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1、【化学】化学硅及其化合物推断题的专项培优练习题( 含答案 ) 含答案解析一、硅及其化合物1A、 B、 C 均为中学化学常见的纯净物，它们之间存在如下转化关系：其中均为有单质参与的反应。（1）若 A 是常见的金属，中均有同一种黄绿色气体参与反应，B 溶液遇 KSCN显血红色，且为化合反应，写出反应的离子方程式_ 。（ 2）如何检验上述 C 溶液中的阳离子？ _ 。（3）若 B 是太阳能电池用的光伏材料，为工业制备B 的反应。 C 的化学式是_，属于置换反应 _，（填序号）写出反应的化学方程式_ 。3+2+取少量溶液于试管，加KSCN溶液，无明显现象，再加氯水，溶【答案】 Fe+2Fe3Fe液变成
2、血红色，则证明含Fe2+4 2C+SiOSi+2COSiCl【解析】【分析】(1)由转化关系可知A 为变价金属，则A 应为 Fe， B 为氯化铁， C 为氯化亚铁，为 Fe 与氯化铁的反应；(3)B 是太阳能电池用的光伏材料，可知B 为 Si，为 C 与二氧化硅的反应，为工业制备 B 的反应，则 C 为 SiCl4，中 SiCl4 与氢气反应，提纯Si，以此解答该题。【详解】(1)A 是常见的金属，中均有同一种气态非金属单质参与反应，且为化合反应，则该非金属气体为 Cl2， B 为氯化铁，则反应的离子方程式为2Fe3+Fe=3Fe2+；(2)由分析知 C 为氯化亚铁，检验Fe2+的操作方法是取
3、少量溶液于试管，加KSCN溶液，无明显现象，再加氯水，溶液变成血红色，则证明含Fe2+；(3)B 是太阳能电池用的光伏材料，可知B 为 Si，为 C 与二氧化硅的反应，为工业制备 B 的反应，则C 为 SiCl4，其中为Si 和 Cl2 化合生成SiCl4，中 SiCl4 与氢气反应，提纯 Si，则反应的化学方程式为SiO2 +2CSi+2CO，其中属于置换反应的有。2 探究无机盐X（仅含三种短周期元素）的组成和性质，设计并完成如下实验：请回答：（ 1） X 的化学式是 _。（ 2）白色粉末溶于氢氧化钠溶液的离子方程式是_。（3）高温条件下白色粉末与焦炭发生置换反应，写出该反应的化学方程式_。
4、【答案】 Mg2 4=SiO32 H2高温22O22CSi 2COSiO或 2MgO SiOSiO 2OHSiO【解析】【详解】无机盐 X（仅含三种短周期元素），加入过量盐酸溶解，离心分离得到白色胶状物沉淀和无色溶液，白色胶状沉淀为硅酸，白色沉淀充分灼烧得到白色粉末1. 80g 为 SiO2，物质的量=1. 8g 60g/ mol=0. 03mol ，溶于氢氧化钠溶液得到无色溶液为硅酸钠溶液，说明无机盐中含硅酸根离子或原硅酸根离子，物质的量为0. 03mol ，若为硅酸根离子其质量=0. 03mol 76g/ mol=2. 28g，金属质量 =4. 20g- 2. 28g=1. 92g，无色溶
5、液中加入过量氢氧化钠溶液生成白色沉淀则判断为Mg （OH）2，金属离子物质的量=3. 48g58g/ mol 0. 06mol ，质量为 0. 06mol 24g/ mol=1. 44g，不符合，则应为原硅酸根，物质的量为=0. 03mol 92g/ mol=2. 76g，金属质量4. 20g- 2. 76g=1. 44g，物质的量0. 03mol ，质量=1. 44g 24g/ mol =0. 06mol ，得到 X 为 Mg2SiO4，则（ 1） X 的化学式是 Mg 2SiO4 或 2MgO SiO2。（2）白色粉末溶于氢氧化钠溶液的离子方程式是SiO2 2OH =SiO3 2 H2O。
6、高温（3）高温条件下白色粉末与焦炭发生置换反应，该反应的化学方程式SiO2 2CSi2CO。3 如图为一定量饱和 Ca(OH)2 溶液中通入 CO2 气体后，产生 CaCO3 白色沉淀的质量与通入的 CO2 体积之间的关系曲线。请回答：OA 段曲线所表示的化学反应方程式：_ ，A 点处已参加反应的 CO22与 Ca(OH) 的物质的量之比为 _。B 处溶液中存在的浓度较大的两种离子是_和 _(填离子符号 )，将 B 处生成的溶液煮沸，可见到的现象是 _。【答案】 Ca(OH)2 CO2=CaCO3H2O1 1 Ca2HCO3 溶液变浑浊 (或产生白色沉淀 )【解析】【分析】二氧化碳与氢氧化钙饱
7、和溶液的反应与二氧化碳的量有关，少量二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，反应的化学方程式为CO2+Ca(OH)2=CaCO3 +H2O，过量二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸氢钙，反应的化学方程式为2CO223 2+Ca(OH) =Ca(HCO) ，由图可知 OA 段随着 CO23A 点达到沉淀最大值，AB2通入 CaCO 的量逐渐增大，段随 CO 的通入，生成的CaCO3 不断溶解转化为Ca(HCO3)2， B 点 CaCO3 全溶解，溶液又变得澄清。【详解】 由图可知 OA 段随着 CO2 通入 CaCO3 的量逐渐增大， A 点达到沉淀最大值，则 OA 段发生的反应为二氧化碳与氢氧化钙反应
