2020-2021高考化学备考之硅及其化合物推断题压轴突破训练∶培优易错难题篇及答案一

1、2020-2021高考化学备考之硅及其化合物推断题压轴突破训练培优题篇及答案 (1)易错 难一、硅及其化合物1 在下列物质的转化关系中，A 是一种固体单质，且常作半导体材料，E 是一种白色沉淀， F 是最轻的气体单质。据此填写：（1） B 的化学式是 _，目前在现代通迅方面B 已被用作 _主要原料。（2） 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 和过量盐酸反应的离子方程式是_ 。【答案】 SiO2制光导纤维232- H2O H23 2- 2H2SiO 2OH =SiOSi2OHO=SiO32- 2H23SiO=H SiO 【解析】【分

2、析】A 是一种固体单质，且常作半导体材料，则A 是 Si，所以 B 为 SiO ，由图中转化关系可知2E 为 H SiO ，a 为 NaOH， C 为 Na SiO ， D 为 H O，由于 F 是最轻的气体单质，则F 为 H 。232322【详解】A 是一种固体单质，且常作半导体材料，则A 是 Si，所以 B 为 SiO ，由图中转化关系可知2E 为 H2SiO3 ，a 为 NaOH， C 为 Na2SiO3， D 为 H2O，由于 F 是最轻的气体单质，则F 为 H2，（1） B 的化学式是 SiO2，目前在现代通迅方面B 已被用作光导纤维主要原料；（2） B 和 a 溶液反应的离子方程式

3、是SiO2- H2O；22OH =SiO3（3） A 和 a 溶液反应的离子方程式是Si 2OH H2O=SiO32- 2H2；（4） C 和过量盐酸反应的离子方程式是SiO2- 2H3=H2SiO3。2 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： _

4、。【答案】 SiCl 4SiO2H2SiO3粗硅提纯SiO22NaOH=NaSiO3 H2OH2SiO3SiO2 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

5、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，(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

6、程式为 SiO2 2NaOH=NaSiO3 H2O；因此，本题正确答案是 : SiO 22NaOH=NaSiO3 H2O。(4) H SiO 不稳定 , 加热分解可生成SiO , 方程式为 H SiO3SiO HO；232222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。3 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

7、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】 Mg2SiO4 或 2MgOSiO2SiO2 2OH-=SiO32-+H2O优良的阻燃剂等【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 7

8、6g/ mol 2. 28g，金属质量4. 20g- 2. 28g 1. 92g，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. 06mol 24g/ mol 1. 44g，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 24g/ 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- S

9、iO32- +H2O；（3）氢氧化镁是优良的阻燃剂。4 某无色稀溶液 X 中，可能含有下表所列离子中的某几种。现取该溶液适量，向其中加入某试剂 Y，产生沉淀的物质的量 (n) 与加入试剂的体积 (V) 的关系如图所示。(1) 若 Y 是盐酸，所得到的关系图如图甲所示，则oa 段转化为沉淀的离子( 指来源于 X 溶液的，下同 ) 是_，ab 段发生反应的离子是_， bc 段发生反应的离子方程式是_。(2) 若 Y 是 NaOH溶液，所得到的关系图如图乙所示，则X 中一定含有的离子是_，假设 X 溶液中只含这几种离子，则溶液中各离子物质的量之比为_， ab段反应的离子方程式为_。2-2-+=Al3

10、+3+2+-【答案】 SiO、 AlOCO3H +Al(OH)3+3H OAlMg NH4Cl2:1:4:123232+ -NH4 +OHNH3?H2O【解析】【分析】无色溶液中不可能含有Fe3+离子。（1）如果 Y 是盐酸，向溶液中加盐酸，先生成沉淀，当a-b 段时，沉淀的量不变化，盐酸和碳酸根离子反应生成气体，则溶液中不含镁离子、铝离子；当b-c 段时沉淀的质量减少，部分沉淀和盐酸反应，部分沉淀和盐酸不反应，说明溶液中有硅酸根离子和偏铝酸根离子，弱酸根离子和铵根离子能双水解，所以溶液中含有的阳离子是钠离子；（2）若 Y 是氢氧化钠，向溶液中加氢氧化钠溶液，先生成沉淀，当a-b 段时，沉淀的

