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

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一、硅及其化合物1 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 siocosiosio 2oh sioosiohsio【解析】【分析】由“ a 是一种不溶于水的固体非金属氧化物”可推知a 为 sio22，再结

2、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 h2sio3， h2sio3 受热分解生成sio2 和 h2o，说明 a 为 sio2 是正确的，为sio2 和naoh 的反应，可知b 为 na2sio3，则 c 为 co2， na2sio3 可与酸反应生成硅酸，据此答题。【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 ， b 为 na2sio3， d 为 h2sio3，故答案为： sio2

3、；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 =co32sio3，故答案为： co2 h2o sio32-=co32-

4、 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- sio32-+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

5、是一种不溶于水的固体非金属氧化物”。2a， b， c， d， e 代表单质或化合物，它们之间的相互转换关系如图所示。量仅次于氧的非金属元素的单质，其晶体结构与金刚石相似。a 为地壳中含请回答：（ 1）形成单质 a 的原子的结构示意图为 _。（ 2） e 的化学式为 _。（ 3） b 与氢氧化钠反应生成 d 和 h2o 的化学方程式是 _。（4）在 d 的溶液中通入过量co2 气体的离子方程式_。（5）下列说法正确的是_a 水泥、玻璃、石英玻璃等都是传统硅酸盐材料。b 高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维。c 化学分析中常用到的分子筛是硅酸盐材料。d 熔融烧碱不能选用陶瓷坩埚。【答案】casio3

6、23232-sio +2naoh=nasio +h osio22233-c,d+2co +2h o=h sio +2hco【解析】【分析】“ a为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质”则 a 为 si；由 “ b+碳 a+e”可知 b 为sio2 ， e 为 co；由 “ b+naoh d+h2o”可得 d 为 na2sio3；由 “ b+cao c”可得 c 为 casio3；据此结合设问进行分析作答。【详解】（1）由分析可知，a 为 si，其原子核内有14 个质子，核外有三个电子层，共14 个电子，其原子结构示意图为：；（2）由分析可知， e 的化学式为： casio3；（3） b 为 s

7、io2， 与 naoh 溶液反应生成23na sio 和水，该反应的化学方程式为：sio +2naoh=na sio +h o；2232（4）往 d（ na2322323sio ）溶液中通过过量co后，由于 h co 的酸性比h sio 强，故反应生成h sio ；由于 co 过量，则反应生成hco-， 故该反应的离子方程式为：sio2-23233+2co2+2h2o=h2sio3 +2hco3-；（5） a、石英玻璃的主要成分是sio2 ， 不是硅酸盐材料，a 不符合题意；b、光导纤维的主要成分是二氧化硅，不是硅单质，b 不符合题意；c、分子筛的主要成分是硅酸盐，c 符合题意；d、陶瓷可以被

8、烧碱腐蚀，故熔融烧碱不能用陶瓷坩埚，d 符合题意；故答案为：cd。3 含 a 元素的一种单质是一种重要的半导体材料，含 a 元素的一种化合物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c 可用于制造d。(1)a的原子结构示意图为_，a 与碳在原子的电子层结构上的相同点是_ 。(2) 易与 c发生化学反应的酸是 _( 写名称 ) ，反应的化学方程式是_ 。(3) 将 c 与纯碱混合高温熔融时也发生化学反应生成d写出该反应的化学方程式：_ 。要将纯碱高温熔化，下列坩埚中可选用的是_。a普通玻璃坩埚b石英玻璃坩埚c 铁坩埚(4)100 g c与石灰石的混合物充分反应后，生成的

9、气体在标准状况下的体积为11.2 l,100g 混合物中石灰石的质量分数是_。【答案】最外层均有4 个电子，最内层均有2 个电子氢氟酸sio24hf=sif4 2h2o sio2 na2co3na2sio3co2 c 50%【解析】试题分析：本题考查无机推断、侧重硅元素的单质及其化合物性质的考查、化学计算。含 a 元素的一种单质是一种重要的半导体材料，含a 元素的一种化合物c 可用于制造光导纤维，则a 为硅元素， c 为 sio2 ；c（sio2）与烧碱反应生成 na2sio3 和 h2o，含 a元素的化合物 d 为 na2 sio3。（1） a 为 si， si 原子的核电荷数为14， si

