1、高考化学硅及其化合物推断题综合题汇编含答案一、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CO COCuO 充足的氧气红色溶液变成紫2Ca(OH)2=CaCO3 H2O O2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
2、 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 +H2 O；(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
3、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。2A、 B、 C、 D、 E 五种物质之间的相互转换关系如图所示。已知：A 为单质，可用于制造计算机芯片， E 为无色有毒气体。回答下列问题：（ 1） B 在物质分类上属于 _( 填“酸性氧化物”或“碱性氧化物” ) 。（ 2）反应的化学方程式为 _。（ 3）反应的化学方程式为 _。（4）在 D 的溶液中通入过量CO2 气体的离子方程式为_。高温高温2 -【答案】酸性氧化物SiO2 2CSi 2COSiO2 CaOCaSiO3SiO3+2H2 O+2CO2=2HCO3 - +H2SiO3【解析】【分析
4、】A 为单质，可用于制造计算机芯片，则A 为 Si，E 为无色有毒气体，结合转化关系可知，B为 SiO2， SiO2 与碳反应生成Si、 CO，所以 E 为 CO； SiO2 与 CaO反应生成C 为 CaSiO3； SiO2与 NaOH 反应生成 Na2SiO3 和水。据此解答。【详解】（1） B 为 SiO2，能与碱反应生成盐和水，属于酸性氧化物，故答案为：酸性氧化物；（2）反应是SiO2高温与CSiCOSiO22CSi 2CO反应生成 、，其化学反应方程式为：+，高温故答案为： SiO2+2CSi+2CO；（3）反应是 SiO2与 CaO 反应生成3CaSiO ，其化学反应方程式为：高温
5、CaSiO，故答案为： SiO +CaO高温SiO +CaOCaSiO ；2323（4） D 为 Na2SiO3，其溶液中通入过量CO2，其化学反应方程式为：Na2SiO3+2H2O+2CO22NaHCO3+H2SiO3，其离子方程式为：SiO32- +2H2O+2CO2=2HCO3- +H2SiO3，故答案为：SiO32- +2H2O+2CO2=2HCO3- +H2SiO3。3 如图为一定量饱和 Ca(OH)2 溶液中通入 CO2 气体后，产生 CaCO3 白色沉淀的质量与通入的 CO2 体积之间的关系曲线。请回答：OA 段曲线所表示的化学反应方程式：_ ，A 点处已参加反应的CO2 与 C
6、a(OH)2 的物质的量之比为 _。B 处溶液中存在的浓度较大的两种离子是_和 _(填离子符号 )，将 B 处生成的溶液煮沸，可见到的现象是 _。【答案】 Ca(OH)2 CO2=CaCO3H2O1 1 Ca2HCO3 溶液变浑浊 (或产生白色沉淀 )【解析】【分析】二氧化碳与氢氧化钙饱和溶液的反应与二氧化碳的量有关，少量二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，反应的化学方程式为CO2+Ca(OH)2=CaCO3 +H2O，过量二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸氢钙，反应的化学方程式为2CO223 2+Ca(OH) =Ca(HCO) ，由图可知 OA 段随着 CO23的量逐渐增大， A 点达到沉淀最
