2020-2021高考化学压轴题专题复习-硅及其化合物推断题的综合含答案

2020-2021高考化学压轴题专题复习——硅及其化合物推断题的综合含答案一、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．在下列物质的转化关系中，A是一种固体物质，E是一种白色沉淀，据此填写下列空白：(1)B的化学式是________，B在固态时属于________晶体，1mol含有的共价键数目是______NA。(2)E的化学式是_________。(3)B和a溶液反应的离子方程式是_______________________________(4)A和a溶液反应的化学方程式是___________________________________【答案】SiO2原子4H2SiO3SiO2＋2OH－＝SiO32－＋H2OSi＋2NaOH＋H2O＝Na2SiO3＋2H2↑【解析】【分析】A是一种固体单质，与氧气反应得到B为氧化物，E是一种白色沉淀且不溶于盐酸，E加热分解得到B，所以E为H2SiO3，结合转化关系，可知A为Si，B为SiO2，a为强碱溶液，如NaOH溶液，G为Na2SiO3，D为H2O，F为H2。【详解】（1）由上述分析可知，B是SiO2，SiO2由硅原子和氧原子通过共用电子对形成空间网状结构，在固态时属于原子晶体，每个硅原子和四个氧原子形成四个共价键，1mol含有的共价键数目是4NA。故答案为：SiO2；原子；4；（2）由上述分析可知，E为H2SiO3，故答案为：H2SiO3；（3）二氧化硅与强碱溶液反应生成硅酸盐与水，反应的离子方程式为：SiO2+2OH－=SiO32－+H2O；故答案为：SiO2+2OH－=SiO32－+H2O；（4）Si与氢氧化钠反应生成硅酸钠与氢气，反应方程式为：Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑，故答案为：Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑。【点睛】本题考查无机物推断，B为氧化物、E为不溶于盐酸的白色沉淀为推断突破口，需要学生熟练掌握元素化合物性质。3．A、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A是淡黄色固体，C、D是氧化物，C是造成酸雨的主要物质，但C也有其广泛的用途，写出其中的2个用途：__________________________。（2）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。B与C在一定条件下反应生成的A是大气的主要成分，写出该反应的化学方程式：________________。（3）若D物质具有两性，②、③反应均要用强碱溶液。如④反应时通入过量的一种引起温室效应的主要气体，写出该气体的电子式：_________，A的元素在周期表中的位置：__________________。（4）若A是太阳能电池用的光伏材料。C、D为钠盐，两种物质中钠、氧外的元素为同一主族，且溶液均显碱性。写出②反应的化学方程式：_____________________。D的化学式是______。【答案】漂白、杀菌、消毒、作为硫酸的原料等4NH3＋6NO5N2＋6H2O第三周期ⅢA族Si＋2NaOH＋H2O=Na2SiO3＋2H2↑Na2CO3【解析】【分析】（1）淡黄色的固体单质是硫，B是H2S；C为SO2，D为SO3；（2）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。B与C在一定条件下反应生成的A是大气的主要成分，则A、B、C、D分别为N2、NH3、NO、NO2；（3）中学阶段学习的两性物质有铝及铝的氧化物和氢氧化物，根据物质之间的转化关系可知：A是Al；B是Al2O3，C是NaAlO2，D是Al(OH)3；（4）若A是太阳能电池用的光伏材料，则A是晶体Si；C、D为钠盐，两种物质中钠、氧外的元素为同一主族，且溶液均显碱性。根据物质的转化关系及已知条件可知B是SiO2；C是Na2SiO3；D是Na2CO3。【详解】（1）由以上分析可知，A是硫，B是H2S；C为SO2，D为SO3，SO2的用途如漂白、杀菌，制备硫酸等。（2）由以上分析可知，A、B、C、D分别为N2、NH3、NO、NO2，B与C在一定条件下发生反应4NH3+6NO5N2+6H2O是归中反应，产生氮气。（3）由以上分析可知，A是Al；B是Al2O3，C是NaAlO2，D是Al(OH)3。通入的导致温室效应的气体是CO2，其电子式是；铝元素的位置为第三周期ⅢA族；（4）由以上分析可知，A是晶体Si，B是SiO2，C是Na2SiO3，D是Na2CO3。②反应的化学方程式：Si＋2NaOH＋H2O=Na2SiO3＋2H2↑。D的化学式是Na2CO3。4．在如图所示的物质相互转化关系中，A是一种固体单质，E是一种白色不溶于水的物质。据此填空。（1）写出各物质的化学式：A．________、B________、C________、D．________、E________、F________。（2）B与a溶液反应的离子方程式是_________。