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1、高考化学二轮硅及其化合物推断题专项培优易错 难题含详细答案一、硅及其化合物1 表是元素周期表的一部分，针对表中的-元素按要求回答下列问题：IAIIAIIIAIVAVAVIAVIIA0 族234（ 1）在 -元素中，化学性质最不活泼的元素是 _（填元素符号），化学性质最活泼的金属元素是 _（填元素符号）。（2）在最高价氧化物对应水化物中，酸性最强的化合物的化学式是_，碱性最强的化合物的化学式是_。（3）氧化物属于两性氧化物的元素是_（填元素符号），写出该元素的最高价氧化物与NaOH 溶液反应的离子方程式_（ 4）比较元素的气态氢化物的稳定性： _；最高价氧化物对应水化物的酸性强弱： _。（5）的
2、最高价氧化物与烧碱溶液反应的化学方程式为_【答案】 Ar K HClO4KOH-22232 32Al AlO + 2OH = 2AlO+ H O SiO + 2NaOH = Na SiO+ H2O【解析】【分析】稀有气体性质稳定，除稀有气体同周期从左往右，同主族从下至上，非金属性增强。非金属性越强，单质越活泼，越易与氢气化合，生成的气态氢化物越稳定，对应的最高价氧化物的水化物酸性越强。同周期从右往左，同主族从上至下，金属性逐渐增强。金属性越强，单质越活泼，遇水或酸反应越剧烈，最高价氧化物对应水化物的碱性越强。【详解】（ 1）根据分析 -元素中，化学性质最不活泼的元素是 Ar，化学性质最活泼的金
3、属元素是 K；（ 2）根据分析， -元素中 Cl 非金属性最强，故在最高价氧化物对应水化物中，酸性最强的化合物的化学式是HClO4， K 金属性最强，碱性最强的化合物的化学式是KOH；（3）铝、氧化铝、氢氧化率均属于两性物质，则氧化物属于两性氧化物的元素是Al，该-元素的氧化物与 NaOH 溶液反应的离子方程式 Al2O3 + 2OH = 2AlO2 + H2O；（4）非金属性越强，气态氢化物的稳定性越强，氧的非金属较强，故水比氨气稳定，；（5）硅的最高价氧化物SiO2 与烧碱溶液反应的化学方程式为：SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 +H2O。【点睛】非金属性的应用中，需要注意非金
4、属性与气态氢化物的稳定呈正比，与氢化物的还原性呈反比，而简单氢化物的沸点需要对比氢键和范德华力，是物理性质。2A、 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。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)H CO 的酸性强于 E的，请用离子方程式予以证明：23_ 。【答案】 SiO2Na2SiO3H2SiO3(或 H4SiO4) SiO2 2CSi 2CO Si2OH2-2H
5、2- CO2-2- 2COH2O=SiO32 SiO32 H2O=H2SiO3 CO3(或 SiO322H2O=H2SiO3 2HCO3-)【解析】【分析】【详解】A、 B、 C、 D、E 五种物质中均含有同一种非金属元素，该元素（用R 表示）的单质能与NaOH 溶液反应生成盐和氢气，则可推知该元素为硅元素，根据题中各物质转化关系，结合硅及其化合物相关知识可知，A 与焦碳高温下生成D，则 A 为 SiO2， D 为 Si， C 为Na SiO ，根据反应 或反应 都可推得 B 为 CaSiO，根据反应 推知 E 为 H SiO ；23323（1）由以上分析可知A为SiO22323， C 为 N
6、a SiO ， E 为 H SiO ；（2）反应 的化学方程式为2C+SiOSi+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SiO2-2-3+CO2+H2O H2SiO3 +CO3。3 短周期主族元素XYZW原子序数依次增大，X ZW均可形成酸性氧化物。X的、 、 、 、一种氢化物分子空间构型为三角锥型，YW 是氯碱工业的主要原料，Z 的最外层电子数为4，请回答以下问题：(1)表示氯碱工业生产原理的化学方程式为_ 。(2)X
7、的另一种氢化物X H可作为火箭推进器燃料，其结构式为_ 。24(3)Y 的氧化物中，有一种既含离子键又含共价键，该氧化物的电子式为_。(4)Z 的氧化物属于晶体，工业制备Z 单质的化学方程式为_。(5)W 单质是毒性很大的窒息性气体。工业上用X 气态氢化物的浓溶液检验W 单质是否泄露，写出反应的化学方程式_ 。【答案】 2NaCl+2H222O2NaOH+H +Cl2C+SiO2CO +Si8NH +3Cl =6NH Cl+N3242【解析】【分析】短周期主族元素X、Y、 Z、 W 原子序数依次增大，X、 Z、W 均可形成酸性氧化物。X 的一种氢化物分子空间构型为三角锥型，该氢化物为氨气，在X
