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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篇及答案(1)一、硅及其化合物1A、 B、 C、 D、 E 五种物质之间的相互转换关系如图所示。已知：计算机芯片， E 为无色有毒气体。A 为单质，可用于制造回答下列问题：（ 1） B 在物质分类上属于 _( 填“酸性氧化物”或“碱性氧化物” ) 。（ 2）反应的化学方程式为 _。（ 3）反应的化学方程式为 _。（4）在 D 的溶液中通入过量CO2 气体的离子方程式为_。【答案】酸性氧化物SiO2高温高温32 -+2CSi+2CO23SiO +CaOCaSiOSiO-+2H2 O+2CO2=2HCO3 +H2SiO3【解析】【
2、分析】A 为单质，可用于制造计算机芯片，则A 为 Si，E 为无色有毒气体，结合转化关系可知，B为 SiO2， SiO2 与碳反应生成Si、 CO，所以 E 为 CO； SiO2 与 CaO反应生成C 为 CaSiO3； SiO2与 NaOH 反应生成 Na2SiO3 和水。据此解答。【详解】（1） B 为 SiO2，能与碱反应生成盐和水，属于酸性氧化物，故答案为：酸性氧化物；（2）反应是 SiO2与 C 反应生成Si、 CO，其化学反应方程式为：高温Si+2CO，2SiO +2C高温故答案为： SiO2+2CSi+2CO；（3）反应是 SiO2 与 CaO 反应生成 CaSiO3，其化学反应
3、方程式为：高温高温SiO2+CaOCaSiO3，故答案为：SiO2+CaOCaSiO3；（4） D 为 Na2322322SiO ，其溶液中通入过量 CO ，其化学反应方程式为：Na SiO +2H O+2CO2NaHCO3+H2SiO3，其离子方程式为：SiO32- +2H2O+2CO2=2HCO3- +H2SiO3，故答案为：SiO32- +2H2O+2CO2=2HCO3- +H2SiO3。2 某课外学习小组对日常生活中不可缺少的调味品M 进行探究。已知C 可在D 中燃烧发出苍白色火焰。M 与其他物质的转化关系如图1 所示 (部分产物已略去)：(1)写出B 的电子式_。(2)若 A 是一种
4、非金属单质，且可用于制造半导体材料，写出式_ 。A 和 B 水溶液反应的离子方程(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，生成的物质的量与所用盐酸体积如图2 所示，则 A 与 B 溶液反应后溶液中所有溶质的化学式为CO2_ ；c(HCl)=_mol/L。(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 是一种可用于做氮肥的化合物, 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
5、泄露，写出E 与 D 反应的化学方程式为_ 。(6)若 A 是一种溶液，可能含有、Al3H 、NH 、 Mg 2、 Fe3、CO32- 、 SO4 2-中的某些离子，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3 所示，由此可知，该溶液中肯定含有的离子是_ ，它们的物质的量浓度之比为 _。【答案】Si+2OH- +2H2O=SiO32-+2H2NaOH、 Na2CO30.05先有白色沉淀生成，随后沉淀逐渐减少最终消失23Cl2 8NH3=N2 6NH4Cl H、 Al3 、 NH 4、 SO4) c( NH2) 1 1 2 3c(H) c(Al34 ) c(S
6、O4【解析】【分析】(1) C 可在 D 中燃烧发出苍白色火焰，为氢气与氯气反应生成HCl，可推知 C 为 H2 、D 为Cl2、 F 为 HCl，M 是日常生活中不可缺少的调味品，由转化关系可知，M 的溶液电解生成氢气、氯气与 B，可推知 M 为 NaCl、B 为 NaOH；(2)若 A 是一种非金属单质，且可用于制造半导体材料，则A 为 Si， Si 和 NaOH 的水溶液反应生成 Na2SiO3 和 H2；(3) 曲线中，从0.4L 0.6L 发生反应NaHCO3+HCl=NaCl+CO2 +H2O，该阶段消耗盐酸为200mL，而开始产生二氧化碳时消耗盐酸为400mL，大于 200mL，
7、所以溶液中的溶质成分NaOH、Na2CO3；(4) 若过量的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；(5) 若 A 是一种氮肥，实验室可用 A 和 NaOH 反应制取气体 E，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，则氨气与氯气反应生成氯化铵，同时生成氮气；(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，则一定没有Mg2+、
8、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-，根据各阶段消耗的NaOH 体积结合离子方程式计算+)： n(Al3+n(H)： n(NH4 )之比，再结合电荷守恒计算与 n(SO42-)的比例关系，据此计算。【详解】(1)B 为 NaOH，其电子式为；(2) A 为 Si，Si 和 NaOH 的水溶液反应生成 Na2SiO3和 H2，反应的离子方程式为Si+2OH-232-+2H2；+2H O=SiO(3) 曲线中，从0.4L 0.6L 发生反应NaHCO3+HCl=NaCl+CO2 +H2O，
9、该阶段消耗盐酸为200mL，而开始产生二氧化碳时消耗盐酸为400mL，大于 200mL，所以溶液中的溶质成分NaOH、Na2CO3；生成 0.01molCO 2 需要的盐酸为200mL，结合反应原理3220.01molNaHCO +HCl=NaCl+CO +H O，则 c(HCl)=0.05mol/L ；0.2L(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 NaAlO ，则将过2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：液中逐渐有白色絮状沉淀生成，且不断地增加，随后沉淀逐渐溶解最终消失；(5)