8、生成碳酸钙和水，反应的化学方程式为CO2+Ca(OH)2=CaCO3 +H2O，由方程式可知A 点处已参加反应的二氧化碳和氢氧化钙的物质的量比为 1:1 ，故答案为： CO2+Ca(OH)2=CaCO3 +H2O； 1:1； 由图可知AB 段随 CO2 的通入，生成的CaCO3 不断溶解，发生的反应为二氧化碳与碳酸钙反应生成碳酸氢钙，则溶液中存在的浓度较大的两种离子是钙离子和碳酸氢根离子；将碳酸氢钙溶液煮沸，碳酸氢钙受热分解生成难溶的碳酸钙、二氧化碳和水，则可见到的现象是澄清溶液变浑浊，故答案为：Ca2 ；HCO3 ；溶液变浑浊 (或产生白色沉淀 )。【点睛】明确碳酸的正盐与过量的CO2 反应
9、时生成碳酸氢盐、碳酸氢盐与碱反应时生成碳酸的正盐和水、碳酸氢盐在加热条件下生成碳酸正盐、水和CO2 是解答关键。4 有三种透明、不溶于水的坚硬固体。A 固体在氧气中完全燃烧只得到一种无色无味气体，此气体能使澄清石灰水变浑浊，标准状况下测得此气体的密度是氧气密度的1.375倍。 B 固体能溶于热的苛性钠溶液，再往该溶液中加入过量盐酸时，析出白色沉淀，此沉淀是一种比H2CO3 还弱的酸，干燥后为不溶于水的白色粉末。B 与石灰石、纯碱按一定比例混合加热后，能得到C， C 在高温时软化，无固定熔点。根据以上事实，判断A、B、 C各为何物： _、 _、 _；写出有关反应的化学方程式_。【答案】金刚石石英
10、普通玻璃CO2CO2， CO2 Ca(OH)2CaCO3 H2O； SiO22NaOH Na2SiO3 H2 O；Na2SiO3 2HCl H2 O H4SiO4 2NaCl； H4SiO4 H2SiO3 H2O；CaCO3 SiO2CaSiO3 CO2；SiO2 Na2CO3Na2SiO3 CO2【解析】【详解】A 物质燃烧后产生气体的相对分子质量为：32 1.37544。结合它无色无味且使澄清石灰水变浑浊的性质，可推断此气体为CO2，又因为 A 为透明不溶于水的坚硬固体，故可判断A 为金刚石。方程式为：C O2CO 。2B 物质能与苛性钠反应，且所得溶液与盐酸反应生成一种比H2CO3 还弱
11、的酸，且这种酸是一种难溶于水的白色固体，故可判断B 为石英。相关方程式为：SiO2232NaOHNa SiO H O； Na SiO 2HClH O H SiO 2NaCl； H SiO H SiO HO。22324444232C 物质由石灰石、纯碱、B 物质（石英）混合加热而制得，结合高温时软化且无固定熔点，判断 C 物质为普通玻璃。相关方程式为：SiO23322 CaCOCaSiO CO； SiO Na CONa SiO CO 。23232【点睛】本题考查有关 SiO22323、 Na SiO 、 H SiO 以及玻璃等物质的性质以及推理判断能力。其突破口是 C 高温时软化，无固定熔点，这
12、是玻璃的特性，由此推知B 可能为 SiO2 是解题的关键。5 短周期主族元素X YZ W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 的另一种氢化物X2H4 可作为火箭推进器燃料，其结构式为_ 。(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
13、反应的化学方程式_ 。【答案】2NaCl+2H222O2NaOH+H +Cl2C+SiO2CO +Si8NH3+3Cl2=6NH4Cl+N2【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 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
14、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+2H O2NaOH+H +Cl；222(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，其电子式为；(4)Z 为 Si 元素，其氧化物为 SiO ，二氧化硅属于原子晶体；工业上用碳与二氧化硅在高温2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
15、平该反应的化学方程式为：8NH3+3Cl2=6NH4Cl+N2。【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。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 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
