备战高考化学培优(含解析)之硅及其化合物推断题含答案一

1、备战高考化学培优 ( 含解析 ) 之硅及其化合物推断题含答案(1)一、硅及其化合物1 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_。【答案】 mg=sio 2h高温2sio4或 2mgo sio2si 2cosio2 2oh32o sio22c【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 sio

2、2，物质的18g60g/mol 003mol，溶于氢氧化钠溶液得到无色溶液为硅酸钠溶液，说明无机盐量=. = .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003mol76g mol 2 28g420g 228g 1 92g，无色溶液中加入过量氢氧化钠= ./= .，金属质量 = .-.= .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 ，质量=0. 03mol 92g/ mol=2.

3、76g，金属质量 4.20g- 2. 76g=1. 44g，物质的量=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。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。2 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 _

4、、 _。（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 si c 2 3【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

5、 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 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2d 错误；d sio 不与氯气反应，故故答案为： 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

6、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。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

7、，边加边振荡，所看到的实验现象是_。(5)若 a 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、 fe3、 al3、 co32- 、 so42-中的某些离子，h 、nh4+、 mg2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

8、终消失3cl28nh326nh434+42-=nclc(al )c(nh )c(so )c(h )11 2 3【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 n

9、asio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sio2-32-2+2oh =sio+h o，故答案为： sio2-32-2+2oh =sio+h o；（ 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

10、 是一种常见金属单质，且与naoh 溶液能够反应，则a 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 nh3、 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：3cl2+

11、8nh3=n2+6nh4 cl，故答案为： 3cl2+8nh3=n2+6nh4cl；（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+-23+-3+oh =h o，氢离子消耗 naoh 溶液的体积与al +3oh =al( oh) 铝离子消耗 naoh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

12、根消耗氢氧化钠为（h+）： n（ al3+）： n（ nh4+） =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。4 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

13、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，摩尔质量为 140 g mol 12)和 h ，写出该反应的化学方程式 _。【答案】 mg2simg2+ + 2oh = mg(oh)2 3sih4+4nh3= si3n4+12h2【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28281612.0 g =5.6g，根据逆分析法可知，a 中含硅元素，又为氢化物，则推出a 为2sih ；固体

14、 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42416.0 g =9.6g，白色沉淀为氢氧化镁，溶氧化铝，而应为氧化镁，镁元素的质量为2416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，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+2+ 2oh = mg(oh) ，故答案为 mg 2+2+ 2oh = mg(oh) ；（3） nh34在一定条件下反

15、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 1243，则该化合物为 si3 4，其化学方程式为：n和 h3sih +4nh =si3n4+12h2，故答案为 3sih4 +4nh3= 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。5 现有如图所示的转化关系，水和部分产物已略去。已知：x 和 z 是两种透明、不溶于水的坚硬固体，其中z 无固定熔点，是现代建筑不可缺少的装饰和采光材料；无色气体a 是引起温室效应的主要

16、气体；b、 d 均为难溶于水的白色固体；高纯度的f 是使用最广泛的半导体材料。据此回答下列问题：（1） z 的名称是 _，工艺师在z 表面刻蚀花纹图案需用的试剂为_( 填名称 ) 。（2）由 x、 y 制 f 的化学方程式为_，此反应中y 作 _剂( 填“氧化”或“还原” ) 。（ 3）转化的化学方程式为 _ ；转化 (a 少量 ) 的离子方程式为_ 。【答案】玻璃氢氟酸sio2+2co2co+si还原sio2 2naoh=nasio3 h2osio co2 h2o=h2sio3 co【解析】【分析】x 为不溶于水的坚硬固体，z 无固定熔点，是现代建筑中不可缺少的装饰材料，判断为玻璃，说明x

