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1、2020-2021 培优硅及其化合物推断题辅导专题训练及详细答案一、硅及其化合物1A、 B、 C、 D 四种易溶于水的化合物只由表中的八种离子组成，且四种化合物中阴、阳离子各不相同。阴离子Cl 、 SiO32- 、 OH 、 NO3-阳离子H 、 Ag 、 Na 、 K已知： A 溶液呈强酸性，且色。回答下列问题：A 溶液与B、 C 溶液混合均产生白色沉淀，B 的焰色反应呈黄（ 1）写出 A、 B、 C、 D 的化学式： A_，B_， C_， D_。（2）写出 A 溶液与 B 溶液反应的离子方程式：_。（3）请选出适合存放A、 C、D 溶液的试剂瓶的序号：溶液ACD试剂瓶序号_【答案】 HCl
2、 Na2 33KOH32- 2H23SiOAgNOSiO=H SiO 【解析】【分析】A、 B、 C、 D 四种易溶于水的化合物只由表中的八种离子组成，且四种化合物中阴、阳离子各不相同， A 溶液呈强酸性，则A 为盐酸或硝酸， B 的焰色反应呈黄色，则B 中含有 Na 元素， A 能和 B 反应生成白色沉淀，则B 为 Na2SiO3；盐酸能和 AgNO3反应生成白色沉淀，所以 C 为 AgNO3，则 A 为 HCl，根据四种化合物中阴阳离子各不相同，则D 为 KOH。【详解】(1)根据以上分析知，四种物质化学式分别为HCl、 Na2SiO3、 C 为 AgNO3、 D 为 KOH；(2)A 是
3、 HCl、 B 是硅酸钠，二者反应生成硅酸沉淀和氯化钠，离子方程式为32-SiO+2H+=H2SiO3；(3)A 是HCl、 C 为AgNO3、 D 为KOH， KOH能和二氧化硅反应生成粘性物质硅酸钠，不能用含有玻璃塞的试剂瓶盛放；硝酸银见光易分解，应该放置在棕色试剂瓶中；盐酸不分解，且和玻璃中成分不反应，所以放置在一般试剂瓶中即可，所以A、 C、 D 选取试剂瓶序号为。【点睛】含有钠元素的物质焰色反应为黄色，含有钾元素的物质焰色反应透过蓝色钴玻璃为紫色，钙元素的焰色反应为砖红色；玻璃中含有二氧化硅，能与碱性溶液发生反应，所以碱性溶液的试剂瓶不用玻璃塞。2 已知：甲、乙、丙、丁为常见化合物，
4、AB为单质，相互转化关系如图。其中甲是天、然气的主要成分。回答下列问题：（1）丁物质的名称：_，丙物质的化学式：_ 。（2）检验化合物乙的化学方程式：_ 。（3）试剂 X 可能的化学式： _、 _(要求：所选物质类别不同 )。（ 4）通过分析表明：燃料充分燃烧的条件之一是_ 。（ 5）取变红溶液于试管中加热，观察到的现象有_ 。【答案】水 CO CO2Ca(OH)2=CaCO3 H2O O2 CuO 充足的氧气 红色溶液变成紫色，有气泡冒出【解析】【分析】甲是天然气的主要成分，则甲是甲烷，甲与A， B 与 A 能燃烧，则A 是氧气，丁电解生成A、 B，则 B 是氢气，丁是水，乙与水加入紫色石蕊
5、试液后溶液变红，则乙是二氧化碳，丙与乙可以相互转化，则丙是一氧化碳，据此分析解答。【详解】(1)根据分析可知丁是水，丙是CO，故答案为：水；CO；(2)检验二氧化碳的方法是将气体通入澄清石灰水，反应方程式为：CO2+Ca(OH)2=CaCO3 +H2 O；(3)由丙转化到乙，则试剂X 可以是氧气，也可以是氧化铜等物质，所属的类别分别是单质和氧化物；故答案为：O2； CuO；(4)通过分析表明 :燃料充分燃烧的条件之一是要有充足的氧气；故答案为：充足的氧气；(5)取变红溶液于试管中加热会发生碳酸分解的过程，故可以观察到的现象是红色溶液变成紫色，有气泡冒出；故答案为：红色溶液变成紫色，有气泡冒出。
6、3A、 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2 -+2CSi+2CO233SiO +CaOCaSiOSiO+2H2 O+2CO2=2HCO3 - +H2SiO3【解析】【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