8、 为 N 元素； YW 是氯碱工业的主要原料，该物质为NaCl，则 Y为 Na、 W 为 Cl 元素； Z 的最外层电子数为4，原子序数大于 Na，则 Z 为 Si 元素，据此进行解答。【详解】根据分析可知， X 为 N 元素， Y 为 Na，Z 为 Si， W 为 Cl 元素。(1)氯碱工业中电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氢气和氯气，该反应的化学方程式为：2NaCl+2H2O2NaOH+H2 +Cl2；(2)X2 H4 为 N2H4，其结构简式为NH2-NH2，每个氮原子形成三个化学键，N2H4 的结构式为；(3)Na 的氧化物中既含离子键又含共价键的为过氧化钠，过氧化钠为离子化合物，其电子式
9、为；(4)Z 为 Si 元素，其氧化物为SiO2，二氧化硅属于原子晶体；工业上用碳与二氧化硅在高温下反应制取硅，该反应的化学方程式为：2C+SiO22CO +Si；(5)W 单质为氯气，氯气是毒性很大的窒息性气体，X 气态氢化物为氨气，氯气与氨气反应生成氯化铵和氮气，结合电子守恒、质量守恒配平该反应的化学方程式为：8NH3+3Cl =6NH Cl+N 。242【点睛】本题考查元素周期表、元素周期律的应用的知识，推断元素为解答关键，注意掌握元素周期律内容及常见化学用语的书写原则，物质的化学性质及物理性质，试题培养了学生的学以致用的能力。4 现有如图所示的转化关系，水和部分产物已略去。已知：X 和
10、 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：（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=H
11、2SiO3 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，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 SiO2，B 为 CaCO3，C 为 Na2 SiO3， D 为 H2SiO3， E 为 Na2 CO3，Z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
12、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SiO2 2NaOH=NaSiO3H2O；无色气体A 是引起温室效应的主要气体，则A 为CO，转化 (A 少量 ) 的离子方程式为22232SiO CO H O=HSiOCO 。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 为常见的化合物。它们在一定条件下可以发生如图所示的转化关系（均不是在溶液中进行的反应）以下每空中填入一种即可）。（ 1）当 X、 Y 均为金属时， X 的化学式为 _， Z 为 _（填名称）。（2）当 X 为
13、非金属且为气体， Y 为金属且为紫红色时，X 的化学式为 _，A 的化学式为 _。（3）当 X 为金属、 Y 为非金属且为固体时，X 与 A 反应的化学方程式为_ 。（4）当 X、 Y 均为非金属固体时， X 与 A 反应的化学方程式为_ 。【答案】 Al 氧气 H2 CuO 2Mg+CO2MgO+CSiO2+2CSi+2CO【解析】【分析】Z 为绿色植物光合作用后的产物之一，应为2X、 Y 为单O ， X+A Y+B的反应为置换反应，质， A、 B 为氧化物，据此答题。【详解】（1）当 X、 Y 均为金属时，此反应应为铝热反应，则X 为 Al， Z 为氧气，答案应为：Al、氧气；（ 2）当
14、X 为非金属且为气体， Y 为金属且为紫红色时， Y 为 Cu，则 X 应为 H2，答案应为： H2、 CuO；（3）当 X 为金属、 Y 为非金属且为固体时， X 应为 Mg， Y应为 C，该反应应是 Mg 和 CO2的反应，反应的方程式为2Mg+CO22MgO+C；（4）当 X、 Y 均为非金属固体时， X 应为 C， Y 应为 Si，该反应应是C 和 SiO2 的反应，反应的方程式为 SiO2+2CSi+2CO。6 奥运五环 “象征五大洲的团结，全世界的运动员以公正、坦率的比赛和友好的精神，在奥运会上相见 ”。下图所示五元环代表A、 B、C、 D、 E 五种化合物，圆圈交叉部分指两种化合
