2020-2021哈尔滨高考化学硅及其化合物推断题(大题培优)

2020-2021哈尔滨高考化学硅及其化合物推断题(大题培优)一、硅及其化合物1．已知：甲、乙、丙、丁为常见化合物，A、B为单质，相互转化关系如图。其中甲是天然气的主要成分。回答下列问题：（1）丁物质的名称：______，丙物质的化学式：_________________________________________。（2）检验化合物乙的化学方程式：___________________________________________________。（3）试剂X可能的化学式：________、________(要求：所选物质类别不同)。（4）通过分析表明：燃料充分燃烧的条件之一是______________________________。（5）取变红溶液于试管中加热，观察到的现象有_______________________________________。【答案】水COCO2＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋H2OO2CuO充足的氧气红色溶液变成紫色，有气泡冒出【解析】【分析】甲是天然气的主要成分，则甲是甲烷，甲与A，B与A能燃烧，则A是氧气，丁电解生成A、B，则B是氢气，丁是水，乙与水加入紫色石蕊试液后溶液变红，则乙是二氧化碳，丙与乙可以相互转化，则丙是一氧化碳，据此分析解答。【详解】(1)根据分析可知丁是水，丙是CO，故答案为：水；CO；(2)检验二氧化碳的方法是将气体通入澄清石灰水，反应方程式为：CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O；(3)由丙转化到乙，则试剂X可以是氧气，也可以是氧化铜等物质，所属的类别分别是单质和氧化物；故答案为：O2；CuO；(4)通过分析表明:燃料充分燃烧的条件之一是要有充足的氧气；故答案为：充足的氧气；(5)取变红溶液于试管中加热会发生碳酸分解的过程，故可以观察到的现象是红色溶液变成紫色，有气泡冒出；故答案为：红色溶液变成紫色，有气泡冒出。2．如图五角星上排列的A、B、C、D、E五种物质均为中学化学中常见的化合物，相互之间的连线表示两种物质能发生化学反应。A、C、E均为氧化物，A是人体呼出的气体之一；在实验室中B可以用来制取A，而D可以用来检验A；C和E反应能生成D。(1)写出下列物质的化学式：A________，D________；(2)B除了制取A之外的另一种用途是____________________________________；(3)C和E反应的化学方程式为________________________________________(4)这五种物质之间两两发生反应，其中没有涉及的基本反应类型是________。【答案】CO2Ca(OH)2用于金属表面除锈(制造药物、可帮助消化等)CaO＋H2O=Ca(OH)2分解反应和置换反应【解析】【分析】A是人体呼出的主要气体，则A为二氧化碳，在实验室中B可以用来制取A，而D可以用来检验A，则D为氢氧化钙，B与D可反应，则B为盐酸；E与B,E与C都反应，且A、C、E均为氧化物，E与C反应生成的D为碱，则C为水，E为氧化钙；【详解】(1)根据上述分析可知：A为CO2，D为Ca(OH)2；答案：CO2；Ca(OH)2；(2)根据上述分析可知B为盐酸，盐酸除用来制取二氧化碳外，还用来除去铁制品表面的铁锈；答案：用于金属表面除锈(制造药物、可帮助消化等)；(3)根据上述分析可知C为水，E为氧化钙，氧化钙和水反应生成氢氧化钙，其化学方程式为CaO＋H2O=Ca(OH)2；答案：CaO＋H2O=Ca(OH)2；(4)该五角星的位置中有化合反应，如H2O与CaO、CO2的反应都是化合反应；CO2与Ca(OH)2的反应是复分解反应，HCl和CaO、Ca(OH)2的反应都是复分解反应，没有涉及分解反应和置换反应。答案：分解反应和置换反应。3．A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。①写出生成D和F的化学反应方程式：____________________、__________________。②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【答案】氢氟酸SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2OSiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑Na2SiO3＋CO2＋H2O=Na2CO3＋H2SiO3↓ABC【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，SiO2与烧碱即氢氧化钠反应生成的含Si元素的化合物为Na2SiO3。SiO2与纯碱即碳酸钠高温条件下生成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；；（2）①根据分析可知答案为：；；②A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SiO2，会在高温下与纯碱反应，故B项错误；C项瓷坩埚中含有SiO2，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．