7、为 SiO22与碳反应生成2与 CaO反应生成32， SiOSi、 CO，所以 E 为 CO； SiOC 为 CaSiO ； SiO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SiO23与 CaO 反应生成 CaSiO ，其化学反应方程式为：高温高温SiO2 CaOCaSiO3，故答案为：SiO2CaOCaSiO3；+（4）
8、D 为 Na2SiO3CO2，其化学反应方程式为：Na2SiO3 2H2O 2CO2，其溶液中通入过量+2NaHCO3+H2SiO3，其离子方程式为：SiO32- +2H2O+2CO2=2HCO3- +H2SiO3，故答案为：SiO32- +2H2O+2CO2=2HCO3- +H2SiO3。4 有两种短周期元素X 、 Y， X元素原子的最外层电子数为a ，次外层电子数为b ； Y元素原子的M层（有电子）电子数为ab ， L 层电子数为ab。（1）推断元素名称和符号：X _、 _， Y _、 _。（2） X 、 Y 两元素形成的化合物可能具有的性质是_（填序号）。A. 能与水反应B. 能与硫酸反
9、应C. 能与氢氧化钠溶液反应（3） X 元素的原子含有_个能层， Y 元素的原子含有_个能层。【答案】氧O硅SiC23【解析】【分析】短周期元素 X 和元素 Y，元素X 原子的最外层电子数为a，次外层电子数为b；元素 Y 原子的M层电子数为 (a b) ，L层电子数为 (ab) ，则L层电子数为8a b 8，所以元，所以 素 X 原子有 2 个电子层，故b 2，所以 a 8 b 82 6，故 X 为 O 元素；故元素 Y 原子的 M 层电子数为 a b 62 4， Y 为 Si 元素， X、Y 两元素形成的化合物为SiO2，结合元素化合物的性质判断。【详解】( 1) X 为 O 元素， Y 为
10、 Si 元素，故答案为：氧；O；硅； Si；( 2) X、Y 两元素形成的化合物为SiO2；A SiO 不与水反应，故A错误；2B SiO 性质稳定，溶于HF 酸，不溶于其它酸，故B 错误；22C 正确；C SiO 与氢氧化钠反应生成硅酸钠与水，故D SiO2 不与氯气反应，故D 错误；故答案为： C；( 3) 氧原子和硅原子的原子结构示意图分别为：、，所以氧原子有2 个能层，硅原子有3 个能层，故答案为：2； 3。【点睛】本题推断元素种类是解题关键，根据每一能层能够排布的电子数多少进行综合判断，注意二氧化硅性质的特殊性。5 如图五角星上排列的A、 B、 C、D、 E 五种物质均为中学化学中常
11、见的化合物，相互之间的连线表示两种物质能发生化学反应。A、 C、 E 均为氧化物， A 是人体呼出的气体之一；在实验室中B 可以用来制取A，而 D 可以用来检验 A；C 和 E 反应能生成 D。(1)写出下列物质的化学式：A_，D_；(2)B 除了制取 A 之外的另一种用途是 _ ；(3)C 和 E 反应的化学方程式为 _(4)这五种物质之间两两发生反应，其中没有涉及的基本反应类型是_。【答案】 CO2222Ca(OH) 用于金属表面除锈 (制造药物、可帮助消化等 ) CaO H O=Ca(OH)分解反应和置换反应【解析】【分析】A 是人体呼出的主要气体，则来检验 A ，则 D 为氢氧化钙，A
12、 为二氧化碳，在实验室中B 可以用来制取B 与 D 可反应，则B 为盐酸； E 与 B, E 与A，而 D 可以用 C 都反应，且A 、 C、 E 均为氧化物，E 与C 反应生成的D 为碱，则C 为水，E 为氧化钙；【详解】(1) 根据上述分析可知：A 为 CO2， D 为 Ca(OH) 2；答案： CO2 ； Ca(OH)2 ；(2) 根据上述分析可知B 为盐酸，盐酸除用来制取二氧化碳外，还用来除去铁制品表面的铁锈；答案：用于金属表面除锈(制造药物、可帮助消化等)；(3) 根据上述分析可知 C 为水， E 为氧化钙，氧化钙和水反应生成氢氧化钙，其化学方程式为 CaOH2 O=Ca(OH)2