10、 原子核外有14 个电子，根据原子核外电子排布规律， a 的原子结构示意图为。碳的原子结构示意图为，硅原子与碳原子的电子层结构上的相同点是：最外层均有 4 个电子，最内层均有 2 个电子。（2） c 为 sio2，易与 sio2 发生化学反应的酸是氢氟酸，sio2 与 hf 反应生成 sif4 和 h2o，反应的化学方程式为 sio2+4hf=sif +2ho。（3） sio2 与纯碱高温熔融时反应生成na2sio3 和 co2，反应的化学方程式为sio2+na2co3na2sio3+co2。a ，普通玻璃的成分为 na2sio3、 casio3 和 sio2， sio2 与纯碱高温下反应生成

11、na2sio3 和co2，不能选用普通玻璃坩埚熔化纯碱； b，石英玻璃的成分为 sio2， sio2 与纯碱高温下反应生成 na2 3223sio和 co ，不能选用石英玻璃坩埚熔化纯碱； c，铁与 na co 高温不反应，可选用铁坩埚熔化纯碱；答案选c。（4） sio2 与石灰石的混合物充分反应，可能发生的反应有sio2+caco3casio3 +co2 、cacocao+co，根据 c守恒， n（ caco）=n（co ） =11.2l=0.5mol ， m323222.4l / mol（caco3） =0.5mol100g/mol=50g ，100g 混合物中石灰石的质量分数为50g10

12、0%=50%。100g4a、 b、 c、 d、 e 代表单质或化合物，它们之间的相互转换关系如下图所示。a 为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质。请填空：（1）写出物质 c 的化学式。（2）写出 b 和碳高温反应生成a 和 e 的化学方程式是。（3）写出 bd反应的离子反应方程式。【答案】（ 1） casio3（2） sio2+2csi+2co（3） sio2+2oh2 +h2o=sio3【解析】a 为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质， a 是硅；二氧化硅与碳单质反应生成硅和co， e 是 co、 b 是 sio ； sio 与氧化钙高温生成硅酸钙，c 是硅酸钙； sio 与氢氧化钠溶2

13、22液反应生成硅酸钠和水，d 是硅酸钠。（1）根据以上分析可知可知物质c 的化学式为 casio3。（ 2） sio2 和碳高温反应生成硅和co的化学方程式是 sio2+2csi+2co。（ 3 ）bd反应的离子反应方程式2322sio +2oh sio +ho。5 某固体混合物 x 可能由 na2o2、 al2o3、 fe2o3、 cu 、sio2 中的一种或几种物质组成。为确定 x 的成分，进行了如下三个实验。分析并回答下列问题：（ 1）由实验 可得出的结论为： _。（ 2）步骤 所发生反应的离子方程式为： _， _。反应 涉及固体质量变化的化学方程式为：_。（ 3）由步骤 可得出的结论为

14、： _。（ 4）步骤 所得蓝色溶液中阳离子为 _。（ 5）原混合物中各成分的质量之比是_。（不必简化）【答案】混合物+3+3+2+2+x 中无 na2o2 fe2o3+6h =2fe+3h2o cu+2fe =2fe +cusio2+2naoh=na2sio3+ h2o 混合物 x 中无 al2o3h+、 cu2+、 fe2+m(fe2 o3) : m（ cu）：m(sio2)=3.2： 3.2 ： 3.0【解析】【分析】【详解】（1）由于 na2o2 能与水反应生成naoh 和 o2，实验取4.7gx 投入水中，有不溶物出现，过滤、洗涤、干燥、称量不溶物，其质量仍为4.7g，得出的结论是混合

15、物 x 中无 na2o2。（2）实验向9.4gx 中加入过量的盐酸得到蓝色溶液和4.92g 固体，该蓝色溶液中含2+，但 cu 与 hcl 不反应，所以x 中必有 fe2 3cuo 和 cu，步骤 i 中所发生反应的离子方程式为 fe2 3+3+23+2+2+；向 4.92g 固体中加入过量 naoh，固体减o +6h=2fe +3h o、cu+2fe =cu +2fe少 4.92g-1.92g=3.0g，减少的固体为 sio2， 9.4gx 中含 3.0gsio2，反应 ii 涉及固体质量变化的化学方程式为 sio2+2naoh=na2sio3+h2o。（3）实验向 9.4gx 中加入过量

16、naoh，固体减少 9.4g-6.4g=3.0g，减少的固体的质量与sio2 的质量相等，说明溶解的物质只有sio2、没有 al2o3，步骤 iii 可得出的结论是：混合物x 中无 al2o3。（4）由上面的分析，步骤iii 得到的6.4g 固体是 cu 和 fe2o3 的混合物，实验向 6.4g 固体中加入过量 hcl 得到蓝色溶液和 1.92g固体，发生反应的离子方程式为23+3+23+2+2+，由于仍有固体未溶解说明fe2 3fe o +6h =2fe+3h o、 cu+2fe =cu +2feo 与 hcl 反应生成的 fe3+不能将 cu 完全溶解， 1.92g 固体为 cu， fe

