备战高考化学压轴题专题硅及其化合物推断题的经典综合题含答案

1、备战高考化学压轴题专题硅及其化合物推断题的经典综合题含答案一、硅及其化合物1 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： _ 。【答案】 sicl 4sio2h2sio3粗硅提纯sio22naoh=nasio3 h2oh2sio3sio2 h2o【解

2、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 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

3、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实际意义是粗硅提纯；，因此a 和b 的互变因此，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 , 方程式为 sio2 2naoh=nasio3 h2o；因此，本题正确答案是 : sio 22naoh=nasio3 h2o。(4)

4、 h 2sio3 不稳定 , 加热分解可生成sio2 , 方程式为 h2sio3sio2 h2o；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。2 已知 a 是一种装饰品的主要成分，是地壳中含量最高的两种元素形成的化合物。根据下图转化关系，回答下列问题。(1)a 的用途： _(任写一种 )， b 是 _， d 是 _。(2)写出下列反应的化学方程式： _。(3)写出

5、下列反应的离子方程式： _， _， _。【答案】制光导纤维na2 32323223222sioh siona co siona sio co co h o3232h2322323h23232sio=cosio (或 2co 2ho sio=2hcosio ) sio 2oh =sio232 2h23h osio=h sio 【解析】【分析】由 a 是一种装饰品的主要成分，是地壳中含量最高的两种元素形成的化合物可知a 是二氧化硅；高温下，二氧化硅与纯碱反应生成硅酸钠和二氧化碳，硅酸钠溶于水与二氧化碳反应生成硅酸沉淀，则d 是硅酸；二氧化硅与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和水，则b 是硅酸钠， c 是

6、二氧化碳；硅酸钠溶液与盐酸反应生成硅酸沉淀。【详解】（1） a 是二氧化硅，二氧化硅是光导纤维的主要成分，是制普通玻璃的原料，b 是硅酸钠， d 是硅酸，故答案为：制光导纤维；na2sio3； h2sio3；（2）反应 是高温下，二氧化硅与纯碱反应生成硅酸钠和二氧化碳，反应的化学方程式为 na2co3 sio2na2sio3 co2，故答案为：na2co3sio2na2sio3 co2；（ 3）反应 是硅酸钠溶于水与二氧化碳反应生成硅酸沉淀和碳酸钠或碳酸氢钠，反应的离子方程式为 co2 h2o sio32 =co32 h2sio3(或 2co22h2o sio32=2hco3 h2sio3)，

7、反应 是二氧化硅与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和水，反应的离子方程式为sio2 2oh =sio32 h2 o；反应 是硅酸钠溶液与盐酸反应生成硅酸沉淀和氯化钠，反应的离子方程式为sio32 2h =h2sio3，故答案为： co2 h2osio32=co32 h2sio3(或2co2 2h2o sio32=2hco3 h2sio3 )； sio2 2oh=sio32h2o； sio32 2h=h2sio3。【点睛】由 a 是地壳中含量最高的两种元素形成的化合物确定a 为二氧化硅是推断的突破口。3 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

8、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，写出反应的化学方程式_ 。【答案】2nacl+2h2o2naoh+h2 +cl22c+sio2co +si8nh3+3cl2=6nh4cl+n2【解析】【分析】短

9、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)x h为 n h，其结构简式为nh -nh，

10、每个氮原子形成三个化学键，n h的结构式为24242224；(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

11、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。4 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

12、的顺序为：_。（用化学式表示）当 x 与甲 1:1充分反应的离子方程式：_ 。【答案】 o22等）23高温al 2o3 +2fe 一束光照射 m（ s、 nh sio nacl2al+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+2+-23+2-2fe +2br +2cl =2fe+br +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

13、，催化剂4nh 3 +6no6h 2o+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h2 3ysio 是白色沉淀，所以是 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

14、热可得液体丙fe(oh)3 胶体，胶体具有丁达尔小莹，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-5 材料科学是近年来与化学有关的科学研究热点。某新型无机非金属材料k 由两种非金属元素组成。它是一种超硬物质，具有耐磨、耐腐蚀、抗冷热冲击、抗氧化的特征。它是以中学化学中常见物质为原料来生产的。下图虚线框内的其它转化是为