13、；答案： CaO H2O=Ca(OH)2 ；(4) 该五角星的位置中有化合反应，如H2O 与CaO、 CO2 的反应都是化合反应；CO2 与Ca(OH)2 的反应是复分解反应， HCl 和 CaO、 Ca(OH)2 的反应都是复分解反应，没有涉及分解反应和置换反应。答案：分解反应和置换反应。6 某固体中可能含有 Na+、 K+、 Al3+、 Ba2+、 SO42-、 CO32-、 SiO32-、等离子，将其配成 100mL 溶液。学生研究性学习小组为了确认其成分，设计并完成了如图所示实验：请回答下列问题：(1)配制 100mL 溶液需要使用容量瓶，该仪器使用前必须进行的一步操是_；在“定容 ”
14、操作中，当液面接近容量瓶刻度线12cm 处，改用 _，再将容量瓶塞盖好，反复上下颠倒，摇匀。(2)若出现如下情况，导致所配溶液浓度偏高的是_A 称量时砝码已经生锈；B 溶解、转移溶液之后没有对烧杯和玻璃棒进行洗涤操作；C 定容时俯视；D 定容时，液面超过容量瓶颈上的刻度线，用胶头滴管将过量的液体吸出；E.容量瓶不干燥，含有少量蒸馏水。(3) 根据以上实验可得出：一定存在的离子是_ ，一定不存在的离子是_ 。(4) 加入稀盐酸，所发生的离子反应方程式为_ 。【答案】检查是否漏水改用胶头滴管滴加蒸馏水至溶液凹液面正好与刻度线相切A、CCO32- 、 SiO32- SO42- 、Al3+、 Ba2+
15、 CO32-+2H+=CO2 +H2O； SiO32-+2H+=H2SiO3 【解析】【分析】向配制的溶液中加入稀盐酸后生成无色无味气体A、沉淀 B，气体 A 为 CO2 ，则原溶液中一定含有 CO32-，结合离子共存可知一定不存在Al3+、 Ba2+；生成的沉淀B 为硅酸，则一定存在 SiO32-；向滤液 C 中加入氯化钡溶液，无明显现象，说明溶液中不存在SO42- ，据此结合溶液配制的方法解答；第(2) 题根据 c= n 进行分析；V【详解】(1)容量瓶使用前要检查是否漏水；当液面接近容量瓶刻度线1-2cm 处，改用胶头滴管滴加质量数至液面凹液面恰好与刻度线相切，再将容量瓶塞盖好，反复上下
16、颠倒，摇匀，故答案为：检查是否漏水；改用胶头滴管滴加质量数至液面凹液面恰好与刻度线相切；(2)A.称量时砝码已经生锈会导致溶质的质量偏大，继而导致浓度偏大，故A 正确；B.溶解、转移溶液之后没有对烧杯和玻璃棒进行洗涤操作会导致溶质物质的量偏小，浓度偏小，故 B 错误；C.定容时俯视会导致溶液体积偏小，溶液浓度偏大，故C 正确；D.定容时，液面超过容量瓶颈上的刻度线，用胶头滴管将过量的液体吸出会导致溶质的物质的量偏小，浓度偏小，故 D 错误；E.容量瓶不干燥，含有少量蒸馏水对浓度没有影响，故E 错误，故答案为： AC；(3)根据分析可知一定存在的离子为：CO32- 、 SiO32- ；一定不存在
17、的离子为：SO42- 、Al3+、Ba2+，故答案为：CO32-、 SiO3 2-； SO42-、 Al3+、 Ba2+；(4)根据分析可知，加入稀盐酸后碳酸根和硅酸根和氢离子发生反应，故答案为：CO32-+2H+=CO2 +H2 O； SiO32- +2H+=H2SiO3。7 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
18、量为 140 g mol 12_。)和 H ，写出该反应的化学方程式【答案】 Mg2Si2+2433 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28A 中含硅元素，又为氢化物，则推出A 为12.0 g =5.6g，根据逆分析法可知，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
19、，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 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Si3N4+12H2，故答案为 3SiH4 +4NH3=
