高考化学硅及其化合物推断题综合题附答案.docx

1、高考化学硅及其化合物推断题综合题附答案一、硅及其化合物1A， 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。

2、【答案】CaSiO323232-SiO +2NaOH=NaSiO +H OSiO22233-C,D+2CO +2H O=H SiO +2HCO【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SiO ， E为 CO；由 “ B+NaOHD+H O”可得D 为 Na SiO ；由 “ B+CaO C”可得 C 为 CaSiO ；22233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： CaSi

3、O3 ；（3） B 为 SiO223， 与 NaOH 溶液反应生成 Na SiO 和水，该反应的化学方程式为：SiO +2NaOH=Na SiO +H O；2232（4）往 D（ Na232后，由于2323强，故反应生成SiO ）溶液中通过过量COH CO的酸性比 H SiOH2SiO3；由于 CO2过量，则反应生成HCO3-， 故该反应的离子方程式为：SiO32-22233-；+2CO +2H O=H SiO +2HCO（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

4、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，故答案为： CD。D 符合题意；2 奥运五环 “象征五大洲的团结，全世界的运动员以公正、坦率的比赛和友好的精神，在奥运会上相见 ”。下图所示五元环代表A、 B、C、 D、 E 五种化合物，圆圈交叉部分指两种化合物含有一种相同元素；五种化合物由四种短周期元素形成，每种化合物仅含有两种元素。 A 是工业制取硝酸的主要原料之一；B、 E 分子中所含电子数都为18， B 不稳定，具有较强的氧化性，E 是由六个原子构成的分子，可作火箭燃料；C 是工业制光导纤维的主要原料； D 中所含的两种元素的原子个数之比为3 4。根据以上信息回答下列问题：(

5、1)A 用于工业制取硝酸所发生反应的化学方程式_。(2)D 的化学式是 _，E 分子中含有 _键和 _键。(3)B 的水溶液呈弱酸性，其电离方程式可表示为_， B 在实验室中可以用于制取某种常见气体，其反应的化学方程式为_ 。(4)B 与 E 反应可生成单质G 和一种常见的液体H，其反应的化学方程式为_。(5)用化学方程式表示 C 的另一种用途 _ 。【答案】 4NH3+5O24NO+6H2O Si3N4极性非极性 H2O2HO2-+H+2H2O22H2O+O22H2O2+N2H4=N2 +4H2OSiO2+2CSi+2CO【解析】【分析】A 是工业制取硝酸的主要原料之一，则A 是 NH3；

6、B、 E 分子中所含电子数都为18， B 不稳定，具有较强的氧化性，则B 是 H2O2； E 是由六个原子构成的分子，可作火箭燃料，则E为 N2H4； C 是工业制光导纤维的主要原料，C 是 SiO2； D 中所含的两种元素的原子个数之比为 3 4，则根据元素的组成及圆圈交叉部分指两种化合物含有一种相同元素，结合D 中元素原子个数关系，可推知D 是 Si3N4，然后对问题分析、解答。【详解】根据上述分析可知A 是是 NH32 223424，B 是 H O， C 是 SiO， D 是 Si N， E 为 NH 。(1)在工业上用氨的催化氧化法制取硝酸，反应的化学方程式为：4NH3+5O4NO+6

7、H O；22(2) D 的化学式是 Si3N4， E 是 N2 H4，在该物质的分子中含有N-H 极性共价键和N-N 非极性共价键，但该物质分子空间排列不对称，因此物质分子属于极性分子；(3)B 是 H2O2，该物质分子能够在水中微弱电离，存在电离平衡，主要是第一步的电离，电离方程式为： H2O2HO2-+H+；在实验室中通常是用H2O2 为原料，加入少量MnO2 作催化剂制取O2，反应的化学方程式为：2H2 O22H2O+O2；(4) H2O2 与 N2 H4 会发生反应，产生 N2、 H2O，根据电子守恒、原子守恒，可得该反应的化学方程式为： 2H 2O2+N 2H4 =N2 +4H2 O

8、；(5) C 是 SiO2，可以与焦炭在高温下发生反应，制取Si 单质，反应的化学方程式为：SiO2+2CSi+2CO。由于光线在SiO2 中会全反射，因此也可用作制光导纤维的原料。3A、 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

9、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】 SiO2 2CSi 2CO2232Fe Cl 2Fe 2Cl4NH3 5O4NO 6H O C 4HNOCO 4NO2 4H O22322【解析】【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 S

