2020-2021高考化学一模试题分类汇编——硅及其化合物推断题综合附详细答案

1、2020-2021高考化学一模试题分类汇编硅及其化合物推断题综合附详细答一、硅及其化合物1.表是元素周期表的一部分，针对表中的-元素按要求回答下列问题:IAIIAIIIAIVAVAVIAVIIA0族234(1)在-元素中，化学性质最不活泼的元素是 (填元素符号)，化学性质最 活泼的金属元素是 (填元素符号)。(2)在最高价氧化物对应水化物中，酸性最强的化合物的化学式是 ,碱性最强的 化合物的化学式是。(3)氧化物属于两性氧化物的元素是 (填元素符号)，写出该元素的最高价氧化 物与NaOH溶液反应的离子方程式 (4)比较元素的气态氢化物的稳定性：；最高价氧化物对应水化物的酸性强弱：。(5)的最高

2、价氧化物与烧碱溶液反应的化学方程式为 【答案】Ar K HClQ KOH Al A2O3 + 2OH-= 2A1O2-+ H2O < > SiO + 2NaOH = NaSiO3+ H2O【解析】【分析】稀有气体性质稳定，除稀有气体同周期从左往右，同主族从下至上，非金属性增强。非金 属性越强，单质越活泼，越易与氢气化合，生成的气态氢化物越稳定，对应的最高价氧化 物的水化物酸性越强。同周期从右往左，同主族从上至下，金属性逐渐增强。金属性越 强，单质越活泼，遇水或酸反应越剧烈，最高价氧化物对应水化物的碱性越强。【详解】(1)根据分析-元素中，化学性质最不活泼的元素是Ar,化学性质最活泼

3、的金属元素是K;(2)根据分析， )元素中Cl非金属性最强，故在最高价氧化物对应水化物中，酸性最强的化合物的化学式是 HClQ, K金属性最强，碱性最强的化合物的化学式是KOH；(3)铝、氧化铝、氢氧化率均属于两性物质，则氧化物属于两性氧化物的元素是Al,该元素的氧化物与 NaOH溶液反应的离子方程式 AI2O3 + 2OH-= 2A1O2-+ H2O；(4)非金属性越强，气态氢化物的稳定性越强，氧的非金属较强，故水比氨气稳定，；非金属性越强，最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，N非金属性强于Si ,则HNO3酸性弓II于H2SiO3,故最高价氧化物对应水化物的酸性强弱：>；(5)硅的最

4、高价氧化物 SiQ与烧碱溶液反应的化学方程式为：SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3+H2O0【点睛】非金属性的应用中，需要注意非金属性与气态氢化物的稳定呈正比，与氢化物的还原性呈反比，而简单氢化物的沸点需要对比氢键和范德华力，是物理性质。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a b , L层电子数为 a b 。(1)推断元素名称和符号：X、, Y、。(2) X、丫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，丫

5、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；元素丫原子 的M层电子数为(a-b), L层电子数为(a + b),则L层电子数为8,所以a+b=8,所以元 素X原子有2个电子层，故b = 2,所以a=8b=8 2=6,故X为O元素；故元素 Y原 子的M层电子数为a-b= 6-2=4, 丫为Si元素，X、Y两元素形成的化合物为 SiC2,结合 元素化合物的性质判断。【详解】(1)X为O元素，丫为Si元素，故答案为：氧；O;硅；Si;(2)X、丫两元素形成的化合物为 SiQ；A. SiO2不与水反应

6、，故 A错误；B. SiO2性质稳定，溶于 HF酸，不溶于其它酸，故 B错误；C. SiO2与氢氧化钠反应生成硅酸钠与水，故 C正确；D. SiO2不与氯气反应，故 D错误；故答案为：C;(3)氧原子和硅原子的原子结构示意图分别为：自二6、84 ,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 .绿矶(FeSQ?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(Fe2O3、AI2O3和SiO2,不考虑其它杂质)的含量并制备了绿矶，流程如

7、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、AI2O3和SiO2的物质的量之比是 。【答案】OH 稀硫酸 Fe+2Fe+=3Fe2+ Fe+ZHFe+H2T 5: 5: 1 【解析】【分析】烧渣主要成分为 Fe2O3、AI2O3和SiO2,与过量NaOH溶液混合，AI2O3和SiO2反应产生 NaAlO2、Na2SiC3进入溶液A中，Fe2O3不能反应进入滤渣，然后过滤得到的固体B为Fe2O3为8.0g,溶液A中含有Na+、AIO2-、Sid2-和OH-,加入过量盐酸，AIO2-转化为

8、Al3+, SiO2- 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、$02-+21=吨$0 J ,然后过滤得到的固体F为H2SiO3沉淀，灼烧H2SiO3脱水分解得SQ为0.6g；固体B为Fe2O3,向其中加过量试剂 C溶解，因为要制备 FeSQ?7H2。，所以试剂 C 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、过滤得到绿矶，据此分析。【详解】通过以上分析知，溶液A中含有的