（3）A与a溶液反应的离子方程式是__________。【答案】SiSiO2Na2SiO3H2OH2SiO3H2SiO2＋2OH－=SiO32-＋H2OSi＋2OH－＋H2O=SiO32-＋2H2↑【解析】【分析】C中加入过量HCl产生不溶于盐酸的白色沉淀，推知E可能是硅酸，A可能是Si，代入题目验证，a溶液是强碱（如NaOH）溶液或HF溶液，而Si和SiO2与NaOH溶液反应均生成Na2SiO3．Na2SiO3与过量盐酸反应生成NaCl和H2SiO3白色沉淀：H2SiO3SiO2+H2O，与题意相符．Si和SiO2与HF溶液反应均生成SiF4，SiF4与盐酸不反应．因此A是Si，B是SiO2，C是Na2SiO3（或K2SiO3），D是H2O，E是H2SiO3，F是H2，a是NaOH（或KOH），据此回答问题。【详解】（1）由以上分析可知A是Si，B是SiO2，C是Na2SiO3，D是H2O，E是H2SiO3，F是H2；答案：Si；SiO2；Na2SiO3；H2O；H2SiO3；H2；（2）B和a溶液反应是二氧化硅和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；答案：SiO2+2OH-=SiO32-+H2O（3）A和a溶液反应是硅和氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和氢气，反应的离子方程式为Si+2OH-+H2O=SiO32+2H2↑；答案：Si+2OH-+H2O=SiO32+2H2↑5．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图所示。A为地壳中含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。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】CaSiO3SiO2+2NaOH=NaSiO3+H2OSiO32-+2CO2+2H2O=H2SiO3↓+2HCO3-C,D【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SiO2，与NaOH溶液反应生成Na2SiO3和水，该反应的化学方程式为：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O；（4）往D（Na2SiO3）溶液中通过过量CO2后，由于H2CO3的酸性比H2SiO3强，故反应生成H2SiO3；由于CO2过量，则反应生成HCO3-，故该反应的离子方程式为：SiO32-+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。6．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。①写出A、B、C、D各物质的名称：A________，B________，C________，D_______；②写出A→D的化学方程式：_______________。③写出下列变化的离子方程式：B→C______________________________；D→B______________________________。【答案】硅硅酸钠硅酸二氧化硅Si+O2SiO2SiO32-+CO2+H2O=H2SiO3↓+CO32-SiO2+2OH-=SiO32-+H2O【解析】【分析】A是单质，A可以与NaOH溶液反应，A与O2在高温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SiO2，SiO2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。①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；②A为Si，D为二氧化硅，硅与氧气在高温下反应生成SiO2，该反应的化学方程式为：Si+O2SiO2；③B是Na2SiO3，C是H2SiO3，向Na2SiO3水溶液中通入CO2气体，会发生反应产生硅酸和碳酸钠，反应的离子方程式为：SiO32-+CO2+H2O=H2SiO3↓+CO32-；D是SiO2，B是Na2SiO3，SiO2与NaOH溶液反应产生硅酸钠和水，反应的离子方程式为：SiO2+2OH-=SiO32-+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。7．图中X、Y、Z为单质，其他为化学物，它们之间存在如下转化关系(部分产物已略去)。其中，A俗称磁性氧化铁；E是不溶于水的酸性氧化物，能与氢氟酸反应。回答下列问题：(1)元素X在元素周期表中的位置为第________周期________族。(2)一定条件下，Z能与H2反应生成ZH4，写出Z与NaOH反应的化学方程式____________(3)写出由Y与NO、H2O生成D反应的化学方程式：_______________。(4)X在高温下能与水蒸气反应，请写出该反应的化学方程式：_____________(5)向含4molD的稀溶液中，逐渐加入X粉末至过量。假设生成的气体只有一种，请在坐标系中画出n(X2+)随n(X)变化的示意图，并标出n(X2+)的最大值。________________【答案】四ⅧSi+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑4NO+3O2+2H2O=4HNO33Fe+4H2OFe3O4+4H2↑【解析】【分析】A俗称磁性氧化铁，则A为Fe3O4；E是不溶于水的酸性氧化物，能与氢氟酸反应，则E是SiO2，根据转化关系，可知X为铁、Y为O2、Z为Si、D为HNO3、M为Na2SiO3、G为Fe(NO3)3，R为H2SiO3

