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1、2020-2021 培优硅及其化合物推断题辅导专题训练含答案解析一、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： _。（
2、5）的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
3、泼的金属元素是 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
4、意非金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 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 的焰色反应呈黄色。回答下列问题：（ 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
5、液ACD试剂瓶序号_【答案】HCl Na2 3332- 2H23 SiOAgNO KOHSiO=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
6、 AgNO3、 D 为 KOH；(2)A 是 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SiO32-+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
7、不用玻璃塞。3 某课外学习小组对日常生活中不可缺少的调味品M 进行探究。已知C 可在D 中燃烧发出苍白色火焰。M 与其他物质的转化关系如图所示(部分产物已略去)：(1)写出B 的电子式_。(2)若A 是一种常见的酸性氧化物，且可用于制造玻璃，写出A 和 B 水溶液反应的离子方程式_。(3)若A 是CO2 气体，A 与B 溶液能够反应，反应后所得的溶液再与盐酸反应，生成的CO2物质的量与所用盐酸体积如图所示，则A 与 B 溶液反应后溶液中溶质的化学式_。(4)若 A 是一种常见金属单质，且A 与 B 溶液能够反应，则将过量的F 溶液逐滴加入E 溶液，边加边振荡，所看到的实验现象是_。(5)若 A
8、 是一种氮肥 , A 和 B 反应可生成气体 E， E与 F、 E 与 D 相遇均冒白烟，且利用E 与 D的反应检验输送 D 的管道是否泄露，写出E 与 D 反应的化学方程式为_。(6)若 A 是一种溶液，可能含有 、NH4+、 Mg2 、 Fe3、 Al3、 CO32-42-中的某些离子，H、 SO当向该溶液中加入 B 溶液时发现生成沉淀的物质的量随B 溶液的体积发生变化如图所示，由此可知，该溶液中肯定含有的离子的物质的量浓度之比为_。【答案】SiO2+2OH-=SiO32-+H2ONaHCO3、Na2CO3先有白色沉淀生成，随后沉淀逐渐减少最终消失3Cl8NH3=N26NH4 Cl c(A
9、l3)+2-2c(H )c(NH4 )c(SO4 )1 312【解析】【分析】由题给信息可知，C可在 D 中燃烧发出苍白色火焰，则该反应为氢气与氯气反应生成HCl，故 C 为 H2、 D 为 Cl2、 F 为 HCl，M 是日常生活中不可缺少的调味品，由题给转化关系可知， M 的溶液电解生成氢气、氯气与 B，则 M 为 NaCl、 B 为 NaOH。【详解】（1） B 为 NaOH，氢氧化钠是由钠离子和氢氧根离子组成的离子化合物，电子式为，故答案为：；（2）若 A 是一种常见的酸性氧化物，且可用于制造玻璃，则A 为 SiO223，二， E 为 NaSiO氧化硅与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和水，
10、反应的离子方程式为SiO2+2OH-=SiO32-+H2O，故答案为： SiO2+2OH-=SiO32-+H2O；（ 3）若 A 是 CO2 气体， CO2 与 NaOH 溶液能够反应生成碳酸钠或碳酸氢钠或两者的混合物，也有可能氢氧化钠过量，反应后所得的溶液再与盐酸反应，溶液中溶质只有碳酸钠，则碳酸钠转化为碳酸氢钠消耗盐酸体积与碳酸氢钠反应生成二氧化碳消耗盐酸体积相等，由图可知消耗盐酸体积之比为1： 2，则 CO2 与 NaOH 溶液反应后溶液中溶质为Na2CO3 和NaHCO3，故答案为： Na2CO3 和 NaHCO3 ；（4）若 A 是一种常见金属单质，且与NaOH 溶液能够反应，则A