11、量不变化，氢氧化钠和铵根离子反应生成气体；当b-c 段时沉淀的质量减少，部分沉淀和氢氧化钠反应，部分沉淀不反应，说明溶液中有铝根离子和镁离子，则溶液中不含硅酸根离子、碳酸根离子和偏铝酸根离子，所以溶液中含有的阴离子是氯离子。【详解】（1）如果 Y 是盐酸，由图可知，向溶液中加盐酸，先生成沉淀后沉淀部分溶解，则溶液中可能含 SiO32- 、 AlO2-，不含 Al3+、 Mg2+； ab 段，沉淀的量没有变化，说明溶液中含有CO32-，盐酸和碳酸根离子反应，反应的离子方程式依次为CO32-+H+HCO3-和 HCO3-+H+H2O+CO2； bc 段 ,氢氧化铝沉淀与盐酸反应生成偏铝酸钠和水，硅

12、酸沉淀不反应，沉淀部分溶解，反应的离子方程式为3H+ +Al(OH)3 =Al3+ +3H2O，故答案为：SiO32 、 AlO2 ；CO32- ； 3H+ +Al(OH)3 =Al3+ +3H2O；（2）若 Y 是氢氧化钠，由图可知，向溶液中加氢氧化钠溶液，先生成沉淀，溶液中可能含Al3+、 Mg2+或两者中的一种，由于弱碱阳离子和弱酸的阴离子会双水解而不能共存，即溶液中不含 CO32-、 SiO3 2-、 AlO2- ，由于溶液一定要保持电中性，故溶液中一定含Cl-； ab 段，沉淀的量不变化，是氢氧化钠和铵根离子反应生成气体：NH4+OH- NH3?H2O，即溶液中含NH4+； bc 段

13、，沉淀的质量减少但没有完全溶解，即部分沉淀和氢氧化钠反应，部分沉淀不反应，说明溶液中有Al3+、Mg2+， bc 段的反应的离子方程式为Al（ OH）3 +OH- AlO2-2Al3+、 Mg2+、 NH4+、 Cl-；由于溶液中有 Al3+、 Mg2+， oa 段+2H O，则 X 中一定含有的离子是转化为沉淀的离子是Al3+、Mg2+， ab 段是氢氧化钠和铵根离子反应生成气体，反应的离子方程式为 NH4+OH- NH3?H2O；溶液中有Al3+、 Mg 2+，即沉淀中含Al（ OH） 3 和 Mg （ OH）2，故 bc 段的反应离子方程式为Al（ OH） 3+OH- AlO2-+2H2

14、O， NH4+反应需要 NaOH 的体积是 2V，由于 Al（ OH） 3 溶解时需要的NaOH 的体积是 V，则生成 Al（ OH） 3 需要的 NaOH的体积是 3V，而生成 Mg（ OH）2 和 Al（OH）3 共消耗 NaOH 的体积为 4V，则生成 Mg（OH）2 需要 NaOH 溶液的体积是V，则 n（ Al3+）： n（ Mg 2+）： n（ NH4+） =2： 1：4，根据溶液要呈电中性，即有：3n（ Al3+） +2n（ Mg 2+） +n（ NH4+） =n（ Cl-），故 n （Cl-）=12，即有： n（ Al3+） ： n（ Mg2+）： n（ NH4+）： n（Cl

15、-） =2： 1： 4：12，故答案为： Al3+、 Mg 2+、NH4+、 Cl-； 2： 1：4： 12； NH4+OH- NH3 ?H2O。【点睛】本题考查无机物的推断，注意根据溶液的颜色结合题给图象确定溶液中存在的离子，再结合物质之间的反应来确定微粒的量是解答关键。5A、 B、 C、 D、 E、 F 六种物质的相互转化关系如图所示（反应条件和部分副产物未标出），其中反应是置换反应。（ 1）若 A、D、 F 都是非金属单质，且 A、 D 所含元素在周期表中同一列， A、 F 所含元素在周期表中同一横行，则反应的化学方程式是_。（ 2）若 A 是常见的金属单质， D、F 是气态单质，反应在

