培优易错难题硅及其化合物推断题辅导专题训练及答案

1、培优 易错 难题硅及其化合物推断题辅导专题训练及答案一、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:口鱼R迷汎 -*白餉未-无芭議掖(l.SOg)无鱼昭谏- -鱼切,丽( (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)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_。_咼温【答案】MgzSiQ 或 2MgO SiC2SiC2+ 20H=SiQ1 2 3+ H2O SiQ + 2CSi+ 2COf【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

2、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 Si02，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=3. 48g 十 58g/ mol = 0. 06mol,质量为 0.06molx24g/mol=1.44g，不符合，则应为原硅酸

3、根，物质的量为0. 03mol，质量=0.03molx92g/mol=2. 76g，金属质量 4. 20g-2. 76g=1.44g,物质的量=1.44g 十 24g/ mol=0. 06mol，得到 X 为 Mg2SiO，则(1) X 的化学式是 Mg2SiO4或 2MgO SiQ。(2 )白色粉末溶于氢氧化钠溶液的离子方程式是SiO2+ 2OH=SiQ2+ H2O。咼温(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+ 2CSi+2COf。2.单质 Z 是一种常见的半导体材料，可由X 通过如下图所示的路线制备，其中X 为 Z 的氧化物，Y 为氢化物，分子结构与甲烷相似

4、，回答下列问题：1 能与 X 发生化学反应的酸是 _ ;由 X 制备 Mg2Z 的化学方程式为 _2 由 Mg2Z 生成 Y 的化学反应方程式为 _, Y 分子的电子式为 _。3 Z、X 中共价键的类型分别是 _ 。H【答案】氢氟酸SiQ+Mg=02f+Mg2Si Mg2Si+4HCI=2MgCl2+SiHHH：盒汨 非极性H键、极性键【解析】【详解】单质 Z 是一种常见的半导体材料，则Z 为 Si, X 为 Z 的氧化物，则 X 为 Si02, Y 为氢化物，分子结构与甲烷相似，则丫为 SiH4，加热 SiH4分解得到 Si 与氢气。(1)能与 Si02发生化学反应的酸是氢氟酸；由Si02制

5、备 Mg2Si 的化学方程式为：Si02+4Mg|_L2MgO+Mg2Si。(2)由 Mg2Z 生成 Y 的化学反应方程式为：Mg2Si+4HCI=2MgCl2+SiH4f,Y 为 SiH4，电子式H为 H：$：H。H(3)Z 为 Si,周期表中位于第三周期IVA 族，其单质属于原子晶体，化学键类型为非极性共价键；X 为 Si02，属于原子晶体，含有的化学键属于极性共价键。3.设计如下实验探究橄榄石(仅含三种短周期元素)的组成和性质。十白色胶狀沉淀一曲 f 白色粉末一无色幡液l.S gMROH群液龙色溶瘟-白色机症3,48 g(1)_ 橄榄石的组成元素是 0 和_、(填元素符号)，化学式为 _

6、。(2)_ 写出白色粉末 A 的一种用途：_ 。(3)白色粉末 A 溶于 NaOH 溶液的离子方程式是 _【答案】Mg Si 2MgOSiO2光导纤维等合理即可SiQ+2OH-=SiQ2-+H2O【解析】【分析】【详解】橄榄石与盐酸反应后生成了白色胶状沉淀，推知该胶状沉淀为硅酸，灼烧后生成二氧化硅，质量为 1.8g，则物质的量为0.03mol，二氧化硅能溶于 NaOH 溶液生成60g/molNa2SiO3，橄榄石与过量盐酸反应后的无色溶液，与过量的NaOH 溶液反应后，生成白色沉淀，该沉淀应是 Mg(OH)2，质量为 3.48g,则物质的量为他0.06mol，因此该化am石58g / mol合

7、物中，硅元素与镁元素的物质的量之比为1 : 2，因此橄榄石的化学式为：2MgO - SiC2；(1)根据以上分析可知，橄榄石的组成元素是O和 Mg、Si,化学式为 2MgO - SiO2，本题答案为：Mg Si ; 2MgO - SiQ；(2) 白色粉末为二氧化硅，用途有：制造玻璃、石英玻璃、水玻璃、光导纤维、电子工业 的重要部件、光学仪器、工艺品和耐火材料的原料，本题答案为：光导纤维等；(3)白色粉未为二氧化硅，与NaOH 溶液反应的离子方程式为：SiQ+2OH=SiC32-+H2O,本题答案为： SiO2+2OH-=SiQ2-+H2O。4.常见物质之间的转化如下图所示:其中 B 常被用于制

8、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，碳的作用是 ，当生成 ImolA 时，转移电子的数目为【答案】 Si HSiC3SiO2+20H=SiO32+H2O SiQ+2C_ Si+2COf还原剂 2.408 労 10【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 + 2CO A 为 Si, D 为 CO 反应SiO2属于酸性 氧化物，与氢氧化钠反应，即SiO2+ 2OH

