高考化学硅及其化合物推断题综合题及答案解析

1、高考化学硅及其化合物推断题综合题及答案解析一、硅及其化合物1 如图为一定量饱和 ca(oh)2 溶液中通入 co2 气体后，产生 caco3 白色沉淀的质量与通入的 co2 体积之间的关系曲线。请回答：oa 段曲线所表示的化学反应方程式：_ ，a 点处已参加反应的 co2 与 ca(oh)2 的物质的量之比为 _。b 处溶液中存在的浓度较大的两种离子是_和 _(填离子符号 )，将 b 处生成的溶液煮沸，可见到的现象是 _。【答案】 ca(oh)2 co2=caco3h2o1 1 ca2hco3 溶液变浑浊 (或产生白色沉淀 )【解析】【分析】二氧化碳与氢氧化钙饱和溶液的反应与二氧化碳的量有关，

2、少量二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，反应的化学方程式为co2+ca(oh)2=caco3 +h2o，过量二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸氢钙，反应的化学方程式为2co223 2+ca(oh) =ca(hco) ，由图可知 oa 段随着 co23a 点达到沉淀最大值，ab2通入 caco 的量逐渐增大，段随 co 的通入，生成的caco3 不断溶解转化为ca(hco3)2， b 点 caco3 全溶解，溶液又变得澄清。【详解】 由图可知 oa 段随着 co2 通入 caco3 的量逐渐增大， a 点达到沉淀最大值，则 oa 段发生的反应为二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，反应的化学方程式

3、为co2+ca(oh)2=caco3 +h2o，由方程式可知 a 点处已参加反应的二氧化碳和氢氧化钙的物质的量比为 1:1 ，故答案为： co2+ca(oh)2=caco3 +h2o； 1:1； 由图可知 ab 段随 co2 的通入，生成的 caco3 不断溶解，发生的反应为二氧化碳与碳酸钙反应生成碳酸氢钙，则溶液中存在的浓度较大的两种离子是钙离子和碳酸氢根离子；将碳酸氢钙溶液煮沸，碳酸氢钙受热分解生成难溶的碳酸钙、二氧化碳和水，则可见到的现象是澄清溶液变浑浊，故答案为：ca2 ；hco3 ；溶液变浑浊(或产生白色沉淀)。【点睛】明确碳酸的正盐与过量的co2 反应时生成碳酸氢盐、碳酸氢盐与碱反

4、应时生成碳酸的正盐和水、碳酸氢盐在加热条件下生成碳酸正盐、水和co2 是解答关键。2 绿矾 (feso4?7h2o)可用做净水剂、除草剂等。某研究小组测定了硫酸矿焙烧后的烧渣中主要成分 (fe2 o3、 al2o3 和 sio2，不考虑其它杂质 )的含量并制备了绿矾，流程如下：请回答下列问题：(1)溶液 a 中含有的阴离子主要有alo2-、 sio32- 和 _。(2)试剂 c 是 _。(3)中反应的离子方程式是 _、 _。(4)烧渣中 fe2o3、 al2o3 和 sio2 的物质的量之比是 _ 。-3+2+2+【答案】 oh 稀硫酸fe+2fe=3fefe+2h =fe +h2 5： 5：

5、1【解析】【分析】烧渣主要成分为fe2 32 322 32反应产生o、 al o和 sio，与过量naoh 溶液混合， al o和 sionaalo、 na sio进入溶液a 中， fe o不能反应进入滤渣，然后过滤得到的固体b 为 fe o3223232为 8.0g，溶液 a 中含有 na+、 alo2-、 sio32-和 oh-，加入过量盐酸， alo2- 转化为 al3+， sio32-反应形成 h2sio3 沉淀，发生反应的离子反应方程式为oh-+h+=h2o、 alo2-+4h+=al3+2h2o、32-+2h+2323232为sio=h sio ，然后过滤得到的固体f 为 h si

6、o 沉淀，灼烧 h sio脱水分解得 sio0.6g；固体 b 为 fe o ，向其中加过量试剂c 溶解，因为要制备feso?7h o，所以试剂 c2342为稀硫酸，发生反应fe2o3+6h+=2fe3+3h2o，所得溶液 d 为硫酸铁和过量稀硫酸的混合溶液，再加试剂e 将三价铁还原成二价铁，则试剂e 为 fe 单质，最后将硫酸亚铁溶液进行蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到绿矾，据此分析。【详解】(1)通过以上分析知，溶液a 中含有的阴离子主要有alo2-、 sio32- 和 oh-；(2)固体 b 为 fe2o3，向其中加入 h2so4 反应产生 fe2(so4)3，再向该溶液中加入fe 粉，还原