16、水溶液中进行，则反应（在水溶液中进行）的离子方程式是 _ ；（ 3）若 B、 C、 F 都是气态单质，且 B 有毒，和两个反应中都有水生成，反应需要放电才能发生， A、 D 相遇有白烟生成，反应的化学方程式是_。（4）若 A、D 为单质，且 A 原子核内所含质子数是D 的2 倍， B 是参与大气循环的一种物质，和两个反应中都有红棕色气体生成，反应的化学方程式是_。【答案】 SiO2 2C223Si 2CO 2Fe Cl 2Fe 2Cl4NH3 5O4NO 6H OC 4HNOCO 4NO2 4H O22322【解析】【分析】【详解】（1）若 A、 D、 F 都是非金属单质，反应是置换反应，A、

17、 D 同主族，根据框图可知， A与 F 生成 E， C 与 F 也能生成 E，因此只能是 SiO2与 C 反应，则2是A 是 C、 B 是 SiO 、 CCO、D 是Si， E 是 CO、 F 是 O。反应的方程式为SiO 2C高温Si 2CO 。222（2）若 A 是常见的金属单质，反应是置换反应，D、 F 是气态单质，根据框图可知， A与 F 生成 E， C 与 F 也能生成 E，因此 A 只能为 Fe， D 为 H2 ，F 为 Cl2，B 为 HCl， C 为232 Cl23 2Cl 。FeCl ， E 为 FeCl 。反应的方程式为 2Fe2Fe（ 3）若 B、 C、 F 都是气态单质

18、，且 B 有毒，和两个反应中都有水生成，反应需要放电才能发生， A、 D 相遇有白烟生成，所以 A 是氨气， B 是氯气， C 是氮气， D 是氯化氢， F是氧气， E 是 NO，反应的化学方程式是4NH32催化剂4NO2 5O6H O。（4）若 A、 D 为短周期元素单质，且所含元素的原子序数A 是 D 的 2 倍，所含元素的原子核外最外层电子数 D 是 A 的 2 倍， B 是参与大气循环的一种物质，反应是置换反应，根据框图可知， A 为 Mg， D 为 C，B 为 CO2 ， C 为 MgO，又知和两个反应中都有红棕色气体生成， F 为 HNO33222。反应的化学方程式是C 4HNOC

19、O 4NO 4H O。【点晴】解框图题的方法的最关键的是寻找 “突破口 ”， “突破口 ”就是抓 “特 ”字，例如特殊颜色、特殊状态、特殊气味、特殊反应、特殊现象、特殊制法、特殊用途等。6（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；乙的水溶

20、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+CO H O SiO2+2H 产生白色2MgO+C Si 2OH322胶状沉淀23222:3Al O 2NaOH 2NaAlO H O【解析】【分析】（1）根据

21、 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

22、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；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）

23、；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

24、 2OH H2O SiO3综上所述所，本题正确答案：2+2H2；Si 2OH H2O SiO3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 O 2NaOH232NaAlO2 H2O；综上所述所，本题正确答案：2322AlO 2NaOH2NaAlO HO；已知反应F

25、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 。7 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

26、 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 SiF4， Si 与 O2 在加热条件下生成的C 为 SiO2， Si 溶于 NaOH 溶液生成的 D 为 Na2SiO3，Na2SiO3 溶液中滴加稀酸生成不溶于水的E 为硅酸 (H2SiO3)，据此分析解题。【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。8由短

27、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。（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（ 2分） H2SiO3 或 H4 SiO4（ 2 分）（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

28、+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 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）

29、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 _。【答案】 3H+Al(OH)33+3H2O2322 AlAlO +2NaOH 2NaAlO+H O；2Al+2NaOH+2H 2O=2NaA1O 2+3H 22Cl 2+2Ca(OH)2=CaCl 2+Ca(ClO) 2+2H2OSiO2+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

30、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 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；2222Al+2NaOH+2H O=2NaA1O +3H ；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(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=