案】 Mg2Si2+2433 42Mg+ 2OH= Mg(OH) 3SiH +4NH = Si N +12H 【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28281612.0 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2SiH4；固体
14、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2416.0 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24 16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+ 2OH = Mg(OH)2；（3） NH3 与 SiH4 在一定
15、条件下反应后可得到的一种耐高温材料中含N 与 Si，仅含两种元素，摩尔质量为140 g mol 1，则该化合物为Si3N4 和 H2，其化学方程式为： 3SiH4+4NH3=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。6 已知A、 B、 C、 D、E 是中学常见的五种化合物。且A、 B、 C 均含有同一种元素，A 可用于呼吸面具中的氧气来源，B 是制备普通玻璃的主要成分之一，D 在常温下是一种常见液体， E
16、 是一种两性氢氧化物，F 是一种非金属单质。它们之间有如下关系：A+D C+F， C+E盐 +D。（ 1）写出下列物质的化学式： A_、 B_、 D_、 F_（ 2）写出 C+E盐 +D 的离子方程式 _ ；（ 3） E 中某元素的单质可与氧化铁发生铝热反应，写出其反应的化学方程式_ 。-Al2O3+2Fe【答案】 Na2 O2 Na2CO3 H2O O2 Al(OH)3 + OH= AlO2 +2H2O 2Al+Fe2O3【解析】【分析】A、 B、 C、 D、E 是中学常见的五种化合物。且A、 B、 C 均含有同一种元素，A 可用于呼吸面具中的氧气来源， A 为过氧化钠； B 是制备普通玻璃
17、的主要成分之一，且含有钠元素，为碳酸钠； D 在常温下是一种常见液体，D 为水； E 是一种两性氢氧化物，E为氢氧化铝；F 是一种非金属单质， A+D C+F，则 C 为氢氧化钠，F 为氧气；氢氧化钠能够与氢氧化铝反应生成偏铝酸钠和水，满足C+E盐+D，据此分析解答。【详解】(1)根据上述分析， A 为过氧化钠 ， B 为碳酸钠 ，C 为氢氧化钠， D 为水； E 为氢氧化铝； F 为氧气，故答案为 Na2O2； Na2CO3； H2O； O2；(2)C+E 盐 +D 为氢氧化钠与氢氧化铝反应生成偏铝酸钠和水，氢氧化铝难溶于水，应该用化学式表示，反应的离子方程式为-+2H2O，故答案为-Al(
18、OH)3 + OH= AlO2Al(OH)3 + OH=-+2H2O；AlO2(3)铝与氧化铁发生铝热反应，反应的化学方程式为2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe，故答案为2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe。7A、 B、 C、 D 都是初中化学中的常见物质，具有如图所示的转化关系（反应条件、有些反应物或产 物已略去）：（1）若 A 是一种白色难溶于水的钙盐，由三种元素组成，C 是大气循环中的一种重要物质则 B 的化学式是 _， C 和 D 反应生成A 的化学方程式是_。（2）若 A 是无色液体， D 是一种黑色固体，则C 的化学式是 _，由 B 生成 D 的化学方程式为 _。（3）若 A 是
19、碳酸氢钠，且已知碳酸氢钠受热可分解为碳酸钠、二氧化碳和水，写出过量的气体 C 与 D 溶液反应生成A 的化学方程式。【答案】（ 1） CaO（ 1 分）； CO2+Ca（ OH） 2=CaCO3 +H2O（ 2 分）（2） H2（ 1 分）； 2Cu+O22CuO（或者 3Fe+2O2Fe3O4）（ 2 分）（ 3） CO2+NaOH=NaHCO3（ 2 分）【解析】试题分析：（ 1）若 A 是一种白色难溶于水的钙盐，由三种元素组成，C 是大气循环中的一种重要物质，所以 C 是 CO2， A 是碳酸钙。碳酸钙高温分解生成氧化钙和2CO ，即 B 是氧化钙，氧化钙溶于水生成氢氧化钙，氢氧化钙吸收
20、CO2 生成碳酸钙，即D 是氢氧化钙，所以B 的化学式是 CaO， C 和 D 反应生成（2）若 A 是无色液体，则 A 是水。A 的化学方程式是CO +Ca（ OH） =CaCO +H O。2232D 是一种黑色固体，则D 是氧化铜或四氧化三铁，因此 B 是氧气， C 是氢气，则 C 的化学式是 H222CuO，由 B 生成 D 的化学方程式为 2Cu+O或者 3Fe+2O23 4Fe O 。（3）若 A 是碳酸氢钠，且已知碳酸氢钠受热可分解为碳酸钠、二氧化碳和水，则气体C是 CO2， D 是氢氧化钠，因此过量的气体C 与 D 溶液反应生成A 的化学方程式为CO +NaOH=NaHCO。23
