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1、高考化学复习硅及其化合物推断题专项综合练习及答案解析一、硅及其化合物1 有 A、 B、 C 三种不溶于水的固体。A 是某元素的一种单质，它在氧气中完全燃烧得到一种无色气体，此气体能使澄清石灰水变浑浊，另外测得这种气体密度为同温、同压下氧气密度的 1.375 倍。 B 固体能溶于热氢氧化钠溶液，再往所得溶液中加入过量盐酸时，析出白色胶状沉淀D。此沉淀干燥后，成为不溶于水的白色粉末，这是一种比碳酸酸性还弱的酸。将 B 与石灰石、纯碱按比例混合加热得到（1）根据以上事实，形成单质A 的元素名称为（2） B 固体溶于热氢氧化钠溶液的化学方程式是C， C 在高温时软化，无固定熔点。_， C 的名称为 _
2、。_。（ 3）生成白色胶状沉淀 D 的化学方程式是 _。（ 4）由 B 制取 C 的化学方程式是 _。【答案】碳普通玻璃SiO2 2NaOH=Na2SiO3 H2ONa2SiO3 2HCl=2NaCl H2SiO3Na2CO3 SiO2Na2SiO3 CO2 、CaCO3 SiO2CaSiO3 CO2 【解析】【分析】A 是某元素的一种单质，它在氧气中完全燃烧得到一种无色气体，此气体能使澄清石灰水变浑浊，这种气体为氧气密度的1.375 倍 (标准状况 )的气体，则该气体的相对分子质量=32 1.375=44，应是 CO2，所以 A 为碳， B 固体能溶于热氢氧化钠溶液，再往所得溶液中加入过量盐
3、酸时，析出白色胶状沉淀，此沉淀干燥后，成为不溶于水的白色粉末，这是一种比碳酸酸性还弱的酸，则该酸应为硅酸，将B 与石灰石、纯碱按比例混合加热得到C， C在高温时软化，无固定熔点，该反应为工业制普通玻璃的反应，所以B 为SiO2， C 为普通玻璃，据此答题。【详解】A 燃烧后生成的气体的相对分子质量为32 1.375 44，且能使澄清石灰水变浑浊，该气体是二氧化碳，则A 为碳元素的一种单质。B 物质能与氢氧化钠反应，且能继续与过量的盐酸反应生成一种比碳酸还弱的酸，则B 为二氧化硅。二氧化硅与石灰石、纯碱混合加热生成的 C 在高温时软化且无固定熔点，可推知C 为普通玻璃；(1)根据以上事实，形成单
4、质A 的元素名称为碳，C 的名称为普通玻璃；(2)B 为 SiO ，其溶于热氢氧化钠溶液的化学方程式是SiO 2NaOH=Na SiO H O；22232(3)在 Na SiO 溶液中滴加稀HCl，生成白色胶状沉淀H SiO 的化学方程式是Na SiO 2323232HCl=2NaCl H SiO ；23(4)由 SiO2 制取普通玻璃的化学方程式是Na2CO3 SiO2Na2SiO3 CO2 、 CaCO3SiO2CaSiO3 CO2。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）
5、 B 和 a 溶液反应的离子方程式是_ （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+23+2HHSiO 【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
6、与盐酸不反应，与题意矛盾；因此A 是 Si 、 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：2+H O。SiO +2OH SiO3222（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 +H2OSiO3222322+2H；正确答案：
7、 Si+2OH +H OSiO+2H。（4）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+2H正确答案： SiO2+3+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 12_。)和 H ，写出该反应的化学方程式【答案】 Mg2Si2+2433
