备战高考化学-硅及其化合物推断题的综合压轴题专题复习附答案

备战高考化学—硅及其化合物推断题的综合压轴题专题复习附答案一、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．有两种短周期元素、，元素原子的最外层电子数为，次外层电子数为；元素原子的层（有电子）电子数为，层电子数为。（1）推断元素名称和符号：_______、______，______、_______。（2）、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）元素的原子含有_______个能层，Y元素的原子含有_______个能层。【答案】氧O硅SiC23【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Y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＝8－b＝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，Y为Si元素，X、Y两元素形成的化合物为SiO2，结合元素化合物的性质判断。【详解】(1)X为O元素，Y为Si元素，故答案为：氧；O；硅；Si；(2)X、Y两元素形成的化合物为SiO2；A．SiO2不与水反应，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：、，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．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。4．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。5．已知A与D均为非金属单质，其中A有多种同素异形体，其转化关系如下图。请回答：（1）反应②为工业制粗硅原理，写出E的化学式：。（2）反应①的化学方程式为。【答案】（1）CO；(2)2Mg＋CO22MgO＋C。【解析】试题分析：（1）反应②制取粗硅，常用C和SiO2的反应：2C＋SiO2Si＋2CO，D为非金属单质，则D为Si，E为CO；（2）C和O2反应生成CO2，反应①是：CO；(2)2Mg＋CO22MgO＋C。考点：考查工业制硅、镁和CO2的反应等知识。6．（14分）某新型无机非金属材料K由两种非金属元素组成，它是一种超硬物质，具有耐磨、耐腐蚀、抗冷热冲击、抗氧化的特性。它是以中学化学中常见物质为原料来生产的，图中C、M、K均含A元素，M的分子式为A（NH2）4；E为不含A元素的氢化物，在空气中易形成白雾；G、F均为难溶于水的白色沉淀，H为氧化物，J为气体；其余物质均为中学化学中常见物质。（提示：NH3和H2O的化学性质在某些方面相似）请回答下列问题：（1）写出指定物质的化学式：A，C，F。（2）K的化学式为。（3）写出图中下列序号的化学方程式：反应④；反应⑤。（4）写出图中反应⑥的离子方程式：。【答案】（14分）（1）Si（2分）；SiCl4（2分）；H2SiO3（H4SiO4）（2分）；（2）Si3N4（2分）（3）④Si＋2NaOH＋H2O＝Na2SiO3＋2H2↑（2分）⑤SiO2＋2NaOH＝Na2SiO3＋H2O（2分）（4）⑥SiO32－＋2CO2＋2H2O＝H2SiO3↓＋2HCO3－（2分）【解析】试题分析：根据题中各种物质之间的转化关系，F均为难溶于水的白色沉淀，H为氧化物，H与NaOH溶液发生反应产生I，I与过量的CO2发生反应产生F，，数目F是弱酸，而且不稳定，受热发生分解反应，结合化合物A可谓形成四个共价键可知A元素为Si价化合物，C、H、K均含有A元素，K抗腐蚀能力强，氮溶液被氢氟酸腐蚀，数目K中含有Si元素，由此可取代A是Si，H是SiO2，I是Na2SiO3，则F是H2SiO3，E为不含A元素的氢化物，在空气中易形成白雾；E与AgNO3溶液发生反应产生的F为难溶于水的白色沉淀，则F是AgCl，E是HCl，所以B是Cl2。