17、为 sio2；无色气体a 是引起温室效应的主要气体为co2；b、 d 均为难溶于水的白色固体，流程分析可知b 为 caco3，；高纯度的f 是制造电脑芯片的一种非金属单质为si；结合流程分析判断可知x 为 sio2，b 为 caco3，c 为 na2 sio3， d 为 h2sio3， e 为 na2 co3，z为玻璃， y 为 co， f 为 si【详解】由以上分析：（ 1） z 无固定熔点，是现代建筑中不可缺少的装饰材料，判断为玻璃；工艺师在 z 表面刻蚀花纹图案需用的试剂为氢氟酸。（2）由 x、 y 制 f 的过程为 sio2+2co+si ， co做还原剂。2co（3）转化的化学方程式

18、为sio2sio3h2o；无色气体 a 是引起温室效应的2naoh=na主要气体，则 a 为co2，转化 (a 少量 ) 的离子方程式为2223sio co h o=hsioco 。6 图中 x、 y、 z 为单质，其他为化学物，它们之间存在如下转化关系(部分产物已略去)。其中， a 俗称磁性氧化铁；e 是不溶于水的酸性氧化物，能与氢氟酸反应。回答下列问题：(1)元素 x 在元素周期表中的位置为第_周期 _族。(2)一定条件下， z 能与 h2 反应生成 zh4，写出 z 与 naoh 反应的化学方程式 _(3)写出由 y 与 no、 h o 生成 d 反应的化学方程式： _ 。2(4)x 在

19、高温下能与水蒸气反应，请写出该反应的化学方程式：_(5)向含 4mol d 的稀溶液中，逐渐加入x 粉末至过量。假设生成的气体只有一种，请在坐标系中画出 n(x2+)随 n(x)变化的示意图，并标出n(x2+)的最大值。_【答案】四si+2naoh+ho=na2 sio3+2h24no+3o2+2h2o=4hno33fe +4h2ofe3o4 + 4h2【解析】【分析】a 俗称磁性氧化铁，则a 为 fe3 o4； e 是不溶于水的酸性氧化物，能与氢氟酸反应，则e 是sio2，根据转化关系，可知x 为铁、 y 为 o2、 z 为 si、 d 为 hno3、 m 为 na2sio3 、g 为3 3

20、23。fe(no ) ， r 为 hsio【详解】a 俗称磁性氧化铁，则a 为 fe3 o4； e 是不溶于水的酸性氧化物，能与氢氟酸反应，则e 是sio2，根据转化关系，可知x 为铁、 y 为 o2、 z 为 si、 d 为 hno3、 m 为 na2sio3 、g 为fe(no3)3， r 为 h2sio3；(1)元素 x 为 fe，核电荷数为26，其在元素周期表中的位置为第四周期族；(2)z 为 si，能溶于naoh 溶液生成硅酸钠、氢气和水，发生反应的化学方程式为si+2naoh+ho=na2 sio3+2h2；(3)y 为 o ， no 与 o按一定比例通入水中生成hno ，发生反应

21、的化学方程式2234no+3o2+2h2o=4hno3；(4)fe 在高温下能与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，发生反应的化学方程式为3fe +4h ofe o + 4h ；2342(5)铁和稀硝酸反应，开始铁全部被硝酸氧化为硝酸铁，故开始阶段fe2+的量为 0，随着铁的加入，多余的铁又和fe3+反应而生成fe2+，故 fe2+的量逐渐会增大直至到最大值，以后不变，反应过程中生成的气体为no，令 fe2+的最大物质的量为xmol，根据电子转移守恒可知， no 的物质的量 = xmol2 ，根据 n 元素守恒可知：xmol2+2x mol=4 mol ，解得33x=1.5，根据电子转移守恒可知，

22、由fe+2fe3+=3fe2+，可知开始产生no 时 fe 的物质的量等于 fe3+的物质的量，即为 1.5mol 2 =1mol ，故 n(fe2+)随 n(fe)变化的示意图为：3。7 奥运五环 “象征五大洲的团结，全世界的运动员以公正、坦率的比赛和友好的精神，在奥运会上相见 ”。下图所示五元环代表 a、 b、c、 d、 e 五种化合物，圆圈交叉部分指两种化合物含有一种相同元素；五种化合物由四种短周期元素形成，每种化合物仅含有两种元素。 a 是工业制取硝酸的主要原料之一；b、 e 分子中所含电子数都为18， b 不稳定，具有较强的氧化性，e 是由六个原子构成的分子，可作火箭燃料；c 是工业