15、物含有一种相同元素；五种化合物由四种短周期元素形成，每种化合物仅含有两种元素。 A 是工业制取硝酸的主要原料之一；B、 E 分子中所含电子数都为18， B 不稳定，具有较强的氧化性，E 是由六个原子构成的分子，可作火箭燃料；C 是工业制光导纤维的主要原料； D 中所含的两种元素的原子个数之比为3 4。根据以上信息回答下列问题：(1)A 用于工业制取硝酸所发生反应的化学方程式_。(2)D 的化学式是 _，E 分子中含有 _键和 _键。(3)B 的水溶液呈弱酸性，其电离方程式可表示为_， B 在实验室中可以用于制取某种常见气体，其反应的化学方程式为_ 。(4)B 与 E 反应可生成单质G 和一种常
16、见的液体H，其反应的化学方程式为_。(5)用化学方程式表示C 的另一种用途 _ 。【答案】 4NH324NO+6H2O3 4极性非极性2 22-+5OSi NH OHO+H2H O2H O+O 2H O +NH =N +4H OSiO +2CSi+2CO22222224222【解析】【分析】A 是工业制取硝酸的主要原料之一，则A 是 NH3； B、 E 分子中所含电子数都为18， B 不稳定，具有较强的氧化性，则B 是 H2O2； E 是由六个原子构成的分子，可作火箭燃料，则E为 N2H4； C 是工业制光导纤维的主要原料，C 是 SiO2； D 中所含的两种元素的原子个数之比为 3 4，则根
17、据元素的组成及圆圈交叉部分指两种化合物含有一种相同元素，结合D 中元素原子个数关系，可推知D 是 Si3N4，然后对问题分析、解答。【详解】根据上述分析可知A 是是 NH32223424，B 是 H O ， C 是 SiO ， D 是 Si N ， E 为 NH 。(1)在工业上用氨的催化氧化法制取硝酸，反应的化学方程式为：4NH3+5O24NO+6H2O；(2) D 的化学式是Si3N4， E 是N2 H4，在该物质的分子中含有N-H 极性共价键和N-N非极性共价键，但该物质分子空间排列不对称，因此物质分子属于极性分子；(3)B 是 H2O2，该物质分子能够在水中微弱电离，存在电离平衡，主要
18、是第一步的电离，电离方程式为： H2O2HO2-+H+；在实验室中通常是用H2O2 为原料，加入少量MnO2 作催化剂制取 O2，反应的化学方程式为： 2H2 O22H2O+O2；(4) H2O2 与 N2 H4 会发生反应，产生 N2、 H2O，根据电子守恒、原子守恒，可得该反应的化学方程式为： 2H 2O2+N 2H4 =N2 +4H2 O；(5) C 是 SiO2Si 单质，反应的化学方程式为：，可以与焦炭在高温下发生反应，制取SiO2+2CSi+2CO。由于光线在SiO2 中会全反射，因此也可用作制光导纤维的原料。7 某固体混合物 X 可能由 Na2O2、 Al2O3、 Fe2O3、
19、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： _。（ 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(F
20、e2 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 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 +3
21、H O、Cu+2Fe =Cu +2Fe少 4.92g-1.92g=3.0g，减少的固体为 SiO2， 9.4gX 中含 3.0gSiO2，反应 II 涉及固体质量变化的化学方程式为 SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O。（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 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
22、液和 1.92g固体，发生反应的离子方程式为+3+3+2+2+，由于仍有固体未溶解说明FeFe2 O3+6H =2Fe+3H2O、 Cu+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23+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+