20、 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量对产物的影响效果。8 简要回答下列问题（1）医疗上，常用胃舒平主要成分Al(OH)3来治疗胃酸（主要成分盐酸）过多，其理由是_（用离子方程式表示）。（2）生活中不能用铝制容器储存氢氧化钠溶液的原因是_（用化学方程式表示）。（3）工业制备漂白粉原理是_（用化学方程式表示）。（4）人们常用雕花玻璃装饰房间。在玻璃上雕花时发生反应的化学方程式是_。（5）硅酸钠的水溶液俗称水玻璃，向其中通入过量的CO2，会出现软而透明的凝胶胶体，其化学方程式是
21、_。【答案】 3H+ +Al(OH) 3 Al 3+3H 2OAl 2O3+2NaOH 2NaAlO 2+H 2O；2Al+2NaOH+2H 2O=2NaA1O 2+3H 22Cl 2+2Ca(OH) 2=CaCl 2+Ca(ClO) 2+2H 2OSiO2+4HF=SiF 4 +2H 2ONa 2SiO3+2CO2+2H 2O=H 2SiO 3 +2NaHCO3【解析】【分析】玻璃的主要成分之一为二氧化硅，它是酸性氧化物，不能与硫酸、硝酸、盐酸等发生反应，但能与氢氟酸发生反应。不过，二氧化硅与氢氟酸反应，表现的不是酸性氧化物的性质，是氢氟酸特有的性质。【详解】(1)胃舒平中的Al(OH)3
22、与胃酸中的盐酸反应，生成氯化铝和水，其理由是3H+Al(OH)3Al3+3H2O；答案为： 3H+Al(OH)3 Al3+3H2O；(2)生活中不能用铝制容器储存氢氧化钠溶液，因为铝表面的Al2O3 与 NaOH 反应后，里面的 Al 与 NaOH 溶液继续反应，化学方程式为Al2O3+2NaOH 2NaAlO2+H2O；2Al+2NaOH+2H2O=2NaA1O2+3H2；答案为： Al2O3+2NaOH 2NaAlO2+H2O；2Al+2NaOH+2H2O=2NaA1O2+3H2 ；(3)工业上利用氯气与石灰乳反应生产漂白粉，反应的化学方程式为2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(
23、ClO)2+2H2O；答案为： 2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O；(4)在玻璃上雕花是利用氢氟酸与玻璃中的SiO2 发生复分解反应，反应的化学方程式为SiO2+4HF=SiF +2H2O；答案为： SiO2+4HF=SiF +2H2O；(5)向硅酸钠水溶液中通入过量的CO2，会出现软而透明的硅酸凝胶和方程式为 Na2 SiO3+2CO2+2H2O=H2SiO3 +2NaHCO3；答案为： Na2 SiO3+2CO2+2H2O=H2SiO3 +2NaHCO3。NaHCO3，反应的化学【点睛】“向硅酸钠水溶液中通入过量的CO2”，若不注意审题，我们很容易写成Na2
24、SiO 3+CO 2+H2 O=H 2SiO 3 +Na2CO3，解题时，对关键词“过量”一定要引起高度重视。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 两种元素非金属性强弱的方法是_。a. 比较两种元素的
25、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，所以原子最外层只有一个未成
26、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，回答下列相应问题。（一）
27、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饱和溶液中，之后重复实验 的操作。SiO（ 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Na2 3而不是水23SiO2SO+O2SOSO2+2NaOH = Na2SO3
28、 + H2O Cu+2H2 SO4(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。