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，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H＋、NH4+、Mg2＋、Fe3＋、Al3＋、CO32-、SO42-中的某些离子，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终消失3Cl2＋8NH3===N2＋6NH4Clc(H＋)∶c(Al3＋)∶c(NH4+)∶c(SO42-)＝1∶1∶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SiO2，E为Na2SiO3，二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+2OH-=SiO32-+H2O，故答案为：SiO2+2OH-=SiO32-+H2O；（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+8NH3=N2+6NH4Cl，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++OH-=H2O，氢离子消耗NaOH溶液的体积与Al3++3OH-=Al(OH)3↓铝离子消耗NaOH溶液的体积之比为1：3，发生反应NH4++OH-=NH3•H2O，铵根消耗氢氧化钠为2体积，则n（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。5．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）白色沉淀用途广泛，请列举一例：__________。【答案】Mg2SiO4或2MgO·SiO2SiO2＋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酸根离子，物质的量为0.03mol，若为硅酸根离子其质量＝0.03mol×76g/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×24g/mol＝1.44g，不符合，则为原硅酸根，物质的量为0.03mol，质量＝0.03mol×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Mg2SiO4。（1）X的化学式为，Mg2SiO4；（2）白色粉末溶于氢氧化钠溶液的离子方程式是SiO2＋2OH-＝SiO32-+H2O；（3）氢氧化镁是优良的阻燃剂。6．A、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)形成单质A的原子的结构示意图为______，它的最高化合价为______。(2)B的化学式(分子式)为______，B和碳反应生成A和E的化学方程式是____________。(3)C的化学式(分子式)为___________，D的化学式(分子式)为_____________。【答案】+4SiO2SiO2+2CSi+2CO↑CaSiO3Na2SiO3【解析】【分析】A为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质，可确定A是Si单质，它可由SiO2和C在高温条件下反应制取，则B为SiO2，E为CO，C为CaSiO3，D为Na2SiO3，结合对应的物质的性质以及题目要求可解答该题。【详解】根据上述分析可知A是Si单质，B是SiO2，C为CaSiO3，D为Na2SiO3，E为CO。(1)Si是14号元素，形成单质A的原子结构示意图为；Si原子最外层有4个电子，由于原子最外层电子数等于该元素的最高正化合价，所以Si元素的最高正化合价为+4价；(2)根据上述推断可知B为二氧化硅，B的化学式为SiO2；二氧化硅和碳在高温下反应生成硅单质和一氧化碳，反应的化学方程式是：SiO2+2CSi+2CO↑；(3)C是硅酸钙，化学式为CaSiO3；D为硅酸钠，其化学式Na2SiO3。【点睛】本题考查无机物的推断的知识，侧重硅及其化合物转化的考查，把握地壳中元素的含量推断A为解答的突破口，注意性质与用途的关系。7．X、Y、Z为三种常见的单质，Z为绿色植物光合作用后的产物之一，A、B为常见的化合物。它们在一定条件下可以发生如图所示的转化关系（均不是在溶液中进行的反应）以下每空中填入一种即可）。（1）当X、Y均为金属时，X的化学式为_____________，Z为____________（填名称）。（2）当X为非金属且为气体，Y为金属且为紫红色时，X的化学式为___________，A的化学式为___________。（3）当X为金属、Y为非金属且为固体时，X与A反应的化学方程式为__________________________________________。（4）当X、Y均为非金属固体时，X与A反应的化学方程式为___________________________________________。【答案】Al氧气H2CuO2Mg+CO22MgO+CSiO2+2CSi+2CO【解析】【分析】Z为绿色植物光合作用后的产物之一，应为O2，X+A→Y+B的反应为置换反应，X、Y为单质，A、B为氧化物，据此答题。【详解】（1）当X、Y均为金属时，此反应应为铝热反应，则X为Al，Z为氧气，答案应为：Al、氧气；（2）当X为非金属且为气体，Y为金属且为紫红色时，Y为Cu，则X应为H2，答案应为：H2、CuO；（3）当X为金属、Y为非金属且为固体时，X应为Mg，Y应为C，该反应应是Mg和CO2的反应，反应的方程式为2Mg+CO22MgO+C；（4）当X、Y均为非金属固体时，X应为C，Y应为Si，该反应应是C和SiO2的反应，反应的方程式为SiO2+2CSi+2CO。