16、）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_ 。【答案】 Na2 223223-2-22 32 3ONa COH OO Al(OH) + OH= AlO+2H O2Al+Fe OAl O +2Fe【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+
17、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(OH)3 + OH= AlO2Al(OH)3 + OH=2-2AlO+2H O；(3)铝与氧化铁发生铝热反应，反应的化学方程式为2Al+Fe2O3Al2O3
18、+2Fe，故答案为2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe。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的顺序为：_。（用化学式
19、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+2Fe2+2Br-+2Cl2=2Fe3+Br2 +4Cl-【解析】【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，催化剂4NH 3 +6NO6H 2
20、O+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，继续加热可得液体丙Fe(OH)3 胶体，胶
21、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-8 下图是化学中部分常见的氧化物和单质的转化关系。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： _ ； _ 。【
22、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 2Mg CO2O3 423Fe，反应C 2MgO，反应 Fe O 2C2CO3Fe 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 ，
23、结合反应氧化物d 为 H2O 。（）反应和的化学方程式：2Mg COC 2MgOC H O(g)CO H 。22229 用氮化硅 (Si3N ) 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。4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 两种元素非金属性强弱的方法是_。a. 比
24、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 1、 3、2、 1，所以原子最外
25、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 实验对认识和研究物质性质有重要作用，回答下列相
26、应问题。（一）为证明Na2SiO3 具有防火性能，同时做以下两个实验。实验 ：取一小木条，放入蒸馏水中，使之充分吸湿、浸透，取出稍沥干（不再滴液）后，放置在酒精灯外焰处。实验 ：另取一个相同的小木条，放入Na2 3 的操作。SiO 饱和溶液中，之后重复实验（ 1）设计实验 的目的是 _ 。（二）性质实验中反应原理常用化学方程式表示。请用化学方程式各举一例，说明下列物质所具有的性质。（ 2） SO2 具有还原性 _。（3） SO2 具有酸性氧化物共同的性质_。（ 4）浓硫酸具有强氧化性 _ 。【答案】与实验作对照，证明起防火作用的是Na2SiO3 而不是水2SO+O22SO3SO2+2NaOH
27、= Na2SO3 + H2OCu+2H2SO4(浓 )CuSO4+ SO2+2H2O【解析】【分析】【详解】（一）（ 1）实验与实验比较，实验在蒸馏水的基础上增加了可溶于水的硅酸钠，从而探究防火的原因，则设计实验的目的是与实验作对照，证明起防火作用的是 Na2SiO3 而不是水；（二）（ 2） SO2与强氧化剂作用，能体现其具有还原性，如：2232SO +O2SO ；（3） SO2 能与碱溶液作用生成盐和水，说明其是酸性氧化物，发生反应的化学方程式为 SO2+2NaOH = Na2SO3 + H2O；（4）浓硫酸具有强氧化性，能氧化活泼性较弱的金属，如Cu，发生反应的化学方程式为Cu+2H2SO4(浓 )CuSO4+ SO2+2H2O。