17、3+完全被还原为fe2+，步骤 iv 所得蓝色溶液中的阳离子为 cu2+、fe2+和 h+（ h+来自过量 hcl）。（5）根据上述分析，设6.4g 固体中 fe2o3 物质的量为 y，根据反应23+3+23+2+2+，溶解的 cu 的物质的量为y，fe o +6h =2fe+3h o、 cu+2fe =cu +2fe160g/moly+64g/moly+1.92g=6.4g ，解得 y=0.02mol ，则 9.4gx 中含 fe2o3 的质量为0.02mol 160g/mol=3.2g、含 sio 3.0g、含 cu 的质量为（ 9.4g-3.2g-3.0g）=3.2g，则原混合物2中 m

18、(fe2o3) : m（ cu）： m(sio2)=3.2： 3.2 ： 3.0。6 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kmg3alsi3o10(oh)2 ，在水与二氧化碳的

19、同时作用下，风化为高岭土 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 o36sio22h2o al 与 si 的半径相近，插入后不会引起结构改变6mg2 14hco 4h碳酸2kmg3alsi3o10(oh)2 14h2co3 h2o=2k34sio4 al2si2o5(oh)4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

20、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 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

21、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 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；3完全水解，主要以al(oh) 3 的沉淀形式存在，因此风化后al 为什么由于中性条件下 al不能以 al3 形式被地下水溶解，故答案为：中性条件下al3

22、完全水解，主要以沉淀形式存在。7 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）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) 3 al 3+3h 2oal 2o3+2naoh 2naalo 2+h 2o；2al+2naoh+2h 2

23、o=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

24、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；2al+2naoh+2h2o=2naa1o2+3h2；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

25、 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=sif +2h2o；(5)向硅酸钠水溶液中通入过量的co2，会出现软而透明的硅酸凝胶和nahco3，反应的化学方程式为 na2 sio3+2co2+2h2o=h2sio3 +2nahco3；答案为： na2 322233sio +2co +2h o=h sio +2nahco。【点睛】“向硅酸钠水溶液中通入过量的co2”，若不注意审题，我们很容易写成na2sio 3+co 2+h2 o=h 2sio 3 +na2co3，解题时，对关键词“过量”一定要引起高度重视。8 金属和非金属被广泛应用于人

26、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(ca

27、al2si2o8)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sio2+4hf=sif +2h2o caoal2o32sio2 2al+2naoh+2h2o=2naalo2+3h2 【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；

28、（ 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feso 不被空气中的氧气氧化；4（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(

29、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=2naalo2+3h2。【

30、点睛】本题考查了元素化合物知识，涉及药品的保存、离子方程式的书写等，明确钠、铁及其化合物、漂白粉、二氧化硅的性质是解题关键，注意硅酸盐改写为氧化物的一般方法。9 实验对认识和研究物质性质有重要作用，回答下列相应问题。（一）为证明na2sio3 具有防火性能，同时做以下两个实验。实验 ：取一小木条，放入蒸馏水中，使之充分吸湿、浸透，取出稍沥干（不再滴液）后，放置在酒精灯外焰处。实验 ：另取一个相同的小木条，放入na2 3饱和溶液中，之后重复实验 的操作。sio（1）设计实验 的目的是 _ 。（二）性质实验中反应原理常用化学方程式表示。请用化学方程式各举一例，说明下列物质所具有的性质。（ 2） s

31、o2 具有还原性 _。（3） so2 具有酸性氧化物共同的性质_。（ 4）浓硫酸具有强氧化性 _ 。【答案】与实验作对照，证明起防火作用的是na2sio3 而不是水2so+o22so3so2+2naoh = na2so3 + h2o cu+2h2 so4(浓 )cuso4+ so2 +2h2o【解析】【分析】【详解】（一）（ 1）实验与实验比较，实验在蒸馏水的基础上增加了可溶于水的硅酸钠，从而探究防火的原因，则设计实验的目的是与实验作对照，证明起防火作用的是na2 3sio而不是水；（二）（ 2） so2与强氧化剂作用，能体现其具有还原性，如：2232so +o2so；（3） so2 能与碱溶液作用生成盐和水，说明其是酸性氧化物，发生反应的化学方程式为 so2+2naoh = na2so3 + h2o；（4）浓硫酸具有强氧化性，能氧化活泼性较弱的金属，如cu，发生