C是SiCl4，SiCl4与过量的NH3发生反应产生M是Si3N4，K是含有Si元素的两种短周期元素组成的新型无机非金属材料，具有超硬物质，具有耐磨、耐腐蚀、抗冷热冲击、抗氧化的特性。则K是Si3N4。（1）A物质的化学式：是Si；C化学式是SiCl4，F是H2SiO3，（2）K的化学式为Si3N4；（3）图中Si可以与NaOH溶液发生反应产生氢气，反应④的化学方程式是：Si＋2NaOH＋H2O＝Na2SiO3＋2H2↑；反应⑤是酸性氧化物SiO2与碱NaOH发生反应，产生盐和水，反应的化学方程式是：SiO2＋2NaOH＝Na2SiO3＋H2O；（4）由于酸性H2CO3>H2SiO3，因此硅酸盐与碳酸发生反应产生硅酸，由于CO2过量，因此反应产生的碳酸盐是酸式盐，图中反应⑥是的离子方程式SiO32－＋2CO2＋2H2O＝H2SiO3↓＋2HCO3－【考点定位】考查了物质转化关系和判断、物质化学式、化学方程式和离子方程式的书写的知识。【名师点睛】本题是无机元素及化合物的推断题，全面考查了元素及化合物的性质及应用，要掌握元素及化合物的结构、性质、应用，同时把反应现象和题干信息充分结合，与材料及制取方法结合，注意物质的量的多少对反应及产物的影响。本题考查的非金属元素N、Cl、Si元素及其化合物的性质和应用的知识。从物质之间的转化关系中找准突破口，问题就会各个击破，迎仍而解。7．A、B、C、D都是初中化学中的常见物质，具有如图所示的转化关系（反应条件、有些反应物或产物已略去）：（1）若A是一种白色难溶于水的钙盐，由三种元素组成，C是大气循环中的一种重要物质．则B的化学式是________，C和D反应生成A的化学方程式是_____________。（2）若A是无色液体，D是一种黑色固体，则C的化学式是_______，由B生成D的化学方程式为____。（3）若A是碳酸氢钠，且已知碳酸氢钠受热可分解为碳酸钠、二氧化碳和水，写出过量的气体C与D溶液反应生成A的化学方程式。【答案】（1）CaO（1分）；CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O（2分）．（2）H2（1分）；2Cu+O22CuO（或者3Fe+2O2Fe3O4）（2分）（3）CO2+NaOH=NaHCO3（2分）【解析】试题分析：（1）若A是一种白色难溶于水的钙盐，由三种元素组成，C是大气循环中的一种重要物质，所以C是CO2，A是碳酸钙。碳酸钙高温分解生成氧化钙和CO2，即B是氧化钙，氧化钙溶于水生成氢氧化钙，氢氧化钙吸收CO2生成碳酸钙，即D是氢氧化钙，所以B的化学式是CaO，C和D反应生成A的化学方程式是CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O。（2）若A是无色液体，则A是水。D是一种黑色固体，则D是氧化铜或四氧化三铁，因此B是氧气，C是氢气，则C的化学式是H2，由B生成D的化学方程式为2Cu+O22CuO或者3Fe+2O2Fe3O4。（3）若A是碳酸氢钠，且已知碳酸氢钠受热可分解为碳酸钠、二氧化碳和水，则气体C是CO2，D是氢氧化钠，因此过量的气体C与D溶液反应生成A的化学方程式为CO2+NaOH=NaHCO3。考点：考查无机框图题推断8．（15分）材料科学是近年来与化学有关的科学研究热点。某新型无机非金属材料K由两种非金属元素组成。它是一种超硬物质，具有耐磨、耐腐蚀、抗冷热冲击、抗氧化的特征。它是以中学化学中常见物质为原料来生产的。下图虚线框内的其它转化是为探究C的组成而设。G、F、H均为难溶于水的白色固体；图中C、H、K均为含A元素。其余物质均为中学化学中常见物质。请回答下列问题：（1）实验室通常用MnO2制取气体B，发生该反应的化学方程式为，为防止气体B污染环境通常用（填化学式）溶液吸收，反应的离子方程式为（2）化合物H与碳混合加强热可制得单质A，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量比为（3）写出反应③的化学方程式3D==K+8X↑,K的化学式为，X的化学式为。（4）K抗腐蚀能力很强，但易被氢氟酸腐蚀，K与氢氟酸反应生成一种气体和一种盐，此盐中存在的化学键类型有。