7、大值，AB2通入 CaCO段随 CO 的通入，生成的CaCO3 不断溶解转化为Ca(HCO3)2， B 点 CaCO3 全溶解，溶液又变得澄清。【详解】 由图可知 OA 段随着 CO2 通入 CaCO3 的量逐渐增大， A 点达到沉淀最大值，则 OA 段发生的反应为二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，反应的化学方程式为CO2+Ca(OH)2=CaCO3 +H2O，由方程式可知 A 点处已参加反应的二氧化碳和氢氧化钙的物质的量比为 1:1 ，故答案为： CO2+Ca(OH)2=CaCO3 +H2O； 1:1； 由图可知 AB 段随 CO2 的通入，生成的 CaCO3 不断溶解，发生的反应为二氧
8、化碳与碳酸钙反应生成碳酸氢钙，则溶液中存在的浓度较大的两种离子是钙离子和碳酸氢根离子；将碳酸氢钙溶液煮沸，碳酸氢钙受热分解生成难溶的碳酸钙、二氧化碳和水，则可见到的现象是澄清溶液变浑浊，故答案为：Ca2 ；HCO3 ；溶液变浑浊 (或产生白色沉淀 )。【点睛】明确碳酸的正盐与过量的CO2 反应时生成碳酸氢盐、碳酸氢盐与碱反应时生成碳酸的正盐和水、碳酸氢盐在加热条件下生成碳酸正盐、水和CO2 是解答关键。4 有一种矿石，经测定含有镁、硅、氧三种元素且它们的质量比为12716。 (1)用盐的组成表示其化学式： _。(2)用氧化物的组成表示其化学式：_。(3)该矿石的成分属于_(填物质的分类 )。(
9、4)写出该矿石 (氧化物形式 )与盐酸反应的化学方程式： _。【答案】 Mg2 422222SiO2MgO SiO硅酸盐 2MgO SiO 4HCl=2MgCl 2HO SiO【解析】【分析】根据 n= m 及原子个数比=原子的物质的量之比进行计算，得出正确结论；由金属离子和酸M根离子组成的化合物属于盐。【详解】镁、硅、氧的质量比为12： 7： 16，则镁、硅、氧的原子个数比为1271624: =2:1:42816(1)该矿石用盐的组成可表示为：Mg 2SiO4；(2)该矿石用氧化物的组成可表示为：2MgO?SiO2(3)Mg 2SiO4 属于盐类，且属于硅酸盐；(4)Mg 2SiO4 溶于与
10、稀盐酸生成MgCl2 和 SiO2，发生反应的化学方程式为2MgOSiO24HCl=2MgCl2 2H2O SiO2。【点睛】硅酸盐由盐的书写改写为氧化物的形式为：活泼金属氧化物?较活泼金属氧化物?二氧化硅 ?水的顺序书写；注意：氧化物之间以 “?隔”开；系数配置出现的分数应化为整数；金属氧化物在前 (活泼金属氧化物 较活泼金属氧化物 )，非金属氧化物在后。5 已知 A 是灰黑色、有金属光泽的固体单质。根据如图所示的物质之间的转化关系，回答下列有关问题。(少量 )(1)写出 A、B、 C、 D 的化学式： A_， B_， C_， D_。(2)写出 DA的化学方程式： _ 。(3)写出 BC的离
11、子方程式： _ ；【答案】 Si Na2SiO3 H2SiO3 SiO2 SiO2+2CSi+2CO CO2+ SiO32- +H2O=H2SiO3 +CO32-【解析】【分析】A 是灰黑色、有金属光泽的固体单质，根据转化关系，A 能与氢氧化钠反应，同时由D 与碳高温条件下制得，可知A 为 Si， Si 与氧气反应生成的D 为 SiO2； Si 与 NaOH 溶液反应生成 B 为硅酸钠，硅酸钠与二氧化碳反应生成的C 为 H2SiO3， H2SiO3 受热分解得 D 为SiO2， SiO2 与 NaOH 溶液反应生成Na2 SiO3，据此答题。【详解】A 是灰黑色、有金属光泽的固体单质，根据转化
12、关系，A 能与氢氧化钠反应，同时由D 与碳高温条件下制得，可知A 为 Si， Si 与氧气反应生成的D 为 SiO2； Si 与 NaOH 溶液反应生成 B 为硅酸钠，硅酸钠与二氧化碳反应生成的C 为 H2323SiO ， H SiO 受热分解得 D 为SiO ， SiO 与 NaOH 溶液反应生成 Na SiO 。2223(1)根据上面的分析可知，A 为 Si， B 为 Na SiO ， C 为 H SiO ， D 为SiO ；23232(2)A 为 Si， D 为 SiO ， SiO 与碳单质在高温下反应生成单质Si，反应的化学方程式为22SiO +2CSi+2CO；2(3)B Na Si