10、 若 A 是一种氮肥，实验室可用 A 和 NaOH 反应制取气体 E，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，则氨气与氯气反应生成氯化铵，同时生成氮气，反应方程式为：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，则一定没有Mg2+、 Fe3+，一定含有 Al3+；中间段沉淀的质量不变，应为 NH4+-32NH4+，由电荷守恒可知一定含有SO42-，发生+OH =NH ?H O 的反应，则含有反应 H+-23+-+
11、OH =H O，氢离子消耗 NaOH 溶液的体积为 1 体积，发生反应 Al +3OH=Al(OH)3，铝离子消耗NaOH 溶液的体积为3 体积，发生反应NH4+OH-=NH3?H2O，铵根消耗氢氧化钠为2 体积，则 n(H+)：n(Al3+)：n(NH4 +)=1：1： 2，由电荷守恒可知，n(H+)：n(Al3+2-： 1：2： 3+3+)：c(SO42-)=1：1：2： 3。)： n(NH4)： n(SO4 )=1，故 c(H )： c(Al )： c(NH43 在如图所示的物质相互转化关系中，A 是一种固体单质，E是一种白色不溶于水的物质。据此填空。（1）写出各物质的化学式：A _、
12、B_、 C_、D _、 E_、 F_。（2） B 与 a 溶液反应的离子方程式是_。（3） A 与 a 溶液反应的离子方程式是_。【答案】 SiSiO2232232232- H2ONa SiOH OH SiOH SiO 2OH =SiOSi 2OH232- 2H2H O=SiO【解析】【分析】C 中加入过量 HCl 产生不溶于盐酸的白色沉淀，推知E 可能是硅酸， A 可能是 Si，代入题目验证， a 溶液是强碱（如NaOH）溶液或 HF 溶液，而 Si 和 SiO2 与 NaOH 溶液反应均生成Na2SiO3 Na2SiO3 与过量盐酸反应生成NaCl 和 H2SiO3 白色沉淀： H2SiO
13、3SiO2+H2O，与题意相符Si 和 SiO2与HF 溶液反应均生成44A 是 Si， B 是SiF， SiF与盐酸不反应因此SiO2， C 是 Na2SiO3（或 K2SiO3）， D 是 H2O， E是 H2SiO3 ， F 是 H2， a 是 NaOH（或 KOH），据此回答问题。【详解】（1）由以上分析可知 A 是 Si， B 是 SiO2， C 是 Na2SiO3， D 是 H2O， E 是 H2SiO3， F 是 H2；答案： Si； SiO2； Na2SiO3； H2O； H2 SiO3； H2；（ 2） B 和 a 溶液反应是二氧化硅和氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和水，反应的离
14、子方程式为 SiO2+2OH-=SiO32-+H2O；答案： SiO2 +2OH-=SiO32- +H2O（ 3） A 和 a 溶液反应是硅和氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和氢气，反应的离子方程式为Si+2OH-+H2O=SiO3 2+2H2；答案： Si+2OH-+H2O=SiO32+2H24 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： _ ；_；_。【答案】 SiO2Na2SiO3H2SiO3Na2CO3 SiO2Na2SiO3 CO2 H2SiO3H2O SiO2
15、2-CO32- H2SiO32- H2O2-CO2 H2O SiO3SiO2 2OH SiO3SiO3 2H H2SiO3 【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 H2SiO3， H2SiO3 受热分解生成SiO2 和 H2O，说明 A 为 SiO2 是正确的，为SiO2 和NaOH 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
16、】由以上分析可知 A 为 SiO223223， B 为Na SiO ， C 为CO ， D 为 H SiO 。（ 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
17、、水反应可生成硅酸，反应的方程式为232223232232-32- H23，Na SiO +CO +H O H SiO +Na CO ，离子方程式为：CO H O SiO =COSiO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。 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- 2
18、H=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”。5X、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 为非金属时，A 为 _B_(3)X 为非金属Y
19、 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 O ， X+AY+B的反应为置换反应，X、Y 为单2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 为金属、 Y 为非金属 ,应为 Mg 和
20、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+H2Cu+H2O；(4)当X、 Y 均为非金属固体时,为 C 和SiO2 的反应 ,反应的方程式为SiO2+2CSi+2CO。【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。6 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 -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。
21、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