10、iO2与 C 反应，则2A 是 C、 B 是 SiO 、 C 是CO、D 是Si， E 是 CO、 F 是 O 。反应的方程式为SiO 2C高温Si 2CO 。222（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H22，F 为 Cl ，B 为 HCl， C 为232 Cl23 2Cl 。FeCl ， E 为 FeCl 。反应的方程式为2Fe2Fe（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

11、 是氨气， B 是氯气， C 是氮气， D 是氯化氢， F是氧气， E 是 NO，反应的化学方程式是 4NH32催化剂2 5O4NO6H O。（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 CO2 ， C 为 MgO，又知和两个反应中都有红棕色气体生成， F 为 HNO3。反应的化学方程式是C 4HNO3CO24NO2 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

12、 ”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。4 下图是化学中部分常见的氧化物和单质的转化关系。其中，氧化物f 是制造光导纤维的重要原料，氧化物c 是一种具有磁性的黑色物质。回答下列问题：(1)写出下列物质的化学式：单质F_，氧化物d_。(2)写出下列反应的化学方程式： _ ； _ 。【答案】 SiH2O2Mg CO 2C 2MgOC H 2O(g)CO H2【解析】【分析】氧化物 f 是制造光导纤维的重要原料，f 是 SiO 2 ，氧化物c 是一种具有磁性的黑色物质，c是 Fe 3 O4 ，以此为突破口推出五个置换反应。【详解】氧化物f 是制造光导纤维的

13、重要原料，f 是 SiO 2 ，氧化物c 是一种具有磁性的黑色物质， c是 Fe 34，反应2342O2Mg COC 2MgO，反应 Fe O 2C2CO 3Fe，反应3Fe 4H2O（ g）Fe3O4 4H2，反应 CH2O(g)CO H2，反应2CSiOSi 2CO。2（1 ）根据反应物质的化学式：单质F 为 Si ，结合反应氧化物d 为 H2O 。（2 ）反应和的化学方程式：2MgCO2C 2MgO C H2O(g)CO H2。5A、 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。

14、写反应的化学方程式_ 。（ 2）若 D 物质具有两性，反应均要用强碱溶液，反应是通入过量的一种引起温室效应的主要气体。写反应离子方程式_ 。（ 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。写出反应的化学方程式_。（4）若 A 是当今应用最广泛的金属。反应用到A，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_ 。催化剂【答案】 4NH3+5O2-Si+2NaOH4NO+6H2O AlO2+2H2O +CO2= Al(OH)3 +HCO3+H2O =Na2SiO3+2H2Cu +2Fe3+=

15、 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催化剂NO 和水，化学方程式为4NH +5O24NO+6H O；32（2）造成温室效应的气体是二氧化碳，若D 物质具有两性，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，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 -22+ 2H O +CO =33-；Al(OH) +HCO（3）

16、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 +HO =2Na SiO +2H ；232（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，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+。6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

17、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，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） NaClH；（ 3） Na2CO3（ 4）SiO2+2CSi+2CO；（ 5） Cl2+ 2OH-= C

18、l + ClO-+H2O（2 分）（ 6） Na2SiO3+ 2HCl = H2SiO3 + 2NaCl（ 2 分）【解析】试题分析：根据题意可知： A 是 NaCl； B 是 H2O； C 是 Na； D 是 Cl2； E 是 NaOH； F 是 H2；G 是 HCl； H 是 SiO2； I 是期表中的位置是第三周期第Na SiO； K 是 NaClO； J 是 H SiO 。（ 1）形成单质 D 的元素在周2323；（ 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NaClH；

19、（ 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CO2 变为Na CO ，所以最终产物是 Na CO 。 (4) H 在高温下与碳反应方程式为2323SiO +2CSi+2CO；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2量是 2mol-；（ 5）反应 的离子方程式是 Cl2 + 2OH = Cl + ClO+H2O；（ 6）反应 的化学方程式是 Na2 SiO3+ 2HCl = H2SiO3 + 2NaCl。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、

20、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。7 阅读下面信息，推断元素，按要求回答问题：信息 短周期元素 X、 Y、 Z、 W，原子序数依次增大，最外层电子数均不少于最内层电子数问题(1)X 一定不是 _；A氢B碳C氧D硫 一定条件下，上述四种元素的单质均能与足量(2)这四种元素含有铝元素吗?_；的氧气反应，生成的氧化物有两种能溶于稀硫酸，三种能溶于浓NaOH，氧化物的相对式量都大于 26 上述四种元素的单质的混合物，加入足量的盐酸溶液，固体部分溶解，过滤，向滤液中加入过(3)白色沉淀的化学式为 _；量的烧碱溶液，最终溶液中有白色沉淀 上述四种元素的单质的混合物，加入足量的烧(4)生