（5）写出反应②的化学方程式。【答案】（1）MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O；（2分）NaOH；（1分）Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O；（2分）（2）1:2（2分）（3）Si3N4，（2分）NH3；（2分）（4）离子键、共价键（或极性共价键）（2分）（5）SiCl4+8NH3=Si(NH2)4+4NH4Cl.（2分）【解析】试题分析：G、F、H均为难溶于水的白色固体，E与硝酸银溶液产生白色沉淀，则G是氯化银沉淀，氯化银不溶于稀硝酸，说明E中含有氯离子；H是白色固体，与氢氧化钠溶液反应，而与氢氧化钠溶液反应的白色固体可能是二氧化硅、氧化铝，但A元素是非金属元素，所以H是二氧化硅，所以F是硅酸，I是硅酸钠。则C是氯化硅，B是氯气。氯化硅与过量氨气反应生成D是Si(NH2)4。（1）实验室用浓盐酸和二氧化锰加热制取氯气，化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O；氯气有毒，通常用NaOH溶液吸收，生成氯化钠、次氯酸钠、水，离子方程式为Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O；（2）二氧化硅与C在高温下发生置换反应生成Si和CO，化学方程式为SiO2+2C2CO↑+Si该反应的氧化剂是二氧化硅，还原剂是C，所以氧化剂与还原剂的物质的量比为1:2；（3）反应③的化学方程式3D==K+8X↑，K由两种非金属元素组成，根据元素守恒，则K中含有3个Si原子，所以K是Si3N4，其余原子在X中，所以X是NH3；（4）Si3N4与氢氟酸反应生成一种气体和一种盐，该气体是SiF4，则盐是NH4F，铵盐中含有离子键、共价键；（5）反应②是氯化硅与过量的氨气反应生成Si(NH2)4和氯化铵，化学方程式是SiCl4+8NH3=Si(NH2)4+4NH4Cl.考点：考查物质的推断，化学性质的应用，化学方程式、离子方程式的书写9．X、Y、Z为常见的三种单质，Z是绿色植物光合作用的产物之一，A、B为常见化合物。它们在一定条件下可发生如图所示的反应（均是在非溶液中进行的反应）：（1）画出Z的原子结构示意图_______；（2）当X为金属，Y为非金属时，A可能的电子式为__________或_________；（3）当X为非金属，Y为金属时，X可能的化学式为__________或_________；（4）当X与Y均为金属时，写出X与A反应的化学方程式_______________________；（5）当X与Y均为非金属时，若X与Y同主族，写出X与A反应的化学方程式_____________________________________；若X与Y不在同一主族，写出X与A反应的化学方程式______________________________。【答案】CH22Al+Fe2O32Fe+Al2O3C+SiO2Si+CO2C+H2OH2+CO【解析】【分析】先根据C是单质且C是绿色植物光合作用的产物之一，判断C是氧气，A、B是单质，与氧气反应，得出X、Y是含氧化合物，然后采用假设的方法分析．【详解】C是单质且C是绿色植物光合作用的产物之一，所以C是O2．A、B是单质，分别与O2反应生成含氧化合物，A+X→B+Y，属置换反应．（2）如果X是钠，Y是氢气，A就是H2O，B就是NaOH，钠与水反应的方程式为2Na+2H2O=2NaOH+H2；（3）当X为非金属，Y为金属时，就是以氢气或一氧化碳为还原剂的热氧化还原反应；（4）当X与Y均为金属时，考虑铝热反应；(5)X是碳，Y是硅，A就是SiO2，B就是CO，C与SiO2的反应方程式为：2C+SiO2Si+2CO↑；如果X是碳，B是氢气，X就是H2O，Y就是CO，C+H2OH2+CO。【点睛】本题的题眼是：C是单质且C是绿色植物光合作用的产物之一，通过判断A、B、X、Y，确定该反应是置换反应，学过的置换反应方程式较多，考查学生的发散