13、O ， C 是 H SiO ，向硅酸钠溶液溶液中通入CO气体，发生复分解反应生成硅23232酸，反应的离子方程式为：CO23 2-22332-。+ SiO+HO=H SiO +CO【点睛】本题考查无机物推断，涉及硅和二氧化硅、硅酸盐的性质。熟练掌握元素化合物性质与转化为解答关键，试题有利于提高学生的分析能力及逻辑推理能力。6 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
14、) ，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D写出该反应的化学方程式：_ 。要将纯碱高温熔化，下列坩埚中可选用的是_。A普通玻璃坩埚B石英玻璃坩埚C 铁坩埚(4)100 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11.2 L,100g 混合物中石灰石的质量分数是_。【答案】最外层均有4 个电子，最内层均有 2 个电子 氢氟酸 SiO24HF=SiF4 2H2O SiO2 Na2CO3Na2SiO3CO2 C 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、化学计算。含 A 元素的一种单质是一种重要的
15、半导体材料，含A 元素的一种化合物C 可用于制造光导纤维，则A 为硅元素， C 为SiO22232；C（SiO ）与烧碱反应生成Na SiO 和 H O，含 A元素的化合物 D 为 Na23SiO 。（1） A 为 Si， Si 原子的核电荷数为14， Si 原子核外有14 个电子，根据原子核外电子排布规律， A 的原子结构示意图为。碳的原子结构示意图为，硅原子与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 SiO22242，易与 SiO 发生化学反应的酸是氢氟酸，SiO 与 HF 反应生成 SiF和 H O，反应的化学方程式为 SiO2+4HF=
16、SiF +2HO。（3） SiO2 与纯碱高温熔融时反应生成Na2SiO3 和 CO2，反应的化学方程式为SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2。A ，普通玻璃的成分为Na2SiO3、 CaSiO3 和 SiO2， SiO2 与纯碱高温下反应生成Na2SiO3 和2； B，石英玻璃的成分为22与纯碱高温下反CO ，不能选用普通玻璃坩埚熔化纯碱SiO， SiO应生成 Na2SiO3 和 CO2，不能选用石英玻璃坩埚熔化纯碱； C，铁与 Na2CO3 高温不反应，可选用铁坩埚熔化纯碱；答案选C。（4） SiO2 与石灰石的混合物充分反应，可能发生的反应有SiO2+CaCO3CaSiO3 +C
17、O2 、323211.2L=0.5mol ， mCaCOCaO+CO，根据 C守恒， n（ CaCO）=n（CO ） =22.4L / mol（CaCO3） =0.5mol100g/mol=50g ，100g 混合物中石灰石的质量分数为50g100%=50%。100g7已知 A、 B、 C、 D 组成的元素都属于短周期，它们之间的简单转化关系如图所示。请按要求写出有关反应的化学方程式：(1)若其中 A、 D 为单质且同主族， B、 C 为氧化物： (该反应在工业上有重要用途)。(2)若 A、 D 为常态下的气体单质且不同主族，B、C 为化合物且 B 为水：。(3)若 A、 B、 C 均为化合物
18、且C 为水，单质 D 常态下为固体：。(4) 若 A、D 为固体单质且不同主族， B、 C 为氧化物：。【答案】（共8 分）(1) 2C+SiO 2Si+2CO222(2)2F 2H O=4HFO222(3)SO 2H S=3S 2H O(4) 2Mg+CO2MgO+C。【解析】【分析】（1） A、 D为单质且同主族，B、 C 为氧化物， A 为 C， B 为 SiO ，符合转化关系，D 为 Si ，2C为 CO；（2） A、 D为常态下的气体单质且不同主族，B、C 为化合物且 B 为水， A 为 F2， C 为 HF， D2为 O，符合转化关系；（3） A、 B、 C均为化合物且C为水，单质