23、制光导纤维的主要原料； d 中所含的两种元素的原子个数之比为3 4。根据以上信息回答下列问题：(1)a 用于工业制取硝酸所发生反应的化学方程式_。(2)d 的化学式是 _，e 分子中含有 _键和 _键。(3)b 的水溶液呈弱酸性，其电离方程式可表示为_， b 在实验室中可以用于制取某种常见气体，其反应的化学方程式为_ 。(4)b 与 e 反应可生成单质g 和一种常见的液体h，其反应的化学方程式为_。(5)用化学方程式表示c 的另一种用途 _ 。【答案】 4nh324no+6h2o3 4极性非极性2 22-+5osi nh oho +h2h o2h o+o 2h o +nh =n +4h osi

24、o +2csi+2co22222224222【解析】【分析】a 是工业制取硝酸的主要原料之一，则a 是 nh3； b、 e 分子中所含电子数都为18， b 不稳定，具有较强的氧化性，则b 是 h2o2； e 是由六个原子构成的分子，可作火箭燃料，则e为 n2h4； c 是工业制光导纤维的主要原料，c 是 sio2； d 中所含的两种元素的原子个数之比为3 4，则根据元素的组成及圆圈交叉部分指两种化合物含有一种相同元素，结合d 中元素原子个数关系，可推知d 是 si3n4，然后对问题分析、解答。【详解】根据上述分析可知a 是是 nh3，b 是 h2 o2， c 是 sio2， d 是 si3n4

25、， e 为 n2h4。(1)在工业上用氨的催化氧化法制取硝酸，反应的化学方程式为：4nh3+5o4no+6h o；22(2) d 的化学式是 si n ， e 是n h ，在该物质的分子中含有n-h 极性共价键和n-n 非极性3424共价键，但该物质分子空间排列不对称，因此物质分子属于极性分子；(3)b 是 h2o2，该物质分子能够在水中微弱电离，存在电离平衡，主要是第一步的电离，电离方程式为： h2o2ho2-+h+；在实验室中通常是用h2o2 为原料，加入少量mno2 作催化剂制取 o22 222，反应的化学方程式为： 2h o2h o+o ；(4) h2o2 与 n2 h4 会发生反应，

26、产生 n2、 h2o，根据电子守恒、原子守恒，可得该反应的化学方程式为： 2h 2o2+n 2h4 =n2 +4h2 o；(5) c是sio2si 单质，反应的化学方程式为：，可以与焦炭在高温下发生反应，制取sio2+2csi+2co。由于光线在 sio2 中会全反射，因此也可用作制光导纤维的原料。8已知 a 与 d 均为非金属单质，其中a 有多种同素异形体，其转化关系如下图。请回答：（1）反应 为工业制粗硅原理，写出e 的化学式：。（2）反应 的化学方程式为。【答案】（ 1） co； (2)2mg co22mgo c。【解析】试题分析：（1）反应 制取粗硅，常用c 和 sio2 的反应： 2

27、c sio2si 2co， d 为非金属单质，则d 为 si， e 为 co；（ 2）c 和 o2 反应生成 co2，反应 是： co； (2)2mg 22mgo c。co考点：考查工业制硅、镁和co2 的反应等知识。9 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： _ ； _ 。【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 si

28、o 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23 42o2mg coc 2mgo，反应 fe o 2c2co 3fe，反应3fe 4h2o（ g）fe3o4 4h2，反应 ch2o(g)co h2，反应2csiosi 2co。2（1）根据反应物质的化学式：单质f 为 si ，结合反应氧化物d 为 h2o 。（2）反应和的化学方程式：2mg coc 2mgoc h o(g)co h 。22210 金属和非金属被广泛应

29、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