7、得到 fesoc 是稀硫酸；4 溶液，因此试剂(3)是 fe 单质与 fe2(so4 )3反应产生 feso4 溶液，及与过量的h2so4 反应产生 feso4 和 h2，其中反应的离子方程式是3+2+2+fe+2fe=3fe 、 fe+2h=fe +h2；(4)通过以上分析知 fe o为 8.0g，固体 g 是 sio ，由于在反应过程中si 元素没有损失，232所以根据 si 元素守恒，可知原混合物中含有sio2为0.6g，则原混合物中2 3质量为al om(al o )=13.7g-8.0g-0.6g=5.1g，则烧渣中fe o 、 alo 和 sio 的物质的量之比n(fe o )：2

8、32323223n(al2 o3)： n(sio2)= 8.0 ： 5.1 ： 0.6 =0.05： 0.05： 0.01=5： 5： 1。16010260【点睛】本题考查物质制备，明确流程图中发生的反应及物质分离提纯方法是解答本题关键，掌握元素的 al、fe、 si 元素的单质及化合物的性质是解题的基础，侧重考查学生分析推断及综合应用能力。3a 元素的一种单质是重要的半导体材料，含a 元素的一种化合物 c 可用于制造高性能的现代通讯材料 光导纤维， c 与烧碱反应生成含a 元素的化合物 d。(1)易与 c 发生化学反应的酸是 _，反应的化学方程式是_ 。(2)将 c 与纯碱混合，在高温熔融时

9、发生化学反应也可生成d，同时还生成 b 的最高价氧化物 e；将 e 与 d 在足量的水中混合后，又发生化学反应生成含a 的化合物 f。写出生成 d 和 f 的化学反应方程式：_、 _。要将纯碱在高温下熔化，下列坩埚中不可选用的是_。a普通玻璃坩埚 b石英玻璃坩埚c瓷坩埚d铁坩埚高温【答案】氢氟酸sio24hf=sif 2h2osio2 na2co3na2sio3 co2na2sio3 co2 h2o=na2co3 h2sio3abc【解析】【分析】“a元素的一种单质是重要的半导体材料”说明 a 为 si，通过 “光导纤维 ”可推测 c 为 sio2，sio 与烧碱即氢氧化钠反应生成的含si 元

10、素的化合物为nasio 。 sio 与纯碱即碳酸钠高温2232条件下生成 na2sio3 和 co2，故 b 为 c， e 为 co2，二氧化碳和硅酸钠在足量水中可生成硅酸和碳酸钠，故f 为 h2sio3。【详解】（1） sio2 易与氢氟酸发生反应，故答案为：氢氟酸；sio2 +4hf=sif4 +2h 2o ；高温（2）根据分析可知答案为： sio 2 +na 2co3 = na2 sio3 +co 2；na2sio3 +co 2 +h 2 o=na 2co 3 +h 2sio3；a 项普通玻璃坩埚中含有sio2，会在高温下与纯碱反应，故a 项错误； b 项石英玻璃坩埚中含有 sio22，

11、会在高温下与纯碱反应，故b 项错误； c 项瓷坩埚中含有 sio，会在高温下与纯碱反应，故 c 项错误； d 项铁坩埚中不含高温条件下与纯碱反应的物质，故d 项正确；故答案为： abc。【点睛】半导体材料为硅单质，光导纤维材料为二氧化硅，为高频考点，一定要注意记忆区分。4 已知 a、 d 为常见单质，各物质发生如下框图所示变化，回答下列问题：(1)若 a、 d 为短周期同主族非金属元素的单质，则a 元素在周期表中的位置为_， d的晶体类型是 _，请写出 a+bc+d 的化学方程式 _。(2)若 b 为气体，其标准状况下密度为1.964g?l-1， c 为白色固体，可用来制作耐高温材料。 则 b