8．A、B、C、D、E、F、X七种物质之间可按下列框图发生反应（部分产物可能被省略）。其中，A、D、E、X是四种常见的非金属单质，常温下A、X为气体，D、E为固体。A的水溶液具有漂白性，A、D的水溶液均能使淀粉KI试纸变蓝色，B的焰色反应为黄色。请回答下列问题：（1）写出A、F的化学式：A：_______、F：__________。（2）写出B的电子式：_________，EO2的晶体类型为_______。（3）写出E与NaOH溶液反应的离子方程式____________________________。（4）E单质可作高能燃料。已知ag固体E燃烧放出bkJ的热量，请写出表示E燃烧热的热化学方程式（△H用含a、b的式子表示）___________________________。【答案】A：Cl2Ｆ：SiCl4原子晶体Si+2OH-+H2O=SiO32-+2H2↑Si（s）+O2（g）=SiO2（s）；△H=-28b/akJ/mol【解析】【分析】根据A是一种常见的非金属单质，常温下为气体，且A的水溶液具有漂白性，可推知A为氯气；由于D也是一种常见的非金属单质，常温下为固体，且由氯气制备可得，说明其氧化性弱于氯气，且其水溶液能使淀粉KI试纸变蓝色，因此D可能为碘单质；根据B的焰色反应为黄色，可知B为NaI，C为NaCl。根据已知条件E是非金属单质，且E为固体，能与氢氧化钠溶液、氧气反应，因此可推测E为Si、F为SiCl4；能将SiCl4还原为Si的非金属单质为H2，因此X为H2。据此解题。【详解】（1）根据分析，可知A、F的化学式分别为：A：Cl2、F：SiCl4；（2）根据分析，B物质NaI的电子式为：

，EO2为SiO2，其晶体类型为原子晶体；（3）E为Si，其与NaOH溶液反应的离子方程式为：Si+2OH-+H2O=SiO32-+2H2↑

；（4）当ag单质Si的物质的量为：mol作高能燃料进行燃烧时放出的热量为bkJ，因此当1molSi燃烧时，放出的热量应为kJ，因此Si单质燃烧热的热化学方程式可表示为：Si（s）+O2（g）=SiO2（s）；△H=-28b/akJ/mol

。9．按要求回答下列问题：（1）FeCl3溶液和Fe(OH)3胶体的本质区别是：_____________。（2）工业上制玻璃的原料有纯碱、石英和_____________（填名称）。（3）工业上金属钠可用来制备钛等金属，利用了金属钠的____________性。（4）盛放NaOH溶液的玻璃试剂瓶应选用____________塞（填“玻璃”或“橡胶”）。（5）用四氯化碳萃取溴水后，分液时有机层从分液漏斗的_____________（填“下口放出”或“上口倒出”）。（6）6.20gNa2O晶体中含离子数目是_____________（NA为阿伏加德罗常数的数值）。（7）等质量的NH3和H2S中，氢原子的个数比是_________。（8）加热某碱式碳酸镁晶体[4MgCO3∙Mg(OH)2∙5H2O]至质量不再变化时，得到10.0g残留固体和__________LCO2（标准状况下）。【答案】分散质粒子直径石灰石还原橡胶下口放出0.3NA3:14.48【解析】【分析】（1）根据胶体与溶液的本质区别来解答；（2）根据工业上制玻璃的原料分析解答；（3）根据钠与四氯化钛表现的性质来分析解答；（4）根据二氧化硅与NaOH溶液溶液反应分析判断；（5）根据四氯化碳密度大于水分析；（6）Na2O晶体为离子晶体，1mol晶体中含有2molNa+和1molCl-，以此分析；（7）质量相等，计算NH3和H2S气体物质的量之比结合二者分子构成解答；（8）加热[4MgCO3∙Mg(OH)2∙5H2O]至质量不再变化时，得到的固体为MgO，根据n=，V=nVm及原子守恒进行计算。【详解】（1）Fe(OH)3胶体区别于FeCl3溶液最本质的特征是Fe(OH)3胶体的分散质微粒直径大小在1～100nm之间，即分散质粒子直径大小不同，故答案为：分散质粒子直径；（2）工业上以石灰石、纯碱、石英为原料制取玻璃，故答案为：石灰石；（3）钠是活泼金属，极易失去电子被氧化，工业上金属钠可用来制备钛等金属，利用了金属钠的还原性，故答案为：还原；（4）由于玻璃中的二氧化硅能与NaOH溶液反应生成粘性的硅酸钠，而使玻璃塞和瓶口粘在一起不易打开，因此盛放NaOH溶液的玻璃试剂瓶应选用橡胶塞，故答案为：橡胶；（5）四氯化碳的密度大于水的密度，用四氯化碳萃取溴水后，有机层在下层，分液时有机层从分液漏斗的下口放出，故答案为：下口放出；（6）6.20gNa2O的物质的量为0.1mol，Na2O晶体为离子晶体，1mol晶体中含有2molNa+和1molCl-，所以晶体中含离子数目是0.3NA，故答案为：0.3NA；（7）设二者的质量为mg，则同质量的NH3和H2S气体的体积等于物质的量之比==2：1，则所含氢原子的个数比是=3:1，故答案为：3:1；（8）加热[4MgCO3∙Mg(OH)2∙5H2O]生成MgO和二氧化碳、水，至质量不再变化时，得到的固体为MgO，10gMgO的物质的量为=0.25mol，由镁元素和碳元素守恒关系可知，n(MgCO3)=×n(Mg)=×0.25mol=0.2mol，n(CO2)=n(MgCO3)=0.2mol，V(CO2)=0.2mol×22.4L/mol=4.48L，故答案为：4.48L。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溶液的烧杯中，剧烈反应，放出气体并生成蓝色沉淀，其总反应的离子方程式为___