8、 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28162SiH4；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，该耐高温材料不是氧化铝，而应为氧化镁，镁元素的质量为2416.0 g =9.6g，白色沉淀为氢氧化镁，溶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】（
9、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+ + 2OH = Mg(OH)2，故答案为Mg 2+ + 2OH = Mg(OH)2；（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 1Si3N4 和 H2，其化学方程式为： 3SiH4+4NH3=，则该化合物为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
10、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。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
11、 溶液生成60g / molNa SiO ，橄榄石与过量盐酸反应后的无色溶液，与过量的NaOH 溶液反应后，生成白色沉23淀，该沉淀应是 Mg(OH)23.48g3.48g0.06mol ，因此该化，质量为，则物质的量为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
12、，本题答案为：光导纤维等；（3）白色粉未为二氧化硅，与NaOH 溶液反应的离子方程式为：-2-+H2O，SiO2+2OH =SiO3-2-+H2O。本题答案为： SiO2+2OH =SiO35（1） X、 Y、 Z 都是短周期元素的单质，X 元素原子的最外层电子数是其次外层电子数的2倍； Y 元素有两种常见单质，二者质量相等时其物质的量之比为3 ： 2； Z 元素原子的次外层电子数是其最外层电子数的4 倍。则： 写出化合物甲的电子式_ ； 写出 Z 与甲反应的化学方程式_ ；（ 2） X、 Y、 Z 都是非金属单质， X 是原子晶体， Y、Z 都是分子晶体， X、 Y 都能与强碱溶液反应；乙的
13、水溶液是工业三酸之一，也是实验室常用试剂。则： 写出 X 与 NaOH 溶液反应的离子方程式_ ； 在 所得溶液中加入乙的溶液，观察到的现象_（ 3） .X、 Z 是常见金属， Z 与甲的反应只有在高温下才能进行，甲是一种具有磁性的化合物，乙在工业上常用于制取 Z 单质。则： 写出乙与 NaOH 溶液反应的化学方程式 _ ； 将等物质的量的X 和 Z 分别与足量的稀硫酸反应，当两种金属完全溶解后，得到气体的质量之比是 _ 。【答案】2Mg+CO2+2H2产生白色2MgO+C Si 2OH H2O SiO3胶状沉淀Al 2O3 2NaOH 2NaAlO2 H2O2:3【解析】【分析】（1）根据
14、X、 Y、 Z 都是短周期元素的单质，X 元素原子的最外层电子数是其次外层电子数的 2 倍， X 为 C； Y 元素有两种常见单质，二者质量相等时其物质的量之比为3 ： 2，所以Y 为 O，氧元素形成的单质为O2 和 O3； Z 元素原子的次外层电子数是其最外层电子数的4倍， Z 为 Mg；碳和氧气反应生成二氧化碳（甲）；氧气与镁反应生成氧化镁（乙），镁与二氧化碳反应生成氧化镁和碳，以上推断符合图示转化关系；据以上分析进行解答；（2） X、 Y、 Z 都是非金属单质，X 是原子晶体， X 能与强碱溶液反应，所以X 为硅；乙的水溶液是工业三酸之一，也是实验室常用试剂，所以乙是氯化氢，则Y 是氯原
15、子， Z 是氢元素，氯气、氢气的固体均属于分子晶体，符合题意；据以上分析进行解答；（3）甲是一种具有磁性的化合物，则甲是四氧化三铁，乙在工业上常用于制取Z 单质，所以 Z 是铝， X 是铁，乙是氧化铝， Y 是氧气，符合上述转化关系；据以上分析进行解答。【详解】（1）根据 X、 Y、 Z 都是短周期元素的单质， X 元素原子的最外层电子数是其次外层电子数的 2 倍， X 为 C； Y 元素有两种常见单质，二者质量相等时其物质的量之比为3 ： 2，所以Y 为 O，氧元素形成的单质为O 和 O； Z 元素原子的次外层电子数是其最外层电子数的423倍， Z 为 Mg；碳和氧气反应生成二氧化碳（甲）；