12、 的电子式为 _， c中含有的化学键是_(填写 “离子键或者共价键 ”)。(3)若 a 为生产生活中用量最大的金属，b 在常温下为无色液体，写出c(金属元素有两种不 同化合价 )与盐酸反应的离子反应方程式_。若以 a 和石墨 棒为电极，nacl 溶液为电解质溶液构成原电池，请写出石墨电极的电极反应式_。【答案】第二周期第 iva 族 原子晶体siosi+2co离子键2+2cfe3 o4+8h+=fe2+2fe3+4h2o o2+2h2o+4e- =4oh-【解析】【详解】(1)若 a、 d 为短周期同主族非金属元素的单质，由转化可知b、 c 属于氧化物， a 与 b 的反应属于置换反应，可推知

13、a 为碳、 b 为 sio2、 c 为 co、 d 为 si，则 a 元素在周期表中的位置为：第二周期第iva 族，硅的晶体类型是原子晶体，a+bc+d 的化学方程式：sio +2csi+2co；2(2)若 b 为气体，其标准状况下密度为1.964g?l-1， b 的相对分子质量 =22.4 1.964=44，c 为白色固体，可用来制作耐高温材料，则a 为 mg 、 b 为 co2、 c 为 mgo、d 为碳， b 的电子式为， c(mgo)中含有的化学键是：离子键；(3)若 a 为生产生活中用量最大的金属，b 在常温下为无色液体，则a 为 fe、 b 为 h2o、 c为 fe3 42，c 与

14、盐酸反应的离子反应方程式：3 4+2+3+2o，若以 feo 、 d 为 hfe o +8h =fe +2fe +4h和石墨 棒为电极， nacl 溶液为电解质溶液构成原电池，石墨电极为正极，发生还原反应，氧气获得电子市场氢氧根离子，电极反应式为：o22-。+2h o+4e =4oh【点睛】本题考查无机物的推断，题目涉及中学常见的特殊置换反应，需要学生熟练掌握元素化合物知识，熟记中学常见的连线反应、三角转化、特殊置换反应、特殊现象反应、某些无机物与有机物的反应等。5 设计如下实验探究某矿石（仅含四种短周期元素）的组成和性质，已知矿石含有一定的结晶水：（1）矿石的组成元素是h、 o 和 _、 _

15、（填元素符号），化学式为_ 。（2）白色粉末3 溶于 naoh 溶液的离子方程式是_。【答案】mg， simgsio-2- h2o32h2o2oh sio2=sio3【解析】根据流程图，矿石灼烧后生成无色气体1，冷凝后得到无色液体1，该无色液体为水，质量为 3.6g，物质的量为0.2mol ；白色粉末 2 能够溶于过量盐酸，得到白色胶状沉淀2，和无色溶液3；根据盐酸提供的氢离子和氯离子分析，白色胶状沉淀2 可能是氯化银沉淀或硅酸沉淀；白色胶状沉淀2 灼烧得到白色粉末3，该物质能够溶于氢氧化钠溶液，说明白色粉末为二氧化硅，不可能为氯化银，因此白色胶状沉淀2 为硅酸；无色溶液 3 中加入过量氢氧化

16、钠得到白色沉淀，说明白色沉淀3 为氢氧化镁 ， 5.8g 氢氧化镁的物质的量为0.1mol ，因此白色粉末2中含有 4g氧化镁和6g 二氧化硅，因此白色粉末2 为硅酸镁 。(1)根据上述分析，矿石的组成元素是h、 o、 mg 和 si，硅酸镁的质量为10g，物质的量为10 g3.6gmgsio 2h o，故=0.1mol，水的物质的量为=0.2mol ，因此化学式为100 g / mol18g / mol32答案为 mg ； si； mgsio32h2o；(2)白色粉末3 为二氧化硅， 溶于 naoh 溶液的离子方程式为2oh- sio23 2- h2=sioo，故答案为 2oh-232-2

17、sio =sioh o。点睛：本题考查了物质的组成和性质的推断。本题的难点是白色胶状沉淀2 和白色粉末 3的判断，可以根据反应物中有盐酸结合白色粉末3能够与氢氧化钠溶液反应考虑。6a、 b、 c、 d 均为中学化学常见的纯净物，a 是单质。它们之间有如下的反应关系：（ 1）若 b 是气态氢化物。 c、 d 是氧化物且会造成光化学烟雾污染。写反应的化学方程式_ 。（ 2）若 d 物质具有两性，反应均要用强碱溶液，反应是通入过量的一种引起温室效应的主要气体。写反应离子方程式_ 。（3）若 a 是太阳能电池用的光伏材料。c、 d 为钠盐，两种物质中除钠、氧外的元素均为同一主族，且溶液均显碱性。写出反