9、 =SiO32+ HO,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SiOs2-+ CO+ HO=HSiO3J+ CO2, (1)根据上述分析，A 为 Si, F 为 HSiOs；( 2)反应的离子反应方程式为SiO2+ 2OH =SiOs2HQ(3)反应的方程式为：2C+ SiO2高温 Si + 2CO ( 4)根据反应方程式，C 的化合价由 0 价T+2 价，化合价升高，C 作还原剂，Si 的化合价由+ 4 价T0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 4NA。点睛：本题相对比较简单，熟记光导纤维的成分是S

10、iO2, 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。5.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 可用于制造高性能的现代通讯材料一一光导纤维，C 与烧碱反应生成含 A 元素的化合物 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1写出该反应的化学方程式： _2要将纯碱高温熔化，下列坩埚中可选用的是_HA.普通玻璃坩埚B.石英玻璃坩埚 C .铁坩埚(4)10

11、0 g C 与石灰石的混合物充分反应后，生成的气体在标准状况下的体积为g 混合物中石灰石的质量分数是最外层均有 4 个电子，最内层均有 2 个电子 氢氟酸4HF=SiF4f +2HO SQ2+NQCONQSQ3+CQfC 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、 计算。含 A 元素的一种单质是一种重要的半导体材料，含 造光导纤维，则 A 为硅元素，C 为 SiQ ； C (SiO2)与烧碱反应生成 NazSiQ 和 H2O，含 A元素的化合物 D 为 Na2SiC3。(1) A 为 Si, Si 原子的核电荷数为 14, Si 原子核外有 14 个电子，

12、根据原子核外电子排布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SiC2+4HF=SiFf+2H2O。(3)SiO2与纯碱高温熔融时反应生成 NazSiQ 和 CO2,反应的化学方程式为SiC2+Na2CO3 J “Na2SiC3+CC2f。A,普通玻璃的成分为 NazSiQ、CaSiQ 和 SiQ, SiQ 与纯碱高温下反应生成 NazSiQ 和CQ,不能选用普通玻璃坩埚熔化纯碱 ；B,石英玻璃的成分为 SiQ, SiO2与纯

13、碱高温下反 应生成Na2SiC3和 CO2,不能选用石英玻璃坩埚熔化纯碱 ;C,铁与 Na2CC3高温不反应，可 选用铁坩埚熔化纯碱；答案选CO(4)SiQ 与石灰石的混合物充分反应， 可能发生的反应有SiQ+CaC(LcaSiQ+CQf、-曰CaCQqCaO+COf，根据 C 守恒，n ( CaCO) =n (CQ) =112L=0.5mol, m22.4L / mol(CaCQ) =0.5mol100g/mol=50g , 100g 混合物中石灰石的质量分数为50g100%=50%。100g6.A、B、C D、E 五种物质中均含有同一种非金属元素，他们能发生如图所示的转化关 系。若该元素用

14、 R 表示，则 A 为 R 的氧化物，D 与 NaOH 溶液反应生成 C 和 H2。VaOll溶液CD11.2 L,100SiO2+【答化学A 元素的一种化合物 C 可用于制规律,A 的原子结构示意图为碳的原子结构示意图为24 ,硅原子与请回答：(1)写出对应物质的化学式：_A_ ; C ; E。(2)_ 反应 的化学方程式为： _ 。(3)_ 反应 的离子方程式为： _ 。(4)_H2CQ 的酸性强于 E 的，请用离子方程式予以证明： _。【答案】SiC2NseSiQ H2SiQ (或 WSiO)SiQ+ 2C 一 Si+ 2COf Si+ 20H+H20= SiO32-+2H2fSiO2-

15、+C02+H2O=H2SiQJ +HCO2-或 SiOs2-+ CQ+ H2O=H2SiO3J+ CO32-(写成 SiQ 同样给分)【解析】【分析】【详解】试题分析：非金属单质R 能与 NaOH 溶液反应生成盐(Na2ROs)和氢气，贝 V R 为 Si 元素，由转化关系可知 D 为 Si, A 为 SiO2, B 为 CaSiQ, C 为 NazSiQ, E 为 H2SiOs,(1 )由以上分析可知 A 为 SiQ, C 为 Na2SiOs，故答案为 SiQ ； NazSiOs；(2) 反应 的化学方程式为 2C+SiQ 一 Si+2COf；(3) 反应的离子方程式为 Si+2OH+H2O

16、=SiO32-+2H2f；(4) H2CO3的酸性强于 H2SiO3的酸性，可在硅酸钠溶液中通入二氧化碳，如生成硅酸沉淀，可说明，反应的离子方程式为SiQ2-+CQ+H2O=H2SiO3J+CO2-。考点：以硅为载体考查了无机物的推断7.在下图所示的物质转化关系中， A 是海水中含量最丰富的盐， B 是常见的无色液体，F 在 D 中燃烧发出苍白色火焰。H 可用于制造光导纤维，J 是一种乳白色凝胶状沉淀。(部分 生成物和部分反应条件未列出)请回答下列问题：(1 )形成单质 D 的元素在周期表中的位置(2)形成 C D F 单质的元素半径由大到小的顺序(填写元素符号)(3) C 长期暴露在空气中，