21、考点：考查无机框图题推断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SiO2NaAlO2、 NaCl、 NaOHAlO2-+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氯化铜溶液，加入过量氢氧化钠溶液生成氢氧化
22、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)步骤为二氧化碳和偏铝酸钠溶液的反应，离子方
23、程式为：2-223-AlO +CO +2H O=HCO3+Al(OH) 。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)33+3H2O2322 AlAlO +2NaOH 2NaAlO+H
24、O；2Al+2NaOH+2H 2O=2NaA1O 2+3H 22Cl 2+2Ca(OH)2=CaCl 2+Ca(ClO) 2+2H2OSiO2+4HF=SiF 4 +2H 2ONa 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)3Al3+3H2O；答案为： 3H+Al(OH)3 A
25、l3+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=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O；(4)在玻璃上雕
26、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：Na2322233SiO +2CO +2HO=H SiO +2NaHCO。【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Na SiO +CO+HO=H SiO +NaCO ，解题时，对关键词“过量”一定要引起高度重视。2322232310
27、按要求回答下列问题：（1） FeCl33胶体的本质区别是： _。溶液和 Fe(OH)（ 2）工业上制玻璃的原料有纯碱 、石英和 _（填名称）。（ 3）工业上金属钠可用来制备钛等金属，利用了金属钠的 _性。（ 4）盛放 NaOH 溶液的玻璃试剂瓶应选用 _ 塞（填 “玻璃 ”或“橡胶 ”）。（5）用四氯化碳萃取溴水后，分液时有机层从分液漏斗的_（填 “下口放出 ”或“上口倒出 ”）。（6） 6.20 g Na2O 晶体中含离子数目是 _ （ NA 为阿伏加德罗常数的数值）。（7）等质量的 NH3 和 H2S 中，氢原子的个数比是_。（8）加热某碱式碳酸镁晶体4MgCO3?Mg(OH)2?5H2O
28、至质量不再变化时，得到 10.0g残留固体和 _L CO2 （标准状况下 ）。【答案】分散质粒子直径石灰石 还原 橡胶下口放出0.3NA 3:1 4.48【解析】【分析】（ 1）根据胶体与溶液的本质区别来解答；（ 2）根据工业上制玻璃的原料分析解答；（ 3）根据钠与四氯化钛表现的性质来分析解答；（ 4）根据二氧化硅与 NaOH 溶液溶液反应分析判断；（ 5）根据四氯化碳密度大于水分析；（6） Na2O 晶体为离子晶体，+-，以此分析；1mol 晶体中含有 2molNa 和 1molCl（7）质量相等，计算NH3 和 H2S 气体物质的量之比结合二者分子构成解答；（8）加热 4MgCO322Mg
29、O，根据?Mg(OH) ?5HO至质量不再变化时，得到的固体为mn=， V=nVm 及原子守恒进行计算。M【详解】（1） Fe(OH)3胶体区别于33FeCl 溶液最本质的特征是Fe(OH) 胶体的分散质微粒直径大小在1100nm 之间，即分散质粒子直径大小不同，故答案为 ：分散质粒子直径；（2）工业上以石灰石、纯碱、石英为原料制取玻璃，故答案为 ：石灰石；（3）钠是活泼金属，极易失去电子被氧化，工业上金属钠可用来制备钛等金属，利用了金属钠的还原性 ，故答案为 ：还原；（ 4）由于玻璃中的二氧化硅能与 NaOH 溶液反应生成粘性的硅酸钠，而使玻璃塞和瓶口粘在一起不易打开，因此盛放 NaOH 溶
30、液的玻璃试剂瓶应选用橡胶塞，故答案为 ：橡胶；（ 5）四氯化碳的密度大于水的密度，用四氯化碳萃取溴水后，有机层在下层，分液时有机层从分液漏斗的下口放出，故答案为 ：下口放出；+（6） 6.20 g Na2O 的物质的量为0.1mol ， Na2O 晶体为离子晶体，1mol 晶体中含有2molNa和 1molCl - ，所以晶体中含离子数目是 0.3NA，故答案为 ：0.3NA；（7）设二者的质量为 mg，则同质量的 NH3 和 H2S 气体的体积等于物质的量之比m2317，= m =2： 1，则所含氢原子的个数比是1=3:1234故答案为 ：3:1 ；（8）加热 4MgCO3?Mg(OH)2?5H2O生成 MgO 和二氧化碳、水，至质量不再变化时，得到的固体为 MgO， 10gMgO 的物质的量为10 g=0.25mol ，由镁元素和碳元素守恒关系可40 g / mol知， n(MgCO3)=4 n(Mg)= 4 0.25mol=0.2mol ， n(CO2)= n(MgCO3)=0.2mol ，55V(CO2)=0.2mol 22.4L/mol=4.48L ，故答案为 ：4.48L。