18、应的化学方程式_。（4）若 a 是当今应用最广泛的金属。反应用到a，反应均用到同一种非金属单质。c 的溶液用于蚀刻印刷铜电路板，写出该反应的离子方程式_ 。催化剂【答案】4nh3222-2233-si+2naoh+5o4no+6h oalo +2ho +co = al(oh) +hco22323+2+2+h o =na sio +2hcu +2fe = cu + 2fe【解析】【分析】【详解】（1） c、d 是氧化物且会造成光化学烟雾污染，氮的氧化物会造成光化学污染，所以c、d是氮的氧化物，则b 是氨气； a 是氮气， c 为 no， d 为二氧化氮，氨气与氧气催化氧化为催化剂no 和水，化学

19、方程式为4nh +5o24no+6h o；32（2）造成温室效应的气体是二氧化碳，若d 物质具有两性，反应均要用强碱溶液，则 a 是 al， b 是氧化铝，与强碱反应生成偏铝酸盐，则d 是氢氧化铝，反应是通入过量二氧化碳，生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢根离子，离子方程式为alo2 -22+ 2h o +co =al(oh)3 +hco3-；（3）太阳能电池的材料是si，所以 a 是 si，c 中含有 si 元素，与 si 同主族的元素为c，则c、 d 为硅酸钠和碳酸钠，碳酸钠与二氧化硅高温反应生成硅酸钠和二氧化碳，则反应是si 与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和氢气，化学方程式为si + 2naoh +

20、h2o =na2sio3+2h2；（4） c 的溶液用于蚀刻印刷铜电路板，即铁离子与cu 的反应，所以a 是 fe，则 c 是氯化铁， b 是氧化铁，反应均用到同一种非金属单质氯气，所以氯化铁与cu 反应的离子方程式为 cu +2fe3+= cu2+ + 2fe2+。7 现有下列物质：nahco3 al(oh)3 sio2 so2，请同学们按要求用序号填空：（ 1）用来制备发酵粉和中和胃酸的是_；（ 2）能使酸性 kmno4 溶液褪色的是 _；（ 3）实验室用来制耐火坩埚的是 _；（ 4）既能与氢氧化钠反应，又能与稀盐酸反应的是 _ 。【答案】 【解析】【分析】根据已有的知识进行分析，碳酸氢钠

21、俗称小苏打，因水解溶液显弱碱性，能和酸反应；al(oh)3 既能和酸，也能和碱反应；sio2 高熔点，耐高温；so2 有还原性，有漂白性，据此解答。【详解】(1)碳酸氢钠俗称小苏打，不稳定且水溶液显弱碱性，能和盐酸反应，常用来制备发酵粉和中和胃酸；(2)so有还原性，能使酸性kmno溶液褪色；24(3)sio2 高熔点，耐高温，实验室用来制耐火坩埚；(4)al(oh)3 既能与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠，又能与稀盐酸反应生成alcl3。8 铝硅合金材料性能优良。铝土矿（含30% sio、40. 8%2 32 3等）2al o和少量 fe o干法制取该合金的工艺如下：（1）焙烧除铁反应：4(nh4

22、)2so4+fe2o32nh4fe(so4)2+3h2o+6nh3（少部分al2 o3 发生类似反应）。氧化物转化为硫酸盐的百分率与温度的关系如下图，最适宜焙烧温度为_。指出气体i 的用途_（任写一种）。（2）操作包括：加水溶解、过滤 _、 _ 。若所得溶液中加入过量溶液，含铝微粒发生反应的离子方程式为_naoh（ 3）用焦炭还原 sio2 发生反应的化学方程式为 _【答案】 300 制氮肥或用硫酸吸收气体（氨气）循环到焙烧过程中洗涤干燥al 3+4oh -=alo2-+2h o2c+sio22co +si2【解析】【分析】铝土矿（含 30% sio2、40. 8%2 32 3等）加硫酸铵焙烧