22、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xFeOySiO2，摩尔质量为204 g mol-1 ，其中铁元素的质量分数20454.9%204722为 54.9%，则 x=56=2，因此 y=60=1，因此铁橄榄石化学式为2FeO?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
23、为2FeO?SiO，故答案为 2FeO?SiO ；2(3)H 的G化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，故答案为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。7 材料科学是近年来与化学有关的科学研究热点。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、抗氧化的特征。它是以中学化学中常见物质为原料来生产的。下图虚线框内的其它转化是为探究C 的组成而设。G、F、 H 均为难溶于水的白色固体；图中C、 H、K 均为含 A 元素。其余物质均为中学化学中常见物质。请回答下列问题：（1）指出 K 可能所属的晶体类型_， K 中含
24、有的化学键类型为_。（ 2）写出化学式：化合物 C_；化合物 F_。（ 3）写出反应 的化学方程式： _ 。（ 4）写出反应 的离子方程式： _ 。（5）化合物 K 与化合物C 类似，也能在一定条件下与水反应生成两种化合物，请写出K与水反应的化学方程式：_ 。【答案】原子晶体共价键SiCl42344243 432-H SiO (或 H SiO )3Si（NH ）=Si N +8NHSiO +2OH32-22-44-23 42233或=SiO+H O 或 SiO +4OH =SiO+2H OSi N +9H O=3H SiO +4NH342443Si N+12H O=3H SiO +4NH【解析
25、】【分析】根据图中各物质转化关系，F 受热得 H， H 能与氢氧化钠反应生成I， I 与过量的二氧化碳反应生成 F，说明 F 为弱酸且能受热分解，结合化合物D 中 A 可形成四个价键知：A 元素为四价元素， C、H、 K 均为含 A 元素， K 由两种非金属元素组成，具有耐磨、耐腐蚀、抗冷热冲击、抗氧化的特征，根据D 的部分组成可知K 应为 Si3N4，可以确定 A 为 Si， H 为SiO2， I 为 Na2SiO3，则 F 为H2SiO3，由虚线框中上一支推中可知，E 与硝酸银反应生成不溶于稀硝酸的沉淀G，则可知E 中有 Cl， G 为 AgCl，故 C 为 SiCl4， B 为 Cl2；
26、由SiCl4+3H24HCl+H2SiO3，生成 E： HCl， G、 F、 H 均为难溶于水的白色固体。【详解】由分析可知： A 为 Si， B 为 Cl242 423G 为， C 为 SiCl， D 为 Si(NH ) ， E 为 HCl， F 为 H SiO ，AgCl， H 为 SiO ， I 为 Na SiO ， K 为 Si N 。22334（1） K 为 Si3N4 ，它是一种超硬物质，具有耐磨、耐腐蚀、抗冷热冲击、抗氧化的特征，K可能所属的晶体类型原子晶体，K 中含有 Si-N 的化学键类型为共价键。（ 2）化学式：化合物 C 为 SiCl4 ；化合物 F 为 H2SiO3 (
27、或 H4SiO4) 。（3） Si（ NH2 4在高温条件下分解生成3 43，反应的化学方程式：2 4=）Si N和 NH3Si（ NH ）Si3N4+8NH3。（4） SiO2 是酸性氧化物，与碱反应生成硅酸盐和水，反应的离子方程式：SiO2+2OH-=SiO32-+H2O 或 SiO2+4OH-=SiO44-+2H2 O。（ 5）化合物 Si3N4 与化合物 SiCl4 类似，也能在一定条件下与水反应生成两种化合物，则反应方程式为： Si3N4 +9H2 O=3H2SiO3 +4NH3或 Si3N4+12H2O=3H4SiO4 +4NH3。8 下图是化学中部分常见的氧化物和单质的转化关系。
28、其中，氧化物f 是制造光导纤维的重要原料，氧化物c 是一种具有磁性的黑色物质。回答下列问题：(1)写出下列物质的化学式：单质F_，氧化物d_。(2)写出下列反应的化学方程式： _ ； _ 。【答案】 SiH2O2Mg CO 2C 2MgOC H 2O(g)CO H2【解析】【分析】氧化物 f 是制造光导纤维的重要原料，f 是 SiO 2 ，氧化物c 是一种具有磁性的黑色物质，c是 Fe 3 O4 ，以此为突破口推出五个置换反应。【详解】氧化物 f 是制造光导纤维的重要原料，f 是 SiO 2，氧化物c 是一种具有磁性的黑色物质， c是 Fe 34，反应2342O2Mg COC 2MgO，反应
29、Fe O 2C2CO 3Fe，反应3Fe 4H2O（ g）Fe3O4 4H2，反应 CH2O(g)CO H2，反应2CSiO2Si 2CO。（1）根据反应物质的化学式：单质F 为 Si ，结合反应氧化物d 为 H2O 。（2）反应和的化学方程式：2Mg COC 2MgOC H O(g)CO H 。2229 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
30、式为： _。（ 3）由步骤 可得出的结论为： _。（ 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
31、物，其质量仍为4.7g，得出的结论是混合物 X 中无 Na2O2。（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 SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O
32、。（3）实验向9.4gX 中加入过量 NaOH，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 Al O 。23（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2 3+3+23+2+2+，由于仍有固体未溶解说明Fe2 3Fe O +6H =2Fe+3H O、Cu+2Fe =Cu +2FeO 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Fe2+，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