16、氧气与镁反应生成氧化镁（乙），镁与二氧化碳反应生成氧化镁和碳，以上推断符合图示转化关系；二氧化碳为共价化合物，碳氧原子间形成共价键，电子式；综上所述所，本题正确答案：；镁与二氧化碳反应生成氧化镁和碳，反应的化学方程式：2Mg+CO2MgO+C；综上所述所，本题正确答案：2Mg+CO2MgO+C；（2） X、 Y、 Z 都是非金属单质，X 是原子晶体， X 能与强碱溶液反应，所以X 为硅；乙的水溶液是工业三酸之一，也是实验室常用试剂，所以乙是氯化氢，则Y 是氯原子， Z 是氢元素，氯气、氢气的固体均属于分子晶体，符合题意；硅与 NaOH溶液反应生成硅酸钠和氢气，离子方程式为：2+2H2；Si 2
17、OH H2O SiO3综上所述所，本题正确答案：2322；Si 2OH H O SiO+2H由于盐酸的酸性大于硅酸，所以硅酸钠溶液中加入盐酸，反应生成硅酸白色胶状沉淀和氯化钠，因此可观察到产生白色胶状沉淀生成；综上所述所，本题正确答案：白色胶状沉淀生成；（3）甲是一种具有磁性的化合物，则甲是四氧化三铁，乙在工业上常用于制取Z 单质，所以 Z 是铝， X 是铁，乙是氧化铝，Y 是氧气，符合上述转化关系；氧化铝与 NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和水，反应的化学方程式为：Al 2O3 2NaOH2NaAlO2 H2O；综上所述所，本题正确答案：Al 2O3 2NaOH2NaAlO2 H2O；已知反应F
18、e+H2SO4=FeSO4+H2， 2Al+3H2SO4=Al 2(SO4) 3+3H2；根据反应关系可知，将等物质的量的铁和铝分别与足量的稀硫酸反应，当两种金属完全溶解后，生成氢气的量之比为：1：1.5 ，质量之比是1:1.5 ，整理为2:3 ；综上所述所，本题正确答案：2:3 。6 已知 A 是灰黑色的硬而脆的固体，B 是气态物质， AE 各种物质的相互转化关系如下图所示。（1）写出 B、 D、E 三种物质的化学式：B_， D_，E_；（ 2）画出 A 的原子结构示意图 _；（ 3）写出 CA的化学方程式 _。【答案】 SiF42323442C+SiOSi+2CONa SiOH SiO或
19、H SiO【解析】【分析】A 是灰黑色的硬而脆的固体，且能溶于NaOH 溶液，可知 A 为 Si，其与 F反应生成的 B 是2气态 SiF42223， Si 与 O 在加热条件下生成的C 为 SiO ， Si 溶于 NaOH 溶液生成的D 为 Na SiONa SiO 溶液中滴加稀酸生成不溶于水的E 为硅酸 (H SiO )，据此分析解题。2323【详解】(1)由分析可知：B 的化学式为 SiF4、 D 的化学式为 Na2SiO3、E 的化学式为 H2SiO3；(2)硅原子的核电荷数为14，其原子结构示意图为；(3)SiO2 在高温下和碳反应生成Si，反应的化学方程式为2C+SiOSi+2CO
20、。7 6 分 物质 AJ 均由短周期元素组成，并有如下图转化关系， A 是常见液体， D、F 为组成元素相同的无色气体， B、 E、 G、 H是单质，且 E 是常见光太阳电池中的半导体材料，G、 H 呈气态，且 H呈黄绿色。请回答下列问题：（1） A 的电子式为。（2） I 的化学式为。（3） B 与 C 反应的化学方程式为。（4） H 与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为。【答案】（ 1）（ 2）SiCl高温Si+2CO4（ 3） 2C+SiO2Cl（4） Cl 2+2OH+ClO +H2O【解析】试题分析： E 是常见光太阳电池中的半导体材料，应为硅，H 呈黄绿色，为氯气，B、C 是碳与二氧化
21、硅， A 为水， D 为 CO,F 为 CO ， G为氢气， I 为四氯化硅， J 为氯化氢，（ 1） A2的电子式为；（ 2）I 的化学式为SiCl 4；（ 3） B 与 C 反应的化学方程式为高温Si+2CO；（ 4） H 与氢氧化钠溶液反应的离子方程式2C+SiO2Cl+2OHCl +ClO +HO22考点：考查无机元素推断，考查硅及其化合物的知识。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，写出甲的一种用途