15、探究c 的组成而设。g、f、 h 均为难溶于水的白色固体；图中c、 h、k 均为含a 元素。其余物质均为中学化学中常见物质。请回答下列问题：（1）指出 k 可能所属的晶体类型_， k 中含有的化学键类型为_。（ 2）写出化学式：化合物 c_；化合物 f_。（ 3）写出反应 的化学方程式： _ 。（ 4）写出反应 的离子方程式： _ 。（5）化合物 k 与化合物c 类似，也能在一定条件下与水反应生成两种化合物，请写出k与水反应的化学方程式：_ 。【答案】原子晶体共价键sicl42344243 432-h sio (或 h sio )3si（nh ）=si n +8nhsio +2oh32-22-

16、44-23 42233或=sio+h o 或 sio +4oh =sio+2h osi n +9h o=3h sio +4nh342443si n+12h o=3h sio +4nh【解析】【分析】根据图中各物质转化关系，f 受热得 h， h 能与氢氧化钠反应生成i， i 与过量的二氧化碳反应生成 f，说明 f 为弱酸且能受热分解，结合化合物d 中 a 可形成四个价键知：a 元素为四价元素， c、h、 k 均为含 a 元素， k 由两种非金属元素组成，具有耐磨、耐腐蚀、抗冷热冲击、抗氧化的特征，根据d 的部分组成可知k 应为 si3n4，可以确定 a 为 si， h 为sio2， i 为 na

17、2sio3，则 f 为h2sio3，由虚线框中上一支推中可知，e 与硝酸银反应生成不溶于稀硝酸的沉淀g，则可知e 中有 cl， g 为 agcl，故 c 为 sicl4， b 为 cl2；由sicl4+3h24hcl+h2sio3，生成 e： hcl， g、 f、 h 均为难溶于水的白色固体。【详解】由分析可知： a 为 si， b 为 cl242 423g 为， c 为 sicl， d 为 si(nh ) ， e 为 hcl， f 为 h sio ，agcl， h 为 sio ， i 为 na sio ， k 为 si n 。22334（1） k 为 si3n4 ，它是一种超硬物质，具有耐磨

18、、耐腐蚀、抗冷热冲击、抗氧化的特征，k可能所属的晶体类型原子晶体，k 中含有 si-n 的化学键类型为共价键。（ 2）化学式：化合物 c 为 sicl4 ；化合物 f 为 h2sio3 (或 h4sio4) 。（3） si（ nh2 4在高温条件下分解生成3 43，反应的化学方程式：2 4=）si n和 nh3si（ nh ）si3n4+8nh3。（4） sio2 是酸性氧化物，与碱反应生成硅酸盐和水，反应的离子方程式：sio2+2oh-=sio32-+h2o 或 sio2+4oh-=sio44-+2h2 o。（ 5）化合物 si3n4 与化合物 sicl4 类似，也能在一定条件下与水反应生成

19、两种化合物，则反应方程式为： si3n4 +9h2 o=3h2sio3 +4nh3或 si3n4+12h2o=3h4sio4 +4nh3。6 下图是一些重要工业生产的转化关系（反应条件略去）：请完成下列问题：若 d 是单质，且与a 属于同一主族，则： 反应的化学方程式是_ 。d 的原子结构示意图是_。d 单质的一种重要用途是_ 。若 b 为黄色固体， d 为固体化合物，则 该反应的化学方程式是_ 。 生产该工业品的工厂应建在离_较近的地方。 实验室检验c 的方法是 _ 。若 b 是一种有刺激性气味的气体，则b 的分子形状是_。 实验室进行此实验时，常看到有大量白烟产生，请说明产生大量白烟的原因