9、阴离子主要有 AlO2-、SiQ2-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 得到FeSQ溶液，因此试剂C是稀硫酸；(3)是Fe单质与Fe2(SO4)3反应产生FeSQ溶液，及与过量的 H2SO4反应产生FeSQ和H2, 其中反应的离子方程式是Fe+2F6+=3Fe2+、Fe+2H=F畲+H2 T ；(4)通过以上分析知 F&O3为8.0g,固体G是Sid,由于在反应过程中Si元素没有损失，所以根据Si元素守恒，可知原混合物中含有SiQ为0.6g,则原混合物中 A2O3质量为m(Al2O3)=13.7g-8.0

10、g-0.6g=5.1g,则烧渣中 Fe2O3、AI2O3和 SiO2 的物质的量之比 n(Fe2O3):8.05.10.6n(Al2Os)： n(SiO2)=： ： =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。4 .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:充分灼烧NgH溶液无机盐以4.20用誓通 离心分题f 白色胶状玩汗-白邑粉末无色溶流( 1.80g)道里

11、NJaOH港夜一 一二无色溶液-些*白色沉淀<3.48£)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)白色沉淀用途广泛，请列举一例： 。【答案】Mg2SiQ或2MgO SiC2 SiO2+ 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

12、酸根离子，物质的量为0. 03mol ,若为硅酸根离子其质量=0.03molx76g/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 x 24g/ mol = 1. 44g,不符合，则为原硅酸根，物质的量为0. 03mol ,质量=0.03mol x 92g/mol = 2. 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 Mg2SiO4o(1)

13、 X的化学式为，MgzSiQ；(2)白色粉末溶于氢氧化钠溶液的离子方程式是SiO2+ 2OH- = SiQ2-+H2O;(3)氢氧化镁是优良的阻燃剂。5.已知A, B, C, D均含有同一种元素，A为单质，根据下图所示的物质之间的转化关 系，回答下列有关问题。AXaUH溶液写出A、R C D各物质的名称：A, B, C, D写出A-D的化学方程式：。写出下列变化的离子方程式：BfCD B o【答案】硅硅酸钠 硅酸 二氧化硅 Si+Q旦SiQ SiQ2-+CO2+H2O=H2SiO3 J +CQ2-SQ+2OH-=SiQ2-+H2O【解析】【分析】A是单质，A可以与NaOH溶液反应，A与Q在高温

14、下反应产生的氧化物可以与碳在高温 下反应产生A单质，可知A为Si单质；Si与氧气反应生成的 D为SiO2； Si与NaOH反应生 成B为硅酸钠，硅酸钠与二氧化碳反应生成的C为H2SiO3,硅酸受热分解得 D为SiQ,SiC2与NaOH反应生成硅酸钠，符合各物质转化关系，据此答题。【详解】综上所述可知可知 A为硅，B为硅酸钠，C为硅酸，D为二氧化硅。根据上面的分析可知，A为硅，B为硅酸钠，C为硅酸，D为二氧化硅；A为Si, D为二氧化硅，硅与氧气在高温下反应生成SiC2,该反应的化学方程式为：Si+O2SiO2；B是Na2SiO3, C是H2SQ3,向Na2SiO3水溶液中通入 CO2气体，会发

15、生反应产生硅酸和碳 酸钠，反应的离子方程式为：SQ2-+CQ+H2O=H2SiO3 J +CQ2-;D是SiQ, B是Na2SiQ, SiO2与NaOH溶液反应产生硅酸钠和水，反应的离子方程式为： SQ+2OH-=SiQ2-+H2O。【点睛】本题考查无机物推断的知识，明确硅和二氧化硅的性质为解答关键，注意掌握常见元素化 合物性质，试题有利于提高学生的分析能力及逻辑推理能力。6.常见物质之间的转化如下图所示:其中B常被用于制造光导纤维，其对应的单质的结构与金刚石的结构是相似的。(1)试推测：A, F(写化学式)(2)试写出反应的离子方程式 ：。(3)写出反应的化学方程式 。(4)在反应中，碳的作

16、用是 ,当生成ImolA时，转移电子的数目为【答案】 Si H2SiO3 SiO2+20H =SiO32 +H2O SiQ+2C?Si+2CO T 还原剂 2.408 2410【解析】本题考查无机框图推断题，B常用于制造光导纤维，即 B为SiO2,反应工业上制取粗硅的反应，发生 2C+ SiO2高温 Si + 2CQ A为Si, D为CO反应SiO 2属于酸性 氧化物，与氢氧化钠反应，即 Si6+2OH =SiO32 + H2O,反应是CO与Q反应生成CO,利 用硅酸的酸性弱于碳酸，即反应是SiO32 + CO+ H2O=HSiO3 J + CQ2 , ( 1)根据上述分析，A为Si, F为H