19、D常态下为固体， H2S 与 SO2 反应符合转化关系，D为硫；（4） A、 D为固体单质且不同主族，B、C 为氧化物， Mg与 CO2反应符合转化关系，A 为Mg， B 为 CO2，C 为 MgO， D 为 C 单质。【详解】（1） A、 D为单质且同主族，B、 C 为氧化物，A 为C， B 为SiO2，符合转化关系，反应方程式为：2C+SiO2Si+2CO；综上所述，本题正确答案：2C+SiO2Si+2CO；（2） A、 D为常态下的气体单质且不同主族，B、C 为化合物且B 为水，A 为 F2， C 为HF， D为 O2，符合转化关系，反应方程式为： 2F2+2H2O4HF+O2；综上所述
20、，本题正确答案： 2F2+2HO4HF+O2；（ 3） A、 B、 C均为化合物且 C为水，单质 D常态下为固体， H2S 与 SO2 反应符合转化关系，反应方程式为： SO2+2HS3S+2HO；综上所述，本题正确答案： SO2+2HS3S+2H2O；（ 4） A、 D为固体单质且不同主族， B、C 为氧化物， Mg与 CO2反应符合转化关系，反应方程式为： 2Mg+CO2MgO+C；综上所述，本题正确答案：2Mg+CO2MgO+C。8 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
21、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）指出 K 可能所属的晶体类型_， K 中含有的化学键类型为_。（ 2）写出化学式：化合物 C_；化合物 F_。（ 3）写出反应 的化学方程式： _ 。（ 4）写出反应 的离子方程式： _ 。（5）化合物 K 与化合物C 类似，也能在一定条件下与水反应生成两种化合物，请写出K与水反应的化学方程式：_ 。【答案】原子晶体共价键SiCl） 4=Si3N4+8NH3-4 H2SiO3(或 H4Si
22、O4) 3Si（NH2SiO2+2OH2-4-+2H2O Si3N4+9H2O=3H2SiO3+4NH3 或=SiO3+H2O 或 SiO2+4OH =SiO4Si3N4+12H2O=3H4SiO4+4NH3【解析】【分析】根据图中各物质转化关系，F 受热得 H， H 能与氢氧化钠反应生成I， I 与过量的二氧化碳反应生成 F，说明 F 为弱酸且能受热分解，结合化合物D 中 A 可形成四个价键知：A 元素为四价元素， C、H、 K 均为含 A 元素， K 由两种非金属元素组成，具有耐磨、耐腐蚀、抗冷热冲击、抗氧化的特征，根据D 的部分组成可知K 应为 Si3N4，可以确定 A 为 Si， H
23、为SiO ， I为 Na SiO ，则 F 为H SiO ，由虚线框中上一支推中可知，E 与硝酸银反应生成 不溶22323于稀硝酸的沉淀G，则可知 E 中有 Cl， G 为 AgCl，故 C 为 SiCl4， B 为 Cl2；由SiCl +3H24HCl+H SiO ，生成 E： HCl， G、 F、 H 均为难溶于水的白色固体。423【详解】由分析可知： A 为 Si， B 为 Cl2， C 为 SiCl4， D 为 Si(NH2)4， E 为 HCl， F 为 H2SiO3， G 为AgCl， H 为 SiO2， I 为 Na2SiO3， K 为 Si3N4。（1） K 为 Si3N4 ，
24、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，K可能所属的晶体类型原子晶体，K 中含有 Si-N 的化学键类型为共价键。（2）化学式：化合物 C 为 SiCl；化合物 F 为 H2SiO3 (或 H4SiO4) 。4（3） Si（ NH2） 4 在高温条件下分解生成 Si3N4 和 NH3，反应的化学方程式：3Si（ NH2） 4=Si3N4+8NH3。（4） SiO2是酸性氧化物，与碱反应生成硅酸盐和水，反应的离子方程式：2-SiO +2OH=SiO32-+H2O 或 SiO2+4OH-=SiO44-+2H2 O。（ 5）化合物 Si3N4 与化合物 SiCl4 类似，也能在