20、_。 化合物 c在一定体积的容器中，在一定条件下发生反应，测得容器内气体的压强略小于原来的 2/3，请写出该反应的化学方程式 _。【答案】 2c+siosi+2co制半导体材料24fes2+11o22fe2o3 +8so2消费中心 将气体 c 通入品红溶液中，溶液褪色，将溶液加热，又恢复红色三角锥形生成的 no 气体被氧气氧化生成no2， no2 与水反应生成的硝酸与 nh3 反应而产生大量白烟3no=no2+n2o【解析】【分析】(1)根据常见的置换反应，a、 d 同主族及工业制取硅的化学反应分析(2)根据 b 为黄色固体，d 为固体化合物及工业生产硫酸的原理思考(3)根据工业氨气催化氧化制

21、取硝酸分析。【详解】：(1)d 与 a 同主族， a 能置换出d，且该反应是重要反应，则分析元素周期表，可知a 是c， d 是 si，即 2c+sio2co+si si 的原子结构示意图是，硅单质的一种重要用途是制半导体材料；(2)化合物 b 为黄色固体，中学阶段的黄色固体化合物有agi、硫铁矿等，能用于工业生产的只能是用黄铁矿生成浓硫酸，即a 是氧气， b 是fes，c 是 so2，因此化学方程式为2222324fes +11o2fe o +so ；该反应用于工业生产硫酸，由于浓硫酸是腐蚀品，运输成本较高，且危险性大，因此建厂时应该选择在使用浓硫酸密集的地方，即工业区集中的消费中心；因为氯气

22、和二氧化硫都能使品红试液褪色，所以利用二者化学性质的差别，实验室检验二氧化硫通常采用：将气体 c 通入品红溶液中，溶液褪色，将溶液加热，又恢复红色；(3)该反应为工业生产的转化关系，又实验室做该实验有白烟，结合中学阶段氨气与挥发性酸相遇会产生白烟的知识，可知该反应是工业上氨气催化氧化制取硝酸的反应，即：4nh3+5o24no+6h2o，因此 b 是 nh3， c 是 no氨气分子是三角锥形；实验室进行此反应， no 会被过量氧气氧化为no2，进而与水反应生成硝酸，硝酸与氨气反应生成硝酸铵而产生大量白烟，即：生成的no 气体被氧气氧化生成no2， no2与水反应生成的硝酸与nh3 反应而产生大量

23、白烟，故答案为生成的no 气体被氧气氧化生成no2，no2 与水反应生成的硝酸与nh3 反应而产生大量白烟；no 在密闭容器中一定条件下可以分解为二氧化氮和一氧化二氮，发生的反应为3no=no2+n2o，由于存在 2no2? n2o4 而容器内气体的压强略小于原来的2 。37 a、 b、 c、 d、 e、f 六种物质的转化关系如图所示( 反应条件和部分产物未标出) 。(1) 若 a 是常见的变价金属的单质， d、f 是气态单质，且反应在水溶液中进行。反应也在水溶液中进行，写出反应离子方程式是_ ，已知光照条件下 d 与 f 反应生成 b，写出该反应的化学方程式为_ 。(2) 若 a、 d、 f

24、 都是短周期非金属元素单质，且a、 d 所含元素同主族，a、 f 所含元素同周期，则反应的化学方程式为_ 。【答案】 2fe2 cl 2=2fe3 2cl h2 cl 22hcl 2c sio22co si【解析】 （1） a 是常见的金属单质，d、 f 是气态单质，反应为置换反应，且在水溶液中进行，由转化关系可知，a 为变价金属， f 具有强氧化性，可推知 a 为 fe， f 为 cl2，故b 为 hcl、 c 为氯化亚铁、d 为氢气、 e 为氯化铁，则：反应（在水溶液中进行）的离子方程式是： 2fe2+cl2=2fe3+2cl-， d 与 f 的光照条件下反应的化学方程式为： h2cl2h

25、cl 。2（2） a、 d、 f 都是短周期元素组成的非金属单质，且a、d 所含元素同主族， a、 f 所含元素同周期， c、e、 f 为气体， c 有毒，反应为置换反应，考虑是碳与二氧化硅反应生成硅与 co，碳与 f 反应生成 e， co 与 f 生成 e，则 f 为氧气，验证符合转化关系，则：反应的化学方程式是 ： 2c sio22co si【点睛】：本题考查无机物的推断，题目信息量大，难度较大，需要学生熟练掌握常见元素化合物的性质。8 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

