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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含详细答案一、硅及其化合物1 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_、 _、 _。(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】 SiCl 4SiO2H2SiO3粗硅提纯SiO22NaOH=NaSiO3 H2OH2Si
2、O3SiO2 H2O【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 ，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
3、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，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=
4、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。2 如图所示物质的转化关系中， A 是一种固体单质， E 是一种白色沉淀请回答下列问题：（1） B 的化学式是 _ ， 目前 B 已被用作 _的主要原料（2） B 和 a 溶液反应的离子方程式是_
5、 （3） A 和 a 溶液反应的离子方程式是_ （4） C 和过量的盐酸反应的离子方程式是_ 【答案】SiO2 光导纤维2+H2O2+2H22SiO2 +2OHSiO 3Si+2OH +H2OSiO 3SiO3+2HHSiO 23【解析】G和过量的盐酸反应产生不溶于盐酸的白色沉淀，可知E 可能为是硅酸， A 可能是硅，带入题目进行验证，a 溶液是强碱溶液或氢氟酸溶液，而硅和二氧化硅与氢氧化钠溶液反应均生成硅酸钠溶液，硅酸钠溶液与过量的盐酸反应产生氯化钠和硅酸白色沉淀；硅酸加热分解为二氧化硅和水，与题意相符，硅、二氧化硅与氢氟酸反应均生成四氟化硅，四氟化硅与盐酸不反应，与题意矛盾；因此A 是 S
6、i 、 B 是 SiO2、 C 是 Na2 SiO3 或 K2SiO3 、 D 是 H2O、 E是 H 2SiO3 、 F 是 H2、 a 是 NaOH或 KOH。（1） B 的化学式是 SiO2， 目前 SiO2 已被用作光导纤维的主要原料；正确答案：SiO2 、光导纤维。（2） SiO2 与强碱溶液反应生成可溶性的硅酸盐和水，离子方程式是2SiO2+2OHSiO 3+H O；正确答案：SiO2+H O。SiO +2OH3222（3） Si 和强碱溶液反应生成可溶性硅盐酸和氢气，离子方程式是Si+2OH +H2OSiO322+2H。+2H；正确答案： Si+2OH +H OSiO3222（4
7、）硅酸盐与过量的盐酸反应生成白色沉淀硅酸，离子方程式是2 +H2SiO3；SiO3+2H2+正确答案： SiO3+2HHSiO 。233 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 1)和 H2，写出该反应的化学方程式_。【答案】Mg2Si Mg2+ 2OH = Mg(OH)2 3SiH4+4NH3= Si
8、3N4+12H2【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2812.0 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28162SiH ；固体 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42416.0 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 2
9、Si；（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+ 2OH = Mg(OH)2，故答案为 Mg 2+2+ 2OH = Mg(OH) ；（3） NH34在一定条件下反应后可得到的一种耐高温材料中含N 与 Si，仅含两种元与 SiH素，摩尔质量为140 g mol 1243，则该化合物为 Si3 4，其化学方程式为：N和 H3SiH +4NH =342Si N +12H，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
10、量对产物的影响效果。4 设计如下实验探究橄榄石（仅含三种短周期元素）的组成和性质。（1）橄榄石的组成元素是O 和 _、 _ （填元素符号），化学式为_。（ 2）写出白色粉末 A 的一种用途： _ 。（3）白色粉末A 溶于 NaOH 溶液的离子方程式是_ 。【答案】 MgSi 2MgO SiO2光导纤维等合理即可2-32-2SiO+2OH =SiO+H O【解析】【分析】【详解】橄榄石与盐酸反应后生成了白色胶状沉淀，推知该胶状沉淀为硅酸，灼烧后生成二氧化1.8g硅，质量为 1.8g，则物质的量为0.03mol ，二氧化硅能溶于 NaOH 溶液生成60g / molNa2SiO3，橄榄石与过量盐酸