11、为 Al， E为 NaAlO2，则将过量的 HCl 溶液逐滴加入 NaAlO2 溶液中，先生成氢氧化铝，而后氢氧化铝溶解，故看到的现象为溶液中先有白色絮状沉淀生成，且不断地增加，随后沉淀逐渐溶解最终消失，故答案为：先有白色沉淀生成，随后沉淀逐渐减少最终消失；（5）若 A 是一种化肥，实验室可用A 和 NaOH 反应制取气体E， E 与 F 相遇均冒白烟，则E 为 NH 、 A 为铵盐， E 与氯气相遇均冒白烟，且利用E 与氯气的反应检验输送氯气的管道3是否泄露，则E 与 D 的反应为氨气与氯气反应生成氯化铵和氮气，反应方程式为：3Cl +8NH =N +6NH Cl，故答案为：3Cl +8NH
12、=N +6NH Cl；23242324（6）由图可知，开始加入NaOH 没有沉淀和气体产生，则一定有H+，一定没有 CO32- ，后来有沉淀产生且最后消失，则一定没有Mg2+、 Fe3+，一定含有 Al3+；中间段沉淀的质量不变，应为 NH4+OH-=NH3?H2O 的反应，则含有NH4+，由电荷守恒可知一定含有SO42-，发生反应 H+OH-=H2O，氢离子消耗NaOH溶液的体积与Al3+3OH-=Al OH 3NaOH( ) 铝离子消耗溶液的体积之比为1： 3，发生反应 NH4+-322 体积，则 n+OH =NH ?H O，铵根消耗氢氧化钠为（H+）： n（ Al3+）： n（ NH4+
13、） =1： 1：2，由电荷守恒可知，n（H+）： n（ Al3+）： n（NH4+）： n （ SO42- ） =1：1： 2： 3，故 c（ H+）： c（ Al3+）： c（ NH4+）： c（SO42- ） =1：1：2： 3，故答案为：c（ H+）： c（ Al3+）： c（ NH4+ ）： c（ SO42-） =1：1 ：2： 3。【点睛】根据图象中的平台确定溶液中含有铵根离子是解答关键，注意利用离子方程式与电荷守恒进行计算是解答难点。4A、 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
14、 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】 SiO22323442 2CSi 2CO SiNa SiOH SiO (或 H SiO )SiO2OH232- 2H232- CO222332-32- 2CO2H O=SiOSiO H O=H SiO CO (或 SiO2233-2H O=H SiO 2HCO )【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
15、（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Na2SiO3，根据反应 或反应 都可推得B 为 CaSiO3，根据反应 推知 E 为 H2SiO3；（ 1）由以上分析可知 A 为 SiO2 ， C 为 Na2SiO3， E 为 H2SiO3；（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
16、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SiO32-222332-+CO +H O H SiO +CO 。5 已知 A 是一种不溶于水的固体非金属氧化物，根据图中的转化关系，回答：（ 1） A 是 _， B 是_，D 是 _。（ 2）写化学方程式： _ ；_ 。（3）写离子方程式： _ ；_；_。【答案】 SiO223232322322322Na SiOH SiONa CO SiONa SiO CO H SiOH O SiO2232-32- H23232- H232- 2H23CO H O SiOCOSiO SiO 2OH SiOOSiOH SiO 【解析】【分析】由“ A
17、是一种不溶于水的固体非金属氧化物”可推知A 为 SiO22，再结合SiO 的相关性质：SiO 跟 Na CO 在高温下反应生成Na SiO 和 CO ，二者在水中会反应生成H SiO 沉淀，则22323223D 为 H SiO， H SiO受热分解生成SiO和H O，说明 A 为 SiO是正确的，为SiO和23232222NaOH 的反应，可知B 为 Na SiO ，则 C 为 CO ， Na SiO 可与酸反应生成硅酸，据此答题。23223【详解】由以上分析可知A 为 SiO2， B 为 Na2SiO3， C 为 CO2， D 为 H2SiO3。（ 1）由以上分析可知 A 为 SiO2 ，