23、，2 3转化为al o和少量 fe ofe onh fe(so )同时生成氨气，加水溶解、过滤，滤渣为sio 和 al o ，用焦炭在高温条件下44 2223还原sio2 、al2o3 得到硅铝熔体，在加纯铝搅拌，得到硅铝合金，据此分析解答。【详解】（1）焙烧时尽可能是氧化铁反应，而氧化铝不反应，由图可知在300时，氧化铁转化为硫酸盐的百分率很高，而氧化铝转化为硫酸盐的百分率最低，所以最适宜焙烧温度为300 ；气体为氨气，氨气可以用于制氮肥，也可以用硫酸吸收来备硫酸铵循环到焙烧过程中；故答案为： 300 ；制氮肥或用硫酸吸收气体（氨气）循环到焙烧过程中；（2）由流程分析可知，操作应包括：加水溶

24、解、过滤、洗涤、干燥；溶液中含有铝离子与氢氧根离子生成偏铝酸根离子，其反应的离子方程式为：al 3+4oh -=alo 2-+2h 2o；故答案为：洗涤；干燥； al 3+4oh -=alo 2-+2h 2o；（3）在高温条件下，焦炭与sio2 反应生成si 和 co，其反应的方程式为：2c+sio 22co +si，故答案为： 2c+sio 22co +si 。【点睛】本题考查了物质分离和提纯基本操作，注重信息与所学知识的结合分析解决问题，侧重知识迁移应用能力的考查，注意把握流程中发生的化学反应为解答的关键。9a、 b、 c、 d 均为中学化学常见的纯净物，a 是单质。它们之间有如下的反应关

25、系：（1）若 a 是当前最常用的太阳能转换为电能的材料。（2） c 的水溶液俗称水玻璃，d 为硅酸。则：写出反应 的化学方程式。写出反应 的离子方程式。（2）若 a 是应用最广泛的金属。反应 、 均用盐酸， d 物质是红褐色。则：写出反应 的化学方程式。 b溶液中加入 naoh 溶液的现象是，沉淀颜色发生变化对应的化学方程式是。c 的溶液用于蚀刻印刷铜电路板（铜质），写该反应的离子方程式。（3）若 d 物质是常见的两性氢氧化物，反应 均要用强碱溶液，反应 是通入过量的 co2。则：反应 的离子方程式为。反应 的离子方程式为。【答案】 (1)si 2naoh+ h2o=na2sio3 2h2；

26、sio2 2oh =sio32- h2o；（2） 2fecl2+ cl2=2fecl3 生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最终变成红褐色4fe(oh)2 o2 2h2o=4fe(oh)3 cu+2fe3+=2fe2+ cu2+（ 3） 2al2oh 2h2o 2alo2 -3h2； alo2-+co2+2h2o=al(oh)3 + hco3-【解析】试题分析： (1)若 a 为太阳能转化为电能的材料，则为硅，c 的水溶液为水玻璃，则为硅酸钠， d 为硅酸，所以b 为二氧化硅。反应 为硅盒氢氧化钠反应生成硅酸钠和氢气，方程式为 si2naoh+ h2o=na2sio3 2h2；反应 为二氧化硅和氢氧

27、化钠反应生成硅酸钠和水，离子方程式为：sio2- h2 2oh =sio32 o；（ 2） 若 a 是应用最广泛的金属，则为铁， 是用盐酸，则b 为氯化亚铁， d 为红褐色，则为氢氧化铁，则c 为氯化铁。反应 为氯化亚铁和氯气反应生成氯化铁，方程式为：2fecl2+ cl2=2fecl3；氢氧化亚铁中加入氢氧化钠反应生成氢氧化亚铁白色沉淀，现象为生成白色沉淀，氢氧化亚铁容易被氧气氧化生成氢氧化铁，现象为迅速变成灰绿色，最终变成红褐色，反应的方程式为4fe(oh)2o223 2h o=4fe(oh) ；氯化铁和铜反应生成氯化亚铁盒氯化铜，离子方程式为：cu+2fe3+=2fe2+ cu2+。（ 3）若 d 为常见的两性氢氧化物，则为氢氧化铝，反应都是强碱容易，则a 为铝， b、铝离子的容易，c 为偏铝酸钠，反应 为铝盒氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气，离子方程式为2al 2oh 2h2o 2alo2- 3h2 。反应 为偏铝酸钠溶液中通入过量的二氧化碳，反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠，离子方程式为：alo2-+co2+2h2o=al(oh)3 + hco3-。考点：无机推断10 请按要求完成下列各题：（1）硫单质与浓硫酸在加热条件下反应的化学方程式_（2）在水玻璃中通入过量二氧化碳，其总反应的离子方程式为_（3）将一小块钠投入到盛cu