。【详解】A俗称磁性氧化铁，则A为Fe3O4；E是不溶于水的酸性氧化物，能与氢氟酸反应，则E是SiO2，根据转化关系，可知X为铁、Y为O2、Z为Si、D为HNO3、M为Na2SiO3、G为Fe(NO3)3，R为H2SiO3；(1)元素X为Fe，核电荷数为26，其在元素周期表中的位置为第四周期Ⅷ族；(2)Z为Si，能溶于NaOH溶液生成硅酸钠、氢气和水，发生反应的化学方程式为Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑；(3)Y为O2，NO与O2按一定比例通入水中生成HNO3，发生反应的化学方程式4NO+3O2+2H2O=4HNO3；(4)Fe在高温下能与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，发生反应的化学方程式为3Fe+4H2OFe3O4+4H2↑；(5)铁和稀硝酸反应，开始铁全部被硝酸氧化为硝酸铁，故开始阶段Fe2+的量为0，随着铁的加入，多余的铁又和Fe3+反应而生成Fe2+，故Fe2+的量逐渐会增大直至到最大值，以后不变，反应过程中生成的气体为NO，令Fe2+的最大物质的量为xmol，根据电子转移守恒可知，NO的物质的量=，根据N元素守恒可知：+2xmol=4mol，解得x=1.5，根据电子转移守恒可知，由Fe+2Fe3+=3Fe2+，可知开始产生NO时Fe的物质的量等于Fe3+的物质的量，即为1.5mol×=1mol，故n(Fe2+)随n(Fe)变化的示意图为：。8．A、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③反应的化学方程式_________。（2）若D物质具有两性，②③反应均要用强碱溶液，④反应是通入过量的一种引起温室效应的主要气体。写④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②反应的化学方程式_____________________________。（4）若A是当今应用最广泛的金属。④反应用到A，②⑤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____________________________________。【答案】4NH3+5O24NO+6H2OAlO2-+2H2O+CO2=Al(OH)3↓+HCO3-Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+【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NO和水，化学方程式为4NH3+5O24NO+6H2O；（2）造成温室效应的气体是二氧化碳，若D物质具有两性，②③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，④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-+2H2O+CO2=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②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+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，②⑤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+。9．铁橄榄石是天然的铁矿石，可以通过如下反应和相应的数据推知它的化学式。其中A~J是中学化学中的常见物质，G是一种红褐色固体，D是一种难溶于水的含氧酸，J是一种主要的温室气体，A的焰色反应呈黄色，E和B分别与酸化的硝酸银溶液反应时的实验现象相同，均有白色沉淀产生。由实验测得铁橄榄石的摩尔质量为204g·mol－1，其中铁元素的质量分数为54.9%，流程中的部分生成物已略去。回答下列问题：（1）A的电子式_____________。（2）铁橄榄石的化学式_____________。（3）写出C→F的离子方程式_____________。（4）写出H→G的化学方程式_____________。【答案】Fe2SiO4或2FeO•SiO22Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3【解析】其中A~J是中学化学中的常见物质，G是一种红褐色固体，G为Fe(OH)3，则H为Fe(OH)2，C为液体盐；D是一种难溶于水的含氧酸，D为H2SiO3，J是