21、成白色沉淀的离子方程式为碱溶液，固体部分溶解，过滤，向滤液中加入过_ ；量的盐酸溶液，最终溶液中有白色沉淀【答案】 AD一定含有铝元素Mg(OH)232 H23SiO + 2HSiO 【解析】【分析】(1)X 若为氢时，其最外层电子数为1； X 若为硫，原子序数比X 大的 Y、 Z、W 不可能都是短周期元素；(2)有一种元素的氧化物既能与酸反应、又能与碱反应；(3)白色沉淀应为碱，短周期元素中只有Mg(OH) 2 符合；(4)滤液中加入过量的盐酸溶液，得到的应是难溶于水的弱酸，可为H2SiO3 或H4SiO4；【详解】(1)X 若为氢时，其最外层电子数为1，不合理；X 若为硫，原子序数比X 大

22、的Y、 Z、W不可能都是短周期元素，不合理，X 为碳或氧时合理，故答案为AD；(2)四种元素的单质均能与足量的氧气反应，生成的氧化物有两种能溶于稀硫酸，三种能溶于浓 NaOH，氧化物的相对式量都大于 26，说明四种元素均为第三周期主族元素，且有一种元素的氧化物既能与酸反应、又能与碱反应，则一定含有铝元素；(3)对所有短周期元素进行试探，唯有镁元素符合性质，可知白色沉淀物的化学式为Mg(OH)2；(4)唯有硅元素在变化中最终得到白色沉淀 H2 SiO3(或 H4SiO4)，生成该白色沉淀的离子方程式为 SiO3 2-+2H+=H2SiO3(或 SiO32-+2H+H2O=H4SiO4)。8 简要

23、回答下列问题（1）医疗上，常用胃舒平主要成分Al(OH)3来治疗胃酸（主要成分盐酸）过多，其理由是_（用离子方程式表示）。（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CO2，会出现软而透明的凝胶胶体，其化学方程式是 _。【答案】 3H+ +Al(OH) 3 Al 3+3H 2OAl 2O3+2NaOH 2NaAlO 2+H 2O；2Al+2NaOH+2H 2O=2NaA1O 2+3H 22C

24、l 2+2Ca(OH) 2=CaCl 2+Ca(ClO) 2+2H 2OSiO2+4HF=SiF 4 +2H 2ONa 2SiO3+2CO2+2H 2O=H 2SiO 3 +2NaHCO3【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3与胃酸中的盐酸反应，生成氯化铝和水，其理由是+3Al(OH)3H +Al(OH)Al3+3H2O；答案为： 3H+Al(OH)3 Al3+3H2O；(2)生活中不能用铝制容器储存氢氧化钠溶液，

25、因为铝表面的Al2O3 与 NaOH 反应后，里面的 Al 与 NaOH 溶液继续反应，化学方程式为Al2O3+2NaOH 2NaAlO2+H2O；2Al+2NaOH+2H2O=2NaA1O2+3H2；答案为： Al2O3+2NaOH 2NaAlO2+H2O；2Al+2NaOH+2H2O=2NaA1O2+3H2 ；(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2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O；答案为： 2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)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

26、方程式为SiO2+4HF=SiF +2H2O；答案为： SiO2+4HF=SiF +2H2O；(5)向硅酸钠水溶液中通入过量的CO2，会出现软而透明的硅酸凝胶和NaHCO3，反应的化学方程式为 Na2 SiO3+2CO2+2H2O=H2SiO3 +2NaHCO3；答案为： Na2 SiO3+2CO2+2H2O=H2SiO3 +2NaHCO3。【点睛】“向硅酸钠水溶液中通入过量的CO2”，若不注意审题，我们很容易写成Na2SiO 3+CO 2+H2 O=H 2SiO 3 +Na2CO3，解题时，对关键词“过量”一定要引起高度重视。9 中国传统文化是人类文明的瑰宝，古代文献中记载了大量古代化学的研