18、B 为 Na2SiO3， D 为 H2SiO3，故答案为： SiO2；Na2SiO3；H2SiO3。（2） SiO2 和碳酸钠在高温下反应生成硅酸钠和二氧化碳，反应的方程式为SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2，故答案为：SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2。H2SiO3 受热分解生成SiO2 和H2O，反应方程式为：H2SiO3H2OSiO2，故答案为：H2SiO3H2O SiO2。（3）硅酸酸性比碳酸弱，硅酸钠和二氧化碳、水反应可生成硅酸，反应的方程式为Na2SiO3+CO2+H2O H2SiO3 +Na2CO3，离子方程式为：2-2- HCO2 H2O SiO3 =CO3
19、2SiO3，故答案为： CO2 H2O SiO32-=CO32- H2SiO3。二氧化硅和氢氧化钠反应生成硅酸钠和水，反应的化学方程式为SiO2+2NaOH Na2SiO3+H2O，离子方程式为SiO2+2OH- SiO32-+H2 O，故答案为： SiO2+2OH-2-SiO3 +H2O。 Na2SiO3 可与盐酸反应生成硅酸，方程式为 Na2SiO3+2HCl 2NaCl+H2SiO3，离子方程式为： SiO3 2- 2H=H2SiO3 ，故答案为： SiO32- 2H=H2SiO3。【点睛】解框图题的方法：最关键的是寻找“突破口”，“突破口”就是抓“特”字，例如特殊颜色、特殊状态、特殊气
20、味、特殊反应、特殊现象、特殊制法、特殊用途等，本题的突破口为：“ A 是一种不溶于水的固体非金属氧化物”。6 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）白色沉淀用途广泛，请列举一例：_。【答案】 Mg2 422-32-2优良的阻燃剂等SiO或 2MgOSiOSiO 2OH =SiO+H O【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
21、1 8g60g/mol0.03mol，溶于氢氧化钠溶液得到无色溶液为硅酸钠溶液，说明无机量 .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0.03mol76g mol228g，金属质量4.20g 2 28g192g，无色溶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0. 06mol ，质量为0.06mol24g mol144g，不符合，则为原硅酸根，物质的量为0.03mol，质量/ .0.03mol 92g/ mol 2.76g，金属质量 4. 20g- 2. 76g1 . 44g，物质的量 1. 44g 2
22、4g/ mol 0. 06mol ，得到 X 为 Mg2SiO4。（1） X 的化学式为， Mg2SiO4；（2）白色粉末溶于氢氧化钠溶液的离子方程式是SiO2 2OH- SiO32- +H2O；（3）氢氧化镁是优良的阻燃剂。7 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，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
23、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+2H2O2NaOH+H2 +Cl22C+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
24、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
25、方程式为：2C+SiO2CO +Si；2(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+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。8X、Y、 Z 为常见的三种单质，Z 是绿色植物光合作用的产物之一，A、 B 为常见化合物。它们在一定条件下可发生如图所示的反应（均是在非溶液中进行的反应）：（ 1）画出 Z 的原子结构示意
26、图 _；（ 2）当 X 为金属， Y 为非金属时， A 可能的电子式为 _或 _；（ 3）当 X 为非金属， Y 为金属时， X 可能的化学式为 _或 _；（4）当X 与Y 均为金属时，写出X 与A 反应的化学方程式_；（5）当X 与Y 均为非金属时，若X 与Y 同主族，写出X 与A 反应的化学方程式_ ；若 X 与 Y 不在同一主族，写出X 与 A 反应的化学方程式 _ 。【答案】C H2Al+ Fe2O32Fe+Al2O322222C+SiOSi+COC+H OH +CO【解析】【分析】先根据 C 是单质且C 是绿色植物光合作用的产物之一，判断C是氧气， A、 B 是单质，与氧气反应，得出