17、2SiO3； ( 2)反应的离子反应方程式为SQ2+2OH =SiO32 + H2Q(3)反应的方程式为：2C+ SiO2高昂 Si+2CQ (4)根据反应方程式，C的化合价由 。价一+2价，化合价升高，C作还原剂，Si的化合价由+ 4价0价，化合价降低4价，因 此生成ImolSi,转移电子物质的量为 4mol,转移电子的数目是 4N。点睛：本题相对比较简单，熟记光导纤维的成分是SiO2,工业上制取硅，注意生成的是CO不是CO,同时注意(4),问题是转移电子的数目，不是转移电子的物质的量。7. A、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

18、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】SiQ+ 2c 宜塌 Si+ 2COT 2Fe2+ + Cl2= 2Fe

19、3+ + 2Cl八隹砧八八八八、一木八木八4NH3+ 5O2-=4NO+ 6H2O C+ 4HNO3CQT + 4NO2 T + 4H2O【分析】【详解】(1)若A、D、F都是非金属单质，反应是置换反应，A、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A是G B是SiQ、C是Wj温C。D是Si, E是CQ、F是02。反应的方程式为 SiQ+2C= Si+ 2COT。(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FeC2, E

20、为 FeC3。反应的方程式为 2Fe2+ + Cb=2Fe3+2Cl °(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，所以 A是氨气，B是氯气，C是氮气，D是氯化氢，F 催化剂是氧气，E是N0,反应的化学方程式是 4NH3+5O24N0 +6H20。(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CQ, C为MgO,又知和两个反应中都有红棕色气体生成，F为HN03。反应

21、的化学方程式是 C+ 4HN0C02 T +4NO2, + 4H2O。【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。8. X是一种新型无机非金属材料，具有耐磨、耐腐蚀、抗冷热冲击性。有关生产过程如 下：为了确定C的组成，某同学进行了以下的探究过程。已知F、G都是难溶于水和稀硝酸的白色沉淀，I可做光导纤维。按要求回答下列问题：(1) C的空间构型为 ; X的化学式为 。(2)反应 的化学方程式为 。(3)反应的离子方程式。【答案】(1)正四面体；S3N4； (2) SiC4

22、+8NH3=Si(NH2)4+4NH4Cl； (3) SiO32-+2CQ+2H2O=H2SiQj +2HC0-；【解析】试题分析：I可做光导纤维，所以I是二氧化硅，则 F是硅酸，H是硅酸钠.又因为F、G都 是难溶于水和稀硝酸的白色沉淀，所以G是氯化银，因此 C是SiC4,则A是硅，B是氯气。根据X的性质可知，X是原子晶体，所以 X是S3N4。由转化关系可知，SiC4与NH3反 应生成Si(NH2)4,根据原子守恒可知还生成HCl,由于氨气过量，故应生成 NH4C1； CQ是过量的，因此生成物是碳酸氢钠与硅酸。(1)由以上分析可知 C为SiC4,具有甲烷的结构，为正四面体，X为S3N4；(2)

23、由转化关系可知，SiC4与NH3反应生成Si(NH2)4,根据原子守恒可知还生成 HCl,由于氨气过量，故应生成 NH4C1,故反应于的反应方程式为：SiC4+8NH3=Si(NH2)4+4NH4Cl；(3) CO2是过量的，因此生成物是碳酸氢钠与硅酸，反应舆的离子方程式为：SiO3 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 ; X、Y、Z都是非金属单质，X是原子晶体，Y、Z都是分子晶体

24、，X、Y都能与强碱溶液 反应；乙的水溶液是工业三酸之一，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 .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+CO41 2MgO+C Si+20月+降0= S。2 +2Hd 产生白色+2H2O+2CO2=2H2SiO3 J +2HCQ-。【考点定位】本题考查无机物的推断，硅及其化合物

25、的性质。【名师点晴】本题考查无机物的推断。此类题的解答一般有以下步骤：思维起点的选择： 思维起点是指开始时的思维指向、思维对象或思维角度，推断题中的思维起点应是最具特 征的某个条件(包括文字叙述或某个变化过程 )；思维过程的展开：解题者在确定思维起点 的基础上，利用题目所给信息，结合已有的化学知识和解题经验，不断地缩小问题状态与 目标状态的距离；思维过程的检验：将上述思维过程的结果代入题中，检查一下是否符合 题中条件。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。胶状沉淀 Al 2Q+ 2Na

26、OHk 2NaAlQ+ HkO 2:3【解析】【分析】(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0,氧元素形成的单质为 02和Q; 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

27、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；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0,氧元素形成的单质为 Q和Q; 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

28、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 ；0 ； C ： 0 ：；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+C(0±X 2MgO+C综上所述所，本题正确答案：2Mg+C04t= 2MgO+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NaO聆液反应生成硅酸钠和氢气，离子方程式为：Si +20H+ H20= SiO32 +2H2T ;-一一 .一一 一.一2综上所述所，本题正确答案：Si + 20H + H20= Si03 +2H2 T ;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