11、反应后的无色溶液，与过量的NaOH 溶液反应后，生成白色沉淀，该沉淀应是 Mg(OH)2，质量为 3.48g，则物质的量为3.48g0.06mol ，因此该化58g / mol合物中，硅元素与镁元素的物质的量之比为1： 2，因此橄榄石的化学式为： 2MgO SiO2；（1）根据以上分析可知，橄榄石的组成元素是O 和 Mg、 Si，化学式为 2MgO SiO2，本题答案为： Mg； Si ； 2MgO SiO2；（ 2）白色粉末为二氧化硅，用途有：制造玻璃、石英玻璃、水玻璃、光导纤维、电子工业的重要部件、光学仪器、工艺品和耐火材料的原料，本题答案为：光导纤维等；（3）白色粉未为二氧化硅，与NaO
12、H 溶液反应的离子方程式为：本题答案为： SiO2+2OH-=SiO32- +H2O。SiO2+2OH- =SiO32-+H2O，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：（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）
13、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，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 H2SiO
14、3， 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 为 CO2 ，转化 (A 少量 ) 的离子方程式为SiO CO H O=HSiO 2223CO 。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
15、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 H+H2O SiO2+2CSi+2CO还原剂242SiO3 SiO2+20H =SiO322.408 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，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 H2 O，反应是 CO与 O2 反应生成 C
16、O2，利SiO2 2OH =SiO3用硅酸的酸性弱于碳酸，即反应是SiO22 CO HO=HSiO CO ，（ 1）根据上述分322233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，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C
17、O，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 请回答：已知：甲 +X乙 +Y（1）若甲、乙、X 均是化合物，Y 是单质，则Y 可能是 _。（填化学式，下同）（2）若酸性XY，且甲过量， Y 是白色浑浊，则Y 是 _，乙是 _。（3）若甲、乙是金属单质，X 为固体，则反应的化学方程式是_。（4）甲、乙是同主族非金属元素组成的单质，乙通常状况下是深红棕色液体。X、Y 是化合物。 X 溶液呈淡绿色，Y 的溶液能使KSCN溶液变红。将 Y 的饱和溶液滴入沸水中，继续加热可得红褐色液体丙，证明丙的操作、现象及结论是 _ 。单质甲、乙和Y 溶液中的阳离子氧化性由强到弱
18、的顺序为：_。（用化学式表示）当 X 与甲 1:1充分反应的离子方程式：_ 。【答案】 O2（ S、 N2 等） H2SiO3 NaCl高温Al 2O3 +2Fe 一束光照射 M2Al+Fe2O3液体，在 M 中与光束垂直方向能看到一条光亮通路，证明M 是胶体 Cl2 Br2 Fe3+2+-3+-2Fe +2Br +2Cl2=2Fe +Br2 +4Cl【分析】本题主要考察常见化学物质的化学性质。【详解】（1）根据题意得：化合物+化合物 =化合物 +单质，则已学反应有：2Na2 O2+2H2O=4NaOH+O2， 2Na2O2+2CO2=2Na2 CO3+O2， H2S+SO2=H2O+S，催化
19、剂4NH 3 +6NO6H 2O+5N2 等，则 Y 可能是 O2、 S、 N2；（2）酸性 X Y，则该反应是强酸制弱酸的反应，弱酸中只有H2SiO3 是白色沉淀，所以 Y是 H2SiO3， X 可以是 HCl，甲可以是 Na2SiO3，则乙是 NaCl；（3）该化学方程式可以表示为：金属+固体化合物 =金属 +化合物，则已学反应中有：2Al+Fe2 O3高温Al 2 O3 +2Fe；（ 4）单质乙通常状况下是深红棕色液体，则乙为 Br2； X 溶液呈浅绿色，则 X 溶液含Fe2+； Y 溶液能使 KSCN溶液变红，则 Y 溶液含有 Fe3+；将含 Fe3+的饱和溶液中滴入沸水中，继续加热可
20、得液体丙Fe(OH)3 胶体，胶体具有丁达尔小莹，可用一束光照射丙液体，在该液体中与光束垂直方向能看到一条光亮通路，证明丙是胶体；由于甲 +X乙 +Y，乙为 Br2 ，甲含有 Fe2+，乙含有 Fe3+，则甲为 FeBr2，X 为 Cl2，Y 为FeCl3，则氧化性强弱为 Cl2 Br2 Fe3+；X 与甲 1:1 充分反应的离子方程式：2Fe2+2Br-+2Cl2=2Fe3+Br2+4Cl-8A、 B、 C、 D、 E、 F、 X 七种物质之间可按下列框图发生反应（部分产物可能被省略）。其中， A、 D、 E、X 是四种常见的非金属单质，常温下A、 X 为气体， D、 E 为固体。 A 的水