27、X、 Y 是含氧化合物，然后采用假设的方法分析【详解】C 是单质且C 是绿色植物光合作用的产物之一，所以C 是O2 A、 B 是单质，分别与O2 反应生成含氧化合物，A+XB+Y，属置换反应（2）如果 X 是钠， Y 是氢气， A 就是 H2O， B 就是 NaOH，钠与水反应的方程式为2Na+2H2O=2NaOH+H2 ；（ 3）当 X 为非金属， Y 为金属时，就是以氢气或一氧化碳为还原剂的热氧化还原反应；（ 4）当 X 与 Y 均为金属时，考虑铝热反应；(5) X 是碳， Y 是硅， A 就是 SiO2， B 就是 CO， C 与 SiO2 的反应方程式为：2C+SiOSi+2CO；如果
28、 X 是碳， B 是氢气， X 就是 H2O， Y 就是 CO，C+H2OH2+CO。【点睛】本题的题眼是： C 是单质且 C 是绿色植物光合作用的产物之一，通过判断 A、 B、X、Y，确定该反应是置换反应，学过的置换反应方程式较多，考查学生的发散思维以及总结归纳能力。9 云母是一种重要的硅酸盐，它具有韧度、弹性、透明度、高介电强度、化学惰性和热稳定性。白云母可看作叶腊石中1/4 的 Si 被 Al 所取代，再由 K 平衡其电荷后形成的。而叶腊石可以看作SiO2 中有 1/3 的 Si被 Al取代，再由 K 平衡其电荷形成的。(1)白云母写成氧化物形式的化学式为_。(2)研究表明，在硅酸盐中，
29、Al 很容易取代 Si，取代后不会引起原硅酸盐结构大的变化。从立体几何的知识看，Al与 Si最直接的关系是 _ 。(3)黑云母的化学式为KMgAlSi O(OH) ，在水与二氧化碳的同时作用下，风化为高岭土33102AI2Si2O5(OH)4 。写出离子反应方程式_。上述反应为什么能够发生_风化后 Al 为什么不能以Al3形式被地下水溶解 _【答案】K2O3Al2 322与 Si 的半径相近，插入后不会引起结构改变O 6SiO2H OAl33 102232 6Mg2 14HCO3 4H4 42 2 54碳酸2KMg AlSi O(OH) 14HCO H O=2KSiO Al Si O (OH)
30、较硅酸酸性强，强酸可取代弱酸中性条件下Al3完全水解，主要以沉淀形式存在【解析】【分析】【详解】(1)由复杂硅酸盐改写成氧化物形式的一般原则是先写一系列金属氧化物，并按金属活动性顺序排列，较活泼的金属氧化物写在前面，再写SiO2，含有氢元素的H2O 最后写，氧化物之间加黑点隔开，各氧化物的系数均为整数，并写在相应氧化物前面，写成氧化物后，原化学式中的各元素、原子的个数比应保持不变，因此白云母写成氧化物形式的化学式为K2O3Al2O36SiO22H2O，故答案为：K2O3Al2O3 6SiO22H2O；(2)从立体几何的知识来看，由于Al与 Si 的半径相近，在硅酸盐中，Al 插入后很容易取代
31、Si ，不会引起原硅酸盐结构大的变化，故答案为：Al 与 Si 的半径相近，插入后不会引起结构改变；(3)由题干信息可知，黑云母在水与二氧化碳的同时作用下，风化为高岭土AI2 2 5433 102232 6Mg 2Si O (OH) ，反应的离子方程式为2KMg AlSi O (OH)14H CO H O=2K14HCO3 4H4 422 5433102232SiO AlSi O (OH)，故答案为： 2KMgAlSi O (OH)14H COH O=2K6Mg 2 14HCO3 4H4SiO4 Al2Si2O5(OH)4；上述反应中碳酸与黑云母反应生成了硅酸，因为碳酸的酸性比硅酸强，可以强酸
32、制弱酸，所以上述反应可以发生，故答案为：碳酸较硅酸酸性强，强酸可取代弱酸；由于中性条件下3完全水解，主要以Al(OH) 3 的沉淀形式存在，因此风化后Al 为什么Al不能以 Al3 形式被地下水溶解，故答案为：中性条件下Al3 完全水解，主要以沉淀形式存在。10 离子方程式和化学方程式是学习化学的基本用语，请按要求书写：(1)写出下列反应的离子方程式向石灰石滴加盐酸_ ；硅酸钠溶液中滴加稀盐酸_。(2)写出下列离子反应方程式所对应的化学方程式 CO 2 +2OH - =CO 23- +H 2O _ ； Fe+Cu2+ =Fe2+ +Cu _(3)写出稀硝酸与铜反应的化学方程式_ 。【答案】 CaCO32+23+222+SiO3232+2H =CO +H O+Ca+2H =H SiO2NaOH+CO=Na CO +H O