25、一定条件下与水反应生成两种化合物，则反应方程式为： Si3N4 +9H2 O=3H2SiO3 +4NH3或 Si3N4+12H2O=3H4SiO4 +4NH3。9A、 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
26、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： Cl2 ： SiCl4原子晶体-2-+2H2Si （ s）Si + 2OH+ H2O = SiO322+O （ g） = SiO （s）； H= -28b/a kJ/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K
27、I 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-+2H
28、2 ；a?ga（4）当 ag 单质 Si 的物质的量为：2828?g / molmol 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28bkJ，因此 Si 单质燃烧热的热化学方a程式可表示为：Si（ s） +O2（ g） = SiO2（ s）； H= -28b/a kJ/mol 。10 已知：Pb的化合价只有24，且4价的Pb具有强氧化性，常温下能氧化浓HCl、生成 Cl2； PbO2 不稳定，随温度升高按下列顺序逐步分解：PbO2 Pb2O3 Pb3O4 PbO。现将 a mol PbO2加热分解，收集产生的22占 Pb 元素的物O ；加热反应后所得
29、固体中，Pb质的量分数为x；向加热后所得固体中加入足量的浓盐酸，收集产生的Cl2。两步反应中收集的 O2 和 Cl2 的物质的量之和为y mol。（ 1）若 Fe3O4 可表示为 FeOFe2O3，则 Pb3O4 可表示为 _（2）试写出 Pb2O3与浓盐酸反应的化学方程式_（3）通过计算确定y 与 a、 x 的函数关系式 _ 。【答案】 2PbOPbO22 3222x）Pb O +6HCl=2 Pb Cl +Cl +3H Oy=a（ 1-2【解析】【详解】（1） Pb 在化合物里显+2 价或 +4 价，根据化合价代数和为零的原则写出Pb 的两种氧化物形式为： PbO 和 PbO2Pb2O3的
30、氧化物的表示形式可以写成PbO?PbO2；，那么（2） Pb2O3 中 Pb 的化合价只有 +2、 +4，再根据化合价代数和等于零，求得Pb 的总化合价为 +3 价，即可确定 Pb2O3 中有一个 +4 价、有一个 +2 价，且 +4 价的 Pb 具有强氧化性，能氧化浓盐酸生成 Cl2，本身被还原成 +2 价 Pb，生成 PbCl2，根据元素守恒得反应物与生成物：Pb2O3+HCl（浓） =PbCl2 +Cl2 +H2O，根据化合价升降法配平该氧化还原反应，Pb2O3 中一个+4 价的 Pb 降低到 +2 价，降低2 价； HCl（浓）中 -1 价的 Cl 上升到0 价生成 Cl2，上升 1
31、价*2 ，所以 Pb2O3 和 Cl2 前面的计量数都为 1，根据原子守恒配平其它物质前计量数，得各物质前计量数为1、 6、 2、 1、 3，故方程式为Pb23222O +6HCl（浓） =2PbCl +Cl+3H O；（3）根据题意： a molPbO2 分解所得混合物中n（ Pb2+） =axmol 、 n（ Pb4+） =（ a-ax） mol.在反应过程中a molPbO2 中+4价的 Pb 具有强氧化性作氧化剂， +4价的 Pb 最终全部降低为+2 价，根据得失电子守恒：先加热分解生成O ，得 n（ O ） 2ax/4=ax/2 mol ；后再与足22量的浓盐酸反应生成 Cl222，得 n（ Cl ） （ a-ax） mol*2 /2=（ a-ax）mol ，则 y n（ O ）+n（Cl2 ） axmol+ （ a-ax） mol= a （1- x ） mol 。22