17、最终产物是(4)_H 在高温下与碳反应方程式为，若转移 4mol 电子参加反应的碳为mol。(5) 写出反应 的离子方程式(6) 写出反应的化学方程式【答案】(1)第三周期第 ;( 2) NaCIH;( 3) Na2CO3( 4)SiO2+2C 耳丄 Si+2COf;(5)Cl2+ 2OH-= Cl - +-+1H2O(2分)(6)Na2SiC+2HCI = H2SiO4+2NaCI(2 分)【解析】试题分析：根据题意可知：A 是 NaCI; B 是 出 0; C 是 Na； D 是 CI2; E 是 NaOH; F 是 H2；G 是 HCI；H 是 Si02； I 是 Na2SiQ； K 是

18、 NaCIO；J 是 H2SiQ( 1)形成单质 D 的元素在周 期表中的位置是第三周期第 I I, ；( 2)同一周期的元素，原子序数越大，原子半径就越小；不同周期的元素，原子核外电子层数越多，原子半径就越大，所以形成C、D、F 单质的元素半径由大到小的顺序是NaCIH;( 3)C 暴露在空气中，首先被氧化变为Na2O,Na2O 与空气中的水发生反应产生NaOH, NaOH 潮解变为溶液，溶液吸收 CQ 变为Na2CO3，所以最终产物是 Na2CO3。(4) H 在高温下与碳反应方程式为SiO2+2C禹二Si+2COf；根据方程式可知每转移4mol 的电子，反应消耗 C 单质的物质的量是 2

19、moI ； ( 5)反应的离子方程式是 CI2+ 2OH-= CI - +-+IH2O ；( 6)反应的化学 方程式是Na2SiO3+ 2HCI = H2SiO3j+ 2NaC。考点：考查元素及化合物的知识。包括物质的推断、元素在周期表中的位置、原子半径大 小比较、物质的保存及成分、化学方程式和离子方程式的书写的知识。& A、B、C D 是初中化学常见物质，它们之间的转化关系(反应的条件未标出)如图所示已知 A 是一种碱，常用于改良酸性土壤，C 是最常见溶剂.(1 )若 B 是引起大气温室效应的主要气体，则D 的化学式是 _ , A, B, C, D 中均含有的一种元素是_ (填元素符

20、号).(2)若 B 是人体胃酸中含有的酸，写出反应的化学方程式 _【解析】【分析】【详解】(1)若 B 是引起大气温室效应的主要气体，则B 为 CQ,氢氧化钙和二氧化碳反应生成碳酸钙和水，所以 D 是 CaCO,通过以上分析知，D 是 CaCO，根据 A、B、C、D 的化学式知， 这四种物质中都含有的一种元素是O 元素；若 B 是人体胃酸中含有的酸，则为HCI，氢氧化钙和盐酸反应生成氯化钙和水，所以D为 CaC2,该反应方程式为 CaCQ+2HCI=CaC2+H2O+CO4 ,9.简要回答下列问题(1)医疗上，常用胃舒平主要成分 AI(OH)3来治疗胃酸(主要成分盐酸)过多，其理由是(用离子方

21、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CQ,会出现软而透明的凝胶胶体，其化学方程式是 _ 。【答案】3H+AI(0H)3= Al3+3H2O Al2O3+2NaOH = 2NaAI02+H2O;2AI+2NaOH+2H2O=2NaA1O2+3H2f2CI2+2Ca(OH)2=CaCI2+Ca(CI0)2+2H2O SiO2+4HF=SiF4f+2H2O Na2Si

22、O3+2CO2+2H2O=H2SQ3J+2NaHCQ【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 AI(OH)3与胃酸中的盐酸反应，生成氯化铝和水，其理由是3H+AI(OH)3=AI3+3H2O；答案为： 3H+AI(OH)3= AI3+3H2O；生活中不能用铝制容器储存氢氧化钠溶液，因为铝表面的AI2O3与 NaOH 反应后，里面的 AI 与 NaOH 溶液继续反应，化学方程式为AI2O3+2NaOH= 2NaAIO2+H2O；2AI+2NaOH+2H2O=2NaA1O2+3H2f；答案为： AI2O3+2NaOH= 2NaAIO2+H2O； 2AI+2NaOH+2H2O=2NaA1O2+3H2f；(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2CI2+2Ca(OH)2=CaC2I+Ca(CIO)2+2H2O；答案为： 2CI2+2Ca(OH)2=CaC2I+Ca(CIO)2+2H2O；(4) 在玻璃上雕花是利用氢氟酸与玻璃中的SiO2发生复分解反应，反应的化学方程式为SiO2+4HF=SiF4f+2H2O；答案为： SiO2+4HF=SiF4f+2H2O；(5