22、。（3）写出下列变化的方程式：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） O2分）2344分）（ 2H SiO或 H SiO （ 2（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 H2。又因 A+NaOH 溶液C(H2),故 A 为 Al 或 Si,无论 A是 Al 或 Si,产物乙通过量CO2 后的产物丁失去的化合物丙应
23、为H2O,故 B 为 O2,又据甲为非电解质 ,故 A 应为 Si,甲为 SiO2,乙为 Na2SiO3,丁为 H2SiO3(或 H4SiO4)。据此解答有关问题。9 现有下列物质：NaHCO3 Al(OH)3 SiO2 SO2，请同学们按要求用序号填空：（ 1）用来制备发酵粉和中和胃酸的是_；（ 2）能使酸性 KMnO4 溶液褪色的是 _；（ 3）实验室用来制耐火坩埚的是 _；（ 4）既能与氢氧化钠反应，又能与稀盐酸反应的是 _ 。【答案】 【解析】【分析】根据已有的知识进行分析，碳酸氢钠俗称小苏打，因水解溶液显弱碱性，能和酸反应；Al(OH)3 既能和酸，也能和碱反应；SiO2 高熔点，耐
24、高温；SO2 有还原性，有漂白性，据此解答。【详解】(1)碳酸氢钠俗称小苏打，不稳定且水溶液显弱碱性，能和盐酸反应，常用来制备发酵粉和中和胃酸；(2)SO2 有还原性，能使酸性KMnO4 溶液褪色；(3)SiO2 高熔点，耐高温，实验室用来制耐火坩埚；(4)Al(OH)3 既能与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠，又能与稀盐酸反应生成AlCl3。10 铝硅合金材料性能优良。铝土矿（含30% SiO2、 40. 8% Al2O3 和少量 Fe2O3 等）干法制取该合金的工艺如下：（1）焙烧除铁反应： 4(NH4 242 344 2232 3发生类) SO +Fe O2NH Fe(SO ) +3H O+6N
25、H （少部分Al O似反应）。氧化物转化为硫酸盐的百分率与温度的关系如下图，最适宜焙烧温度为_。指出气体 I 的用途 _（任写一种）。（2）操作包括：加水溶解、过滤 _、 _ 。若所得溶液中加入过量 NaOH溶液，含铝微粒发生反应的离子方程式为_（3）用焦炭还原 SiO2 发生反应的化学方程式为 _【答案】 300 制氮肥或用硫酸吸收气体（氨气）循环到焙烧过程中洗涤干燥Al 3+4OH -+2H 2O2C+SiO 22CO +Si=AlO 2【解析】【分析】铝土矿（含30% SiO2 、40. 8% Al2O3 和少量 Fe2O3 等）加硫酸铵焙烧，Fe2O3 转化为NH4Fe(SO4)2 同
26、时生成氨气，加水溶解、过滤，滤渣为SiO2 和 Al2O3，用焦炭在高温条件下还原 SiO2 、Al2O3 得到硅铝熔体，在加纯铝搅拌，得到硅铝合金，据此分析解答。【详解】（1）焙烧时尽可能是氧化铁反应，而氧化铝不反应，由图可知在300时，氧化铁转化为硫酸盐的百分率很高，而氧化铝转化为硫酸盐的百分率最低，所以最适宜焙烧温度为300 ；气体为氨气，氨气可以用于制氮肥，也可以用硫酸吸收来备硫酸铵循环到焙烧过程中；故答案为： 300 ；制氮肥或用硫酸吸收气体（氨气）循环到焙烧过程中；（2）由流程分析可知，操作应包括：加水溶解、过滤、洗涤、干燥；溶液中含有铝离子与氢氧根离子生成偏铝酸根离子，其反应的离子方程式为：Al 3+-2-2+4OH =AlO+2H O；故答案为：洗涤；干燥；Al3+-+4OH =AlO 2 +2H 2O；（3）在高温条件下，焦炭与SiO2 反应生成 Si 和 CO，其反应的方程式为：2C+SiO 22CO +Si，故答案为： 2C+SiO 22CO +Si 。【点睛】本题考查了物质分离和提纯基本操作，注重信息与所学知识的结合分析解决问题，侧重知识迁移应用能力的考查，注意把握流程中发生的化学反应为解答的关键。