23、64g/moly+1.92g=6.4g ，解得 y=0.02mol ，则 9.4gX 中含 Fe2O3 的质量为0.02mol 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（ Cu）： m(SiO2)=3.2： 3.2 ： 3.0。8由短周期元素组成的单质 A、B、 C和甲、乙、丙、丁四种化合物有下图的转化关系，已知 C 为密度最小的气体，甲为非电解质。根据以上转化关系回答下列问题：（1）写出下列物质的化学式：AB丁。（2）元素 A 在周期表中的位置是，写出甲的一（3）写出下列变化的方
24、程式：种用途。A 与 NaOH 溶液反应的化学方程式乙与过量CO-2 反应的离子方程式【答案】（ 1） Si（ 2 分） O22344（ 2分）（ 2分） H SiO或 H SiO（2）第三周期第 A 族（ 2 分）是玻璃、光导纤维等（2 分）（ 3） Si+2NaOH+H 2O=Na2SiO3+2H2（ 2 分） SiO 32+2CO-2+2H2O=H2SiO3 +2HCO3（2 分）【解析】由于 C 是密度最小的气体,所以 C 是H22A。又因 A+NaOH 溶液C(H ),故 A 为 Al 或 Si,无论是 Al 或 Si,产物乙通过量CO2 后的产物丁失去的化合物丙应为H2O,故 B
25、为 O2,又据甲为非电解质 ,故 A 应为 Si,甲为 SiO2232344,乙为 NaSiO ,丁为 H SiO (或 H SiO )。据此解答有关问题。9 用氮化硅(Si3N4) 陶瓷代替金属制造发动机的耐热部件, 能大幅度提高发动机的热效率。工业上用化学气相沉积法制备氮化硅, 反应如下:3SiCl4 +2N 2 +6H2Si 3N4 +12HCl 。完成下列填空:(1) 氮化硅可用于制造发动机的耐热部件, 因为它属于 _晶体。有关氮化硅的上述反应中 , 原子最外层只有一个未成对电子的元素是_( 填写元素符号 ); 属于非极性分子的化合物的电子式是_。(2) 比较 Si 和 Cl 两种元素
26、非金属性强弱的方法是_。a. 比较两种元素的气态氢化物的沸点b. 比较两种元素的原子获得一个电子时释放能量的大小c. 比较相同条件下两种元素氢化物水溶液的酸性强弱(3)Si与 Al 、 Be 具有相似的化学性质, 因为 _( 简述理由 ), 写出 Si 与强碱溶液反应的离子反应方程式: _。【答案】原子 H、 Clb 处在金属与非金属的分界线上-2-Si+2OH+H2O=SiO3+2H2【解析】 （1）氮化硅是一种新型的无机非金属材料，耐高温，属于原子晶体；H、 N、 Si、 Cl 四种原子的最外层电子构型分别为1s1、 2s22p3、 3s23p2、 3s23p5，最外层未成对电子数分别为
27、1、 3、2、 1，所以原子最外层只有一个未成对电子的元素是H 和 Cl； SiCl4为非极性分子，其电子式为：。（2）气态氢化物沸点的大小与分子间作用力及氢键有关，与非金属性无关，a 错误；原子获得一个电子时释放的能量越大，元素的非金属性越大，b 正确；最高价氧化物的水化物的酸性越强，元素的非金属性越大，而不是指氢化物的酸性，c 错误，故可以比较Si 和 Cl两种元素非金属性强弱的方法是答案b。（3） Si、 Al、 Be 三种元素均处于金属与非金属元素的交界处，所以三者的化学性质相似；Si 与强碱溶液反应的离子反应方程式为：-2-+2H2。Si+2OH+H2O=SiO310 将过量的 CO
28、2 分别通入 CaCl 2 溶液； Na 2SiO3 溶液； NaAlO 2 溶液； 饱和Na CO溶液； Ca(OH)溶液 Ca(ClO)溶液。最终溶液中有沉淀或晶体析出的是（）2322AB C D 【答案】 B【解析】【分析】【详解】CaCl2 溶液与二氧化碳不反应，故不会产生沉淀；硅酸钠溶液通二氧化碳发生反应：Na SiO +CO +H O=H SiO +Na CO 硅酸是一种白色沉淀，故产生白色沉淀；NaAlO 溶232223232液通入过量的二氧化碳，由于碳酸酸性比氢氧化铝强，所以生成氢氧化铝白色沉淀和碳酸氢钠， 2H2O+NaAlO2+CO2=Al(OH)3 +NaHCO3，故产生白色沉淀；饱和Na2CO3 溶液通入足量的二氧化碳，由Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3 可知，此反应消耗水，且Na2CO3 转化为NaHCO3后溶质质量增加，又因NaHCO3 溶解度较小，所以会有晶体析出，故会产生沉淀， Ca(OH)2 通入过量的二氧化碳，发生的反应为：2CO2 +Ca(OH)2 =Ca(HCO3)2，不会产生沉淀，故不会产生沉淀；Ca(ClO)H2CO3HClO，发生反应： Ca(ClO)2+2 溶液，因为酸性2CO2 2H2O=Ca(HCO3)2+2HClO，由于 Ca(HCO3)2 是可溶性物质，因此不会形成沉淀；故选 B。