26、荷后形成的。而叶取代，再由腊石可以看作 sio2 中有 1/3 的 si 被 alk 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，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33102 ai2si2o5(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 6

27、sio2h oal33 102232 6mg 214hco34h4422 54碳酸2kmg alsi o (oh) 14hco h o=2ksio alsi o (oh)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k o3al

28、2o 6sio 2h o，故答案为： k o3al2o 6sio 2h o；23222322(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 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 ai2si2o5(oh)4 ，反应的离子方程式为 2kmg3 alsi3o10(oh)2 14h2co3 h2o=2k 6mg 214hco3 4h4sio4 al2 si2o5(oh)4 ，故答案为： 2kmg3 alsi3o10(oh)2

29、14h2co3h2o=2k6mg2 14hco 4h34sio4 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。9 金属和非金属被广泛应用于人类生产生活中。（1） na 的一种化合物常用于潜艇中处理co2和供氧，它处理2co 的化学方程式为_ 。（2）缺铁性贫血患者应补充fe2 ，通常以硫

30、酸亚铁的形式补充，而硫酸铁无这种药效。当用硫酸亚铁制成药片时外表包有一层特殊的糖衣，这层糖衣的作用_。（3）工业上将氯气通入石灰乳制取漂白粉，漂白粉的有效成分是_（填化学式），它能杀菌消毒是因为有_性。（4）人们常常选用雕花玻璃装饰房间。在玻璃上雕花时发生的化学方程式是_ 。（5）许多人喜欢佩戴玉石饰品。玉石的主要成分基本都属于硅酸盐，例如和田玉(ca2mg5h2si8o24)可表示为复杂氧化物形式2cao5mgo8sio2 h2o，则南阳玉 (caal2si2o8)表示为复杂氧化物形式是_。（6）向一铝制易拉罐中充满co2 后，再往罐中注入足量的质量分数为20%的 naoh 溶液，立即严封罐

31、口，不会儿就发现易拉罐变瘪，再过一会易拉罐又鼓胀起来，解释上述实验现象，易拉罐又鼓胀起来的原因是_( 用化学方程式表示 )【答案】 2na2o2+2co2=2na2co3+o2保护 feso4 不被空气中的氧气氧化ca(clo)2 强氧化sio +4hf=sif +2h ocaoalo 2sio2al+2naoh+2h o=2naalo +3h22223222【解析】【分析】（ 1）过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气；（ 2）亚铁离子具有还原性，易被氧化；（ 3）漂白粉主要成分氯化钙、次氯酸钙，有效成分次氯酸钙；它能杀菌消毒是因为有强氧化性；（ 4）玻璃上雕花时发生氢氟酸与二氧化硅反应生成

32、四氟化硅和水；（ 5）根据硅酸盐化学式可表示为：活泼金属氧化物 ?金属氧化物 ?非金属氧化物 ?水，注意质量守恒进行解答；（ 6）金属铝能和强碱反应生成氢气，导致罐内气体压强又增大而重新鼓起。【详解】（1）过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气，方程式：2co2+2na2o2=2na2 co3 +o2；（2）亚铁离子具有还原性，易被氧化，故答案为保护feso4 不被空气中的氧气氧化；（3）漂白粉主要成分氯化钙、次氯酸钙，有效成分次氯酸钙，次氯酸钙化学式：ca(clo)2；它能杀菌消毒是因为有强氧化性；故答案为ca(clo)2；强氧化；（4）玻璃上雕花时发生氢氟酸与二氧化硅反应生成四氟化硅和水，反应方程式为：4hf+sio2=sif4 +2h2o，故答案为 4hf+sio2=sif4 +2h2o；（ 5）南阳玉 (caal2si2o8)，用氧化物形式可表示为： cao?al2o3?2sio2，故答案为cao?al2o3?2sio2；（6）金属铝能和强碱反应生成氢气，导致罐内气体压强又增大而重新鼓起，金属铝能和强碱反应的实质是： 2al+2naoh+2h2o=2naalo2+3h2，故答案为 2al+2naoh+2h2o=2naalo