21、溶液具有漂白性，A、 D 的水溶液均能使淀粉KI 试纸变蓝色，B 的焰色反应为黄色。请回答下列问题：（ 1）写出 A、 F 的化学式： A：_、 F： _。（ 2）写出 B 的电子式： _ ，EO2 的晶体类型为 _。（3）写出 E 与 NaOH 溶液反应的离子方程式_。（ 4） E 单质可作高能燃料。已知 ag 固体 E 燃烧放出 bkJ 的热量，请写出表示 E 燃烧热的热化学方程式（ H 用含 a、 b 的式子表示） _ 。【答案】 A： Cl2 ： SiCl4原子晶体-2-+2H2Si （ s）Si + 2OH+ H2O = SiO322+O （ g） = SiO （s）； H= -28
22、b/a kJ/mol【解析】【分析】根据 A 是一种常见的非金属单质，常温下为气体，且A 的水溶液具有漂白性，可推知A 为氯气；由于 D 也是一种常见的非金属单质，常温下为固体，且由氯气制备可得，说明其氧化性弱于氯气，且其水溶液能使淀粉KI 试纸变蓝色，因此 D 可能为碘单质；根据 B 的焰色反应为黄色，可知 B 为 NaI，C 为 NaCl。根据已知条件E 是非金属单质，且E 为固体，能与氢氧化钠溶液、氧气反应，因此可推测E 为 Si、F 为 SiCl4；能将 SiCl4还原为 Si 的非金属单质为 H2，因此 X 为 H2。据此解题。【详解】（1）根据分析，可知A、 F 的化学式分别为：A
23、： Cl2 、 F： SiCl4；（2）根据分析， B 物质 NaI 的电子式为：， EO22为 SiO ，其晶体类型为原子晶体；（3） E 为 Si，其与 NaOH 溶液反应的离子方程式为：Si+2OH-232-2 ；+H O = SiO+2Ha?ga（4）当 ag 单质 Si 的物质的量为：2828?g / molmol 作高能燃料进行燃烧时放出的热量为 bkJ，因此当 1molSi 燃烧时，放出的热量应为28bkJ，因此 Si 单质燃烧热的热化学方a程式可表示为： Si（ s） +O22（ g） = SiO （ s）； H= -28b/a kJ/mol 。9在下图所示的物质转化关系中，A
24、 是海水中含量最丰富的盐，B 是常见的无色液体，F在 D 中燃烧发出苍白色火焰。H 可用于制造光导纤维，J 是一种乳白色凝胶状沉淀。(部分生成物和部分反应条件未列出) 请回答下列问题：（ 1）形成单质 D 的元素在周期表中的位置（ 2）形成 C、 D、 F 单质的元素半径由大到小的顺序(填写元素符号 )（ 3） C 长期暴露在空气中，最终产物是（4） H 在高温下与碳反应方程式为，若转移4mol 电子参加反应的碳为mol。（ 5）写出反应 的离子方程式（ 6）写出反应 的化学方程式【答案】（ 1）第三周期第；（ 2） NaClH；（ 3） Na2CO3（ 4）SiO2+2CSi+2CO；（ 5
25、） Cl2+ 2OH-= Cl + ClO-+H2O（2 分）（ 6） Na2SiO3+ 2HCl = H2SiO3 + 2NaCl（ 2 分）【解析】试题分析：根据题意可知： A 是 NaCl； B 是 H2O； C 是 Na； D 是 Cl2； E 是 NaOH； F 是 H2；G 是 HCl； H 是 SiO2； I 是期表中的位置是第三周期第Na SiO； K 是 NaClO； J 是 H SiO 。（ 1）形成单质 D 的元素在周2323；（ 2）同一周期的元素，原子序数越大，原子半径就越小；不同周期的元素，原子核外电子层数越多，原子半径就越大，所以形成C、 D、 F 单质的元素半径
26、由大到小的顺序是NaClH；（ 3） C暴露在空气中，首先被氧化变为Na2O，2NaOH， NaOH 潮解变为溶液，溶液吸收2Na O 与空气中的水发生反应产生CO变为2323Na CO ，所以最终产物是 Na CO 。 (4) H 在高温下与碳反应方程式为SiO +2CSi+2CO；根据方程式可知每转移4mol 的电子，反应消耗C 单质的物质的2量是 2mol-；（ 5）反应 的离子方程式是 Cl2 + 2OH = Cl + ClO+H2O；（ 6）反应 的化学方程式是 Na2 SiO3+ 2HCl = H2SiO3 + 2NaCl。考点：考查元素及化合物的知识。包括物质的推断、元素在周期表
27、中的位置、原子半径大小比较、物质的保存及成分、化学方程式和离子方程式的书写的知识。10 将过量的 CO分别通入 CaCl溶液； NaSiO 溶液； NaAlO2溶液； 饱和2223Na 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：Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3 +Na2CO3 硅酸是一种白色沉淀，故产生白色沉淀；NaAlO2 溶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
28、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2CO 2H O=Ca(HCO) +2HClO，由于 Ca(HCO)是可溶性物质，因此不会形成沉淀；223 23 2故选 B。