27、究成果。回答下面问题：(1)我国最原始的陶瓷约出现在距今12000 年前，制作瓷器所用的原料是高岭士，其晶体化学式是 Al4Si4 O10(OH)8，用氧化物表示其组成为_。(2)本草纲目中记载： “(火药 )乃焰消 ( KNO3)、硫磺、杉木炭所合，以为烽燧铳机诸药者。 ”反应原理为： S+2KNO3+3CK2S+N2 +3CO2，该反应的氧化剂是 _ ，反应转移 4mol 电子时，被 S氧化的 C 有 _mol 。(3)我国古代中药学著作新修本草记载的药物有844 种，其中有关 “青矾 ”的描述为： “本来 色，新出窟未 者，正如瑁璃 之赤色 。”我国早期科技 物理小适-金石 有加 青 的

28、景象：“青 厂气熏人，衣服当之易 ， 木不盛。”青 就是 矾( FeSO 7H O)。根据以上信息，写出“青 ”受 分解的化学方程式42_ 。【答案】 Al2O32SiO22H2OS， KNO31/6 或 0.17 或 0.1672FeSO47H2OFe2O3+SO3 +SO2 +14H2 O【解析】【分析】(1)化学式改写成相 的氧化物的形式，按照活 金属氧化物? 活 金属氧化物?SiO2?H2O的 序来 写，并要遵守原子守恒来分析解答；(2)反 程中，元素化合价升高的失 子做 原 生氧化反 ，元素化合价降低的做氧化 生 原反 ，反 中得 子数等于失 子数来分析 算；(3)本来 色，新出窟未

29、 者，正如瑁璃 之赤色，青 厂气熏人，衣服当之易 ， ”( FeSO木不盛。 青 就是 4?7H2O)， 明分解生成了二氧化硫、三氧化硫、氧化 和水。【 解】(1) 的氧化物 Al2O3，硅的氧化物 SiO2， 的氧化物 H2 O， 根据活 金属氧化物 ? 活 金属氧化物?SiO2?H2O 得 序可知 Al4Si4O10(OH)8 可改成： 2Al2O3?4SiO2?4H2O；(2)S+2KNO3+3CK2S+N2 +3CO2，反 中硫元素化合价0 价降低 -2 价，氮元素化合价+5 价降低 0 价，反 中做氧化 的是S、 KNO3 ， 子守恒 算，碳元素化合价0 价升高 +4 价， 子守恒分

30、析 子 移 数12e-，其中硫得到 子2e-，氮元素得到 子10e-， 子 移 数12e- ，被硫氧化的碳0.5mol ，反 移 4mol 子 ，被 S 氧化的C有40.51mol=mol ；126(3)本来 色，新出窟未 者，正如瑁璃 之赤色，青 厂气熏人，衣服当之易 ， 木不盛。 ”青 就是 ( FeSO4?7H2O)， 明分解生成了二氧化硫、三氧化硫、氧化 和水，分解的化学方程式： 2FeSO4?7H2O2 3322Fe O +SO +SO +14H O。10 和研究物 性 有重要作用，回答下列相 。（一） 明Na2SiO3 具有防火性能，同 做以下两个 。实验 ：取一小木条，放入蒸 水

31、中，使之充分吸湿、浸透，取出稍 干（不再滴液）后，放置在酒精灯外焰 。实验 ：另取一个相同的小木条，放入Na2 3 和溶液中，之后重复 的操作。SiO（ 1） 的目的是 _ 。（二）性 中反 原理常用化学方程式表示。 用化学方程式各 一例， 明下列物 所具有的性 。（ 2） SO2 具有 原性 _。（3） SO2 具有酸性氧化物共同的性 _。（4） 硫酸具有 氧化性_ 。【答案】与实验作对照，证明起防火作用的是Na2 3而不是水23SiO2SO+O2SOSO2+2NaOH = Na2SO3 + H2O Cu+2H2 SO4(浓 )CuSO4+ SO2 +2H2O【解析】【分析】【详解】（一）（ 1）实验与实验比较，实验在蒸馏水的基础上增加了可溶于水的硅酸钠，从而探究防火的原因，则设计实验的目的是与实验作对照，证明起防火作用的是 Na2SiO3 而不是水；（二）（ 2） SO2与强氧化剂作用，能体现其具有还原性，如：2232SO +O2SO ；（3） SO2 能与碱溶液作用生成盐和水，说明其是酸性氧化物，发生反应的化学方程式为 SO2+2NaOH = Na2SO3 + H2O；（4）浓硫酸具有强氧化性，能氧化活泼性较弱的金属，如Cu，发生反应的化学方程式为Cu+2H2SO4(浓 )CuSO4+ SO2+2H2O。