1、高考化学复习硅及其化合物推断题专项综合练及答案(1)一、硅及其化合物1 已知 A 是一种装饰品的主要成分，是地壳中含量最高的两种元素形成的化合物。根据下图转化关系，回答下列问题。(1)A 的用途： _(任写一种 )， B 是 _， D 是 _。(2)写出下列反应的化学方程式： _。(3)写出下列反应的离子方程式： _， _， _。【答案】制光导纤维Na2 32323223222SiOH SiONa CO SiONa SiO CO CO H OSiO32=CO3 2H2SiO3(或 2CO2 2H2O SiO32=2HCO3H2SiO3) SiO2 2OH =SiO32232 2H23H O S
2、iO=H SiO 【解析】【分析】由 A 是一种装饰品的主要成分，是地壳中含量最高的两种元素形成的化合物可知A 是二氧化硅；高温下，二氧化硅与纯碱反应生成硅酸钠和二氧化碳，硅酸钠溶于水与二氧化碳反应生成硅酸沉淀，则D 是硅酸；二氧化硅与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和水，则B 是硅酸钠， C 是二氧化碳；硅酸钠溶液与盐酸反应生成硅酸沉淀。【详解】（1） A 是二氧化硅，二氧化硅是光导纤维的主要成分，是制普通玻璃的原料，B 是硅酸钠， D 是硅酸，故答案为：制光导纤维；Na2SiO3； H2SiO3；（2）反应 是高温下，二氧化硅与纯碱反应生成硅酸钠和二氧化碳，反应的化学方程式为 Na2CO3 Si
3、O2Na2SiO3 CO2，故答案为： Na2CO3 SiO2Na2SiO3 CO2；（ 3）反应 是硅酸钠溶于水与二氧化碳反应生成硅酸沉淀和碳酸钠或碳酸氢钠，反应的离子方程式为 CO2 H2O SiO32 =CO32 H2SiO3(或 2CO22H2O SiO32=2HCO3 H2SiO3)，反应 是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 H2 O；反应 是硅酸钠溶液与盐酸反应生成硅酸沉淀和氯化钠，反应的离子方程式为 SiO32 2H =H2SiO3，故答案为： CO2 H2OSiO32=CO32 H2SiO3(或 2CO2 2H2O Si
4、O32=2HCO3 H2SiO3 )； SiO2 2OH=SiO32H2O； SiO32 2H=H2SiO3。【点睛】由 A 是地壳中含量最高的两种元素形成的化合物确定A 为二氧化硅是推断的突破口。2A， 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
5、、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】CaSiO323232-SiO +2NaOH=NaSiO +H OSiO-C,D+2CO2+2H2O=H2SiO3 +2HCO3【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
6、 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（ 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
7、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。3 短周期主族元素X、 Y、Z、 W 原子序数依次增大，X、 Z、 W 均可形成酸性氧化物。X 的一种氢化物分子空间构型为三角锥型，YW 是氯碱工业的主要原料，Z 的最外层电子数为4，请回答以下问题：(1)表示氯碱工业生产原理的化学方程式为_ 。(2)X 的另一种氢化物X2H4 可作为火箭推进器燃料，其结构式为_。(3)Y 的氧化物中，有一种既含离子键又含共价键，该氧化物的电子式为_
8、。(4)Z 的氧化物属于晶体，工业制备Z 单质的化学方程式为_。(5)W单质是毒性很大的窒息性气体。工业上用X 气态氢化物的浓溶液检验W 单质是否泄露，写出反应的化学方程式_。【答案】2NaCl+2H2O2NaOH+H2 +Cl22C+SiO2CO +Si8NH3+3Cl2=6NH4Cl+N2【解析】【分析】短周期主族元素X、Y、 Z、 W 原子序数依次增大，X、 Z、W 均可形成酸性氧化物。X 的一种氢化物分子空间构型为三角锥型，该氢化物为氨气，在X 为 N 元素； YW 是氯碱工业的主要原料，该物质为NaCl，则 Y为 Na、 W 为 Cl 元素； Z 的最外层电子数为4，原子序数大于 N
9、a，则 Z 为 Si 元素，据此进行解答。【详解】根据分析可知， X 为 N 元素， Y 为 Na，Z 为 Si， W 为 Cl 元素。(1)氯碱工业中电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氢气和氯气，该反应的化学方程式为：2NaCl+2H O2NaOH+H +Cl；222(2)X2 H4 为 N2H4，其结构简式为NH2-NH2，每个氮原子形成三个化学键，N2H4 的结构式为；(3)Na 的氧化物中既含离子键又含共价键的为过氧化钠，过氧化钠为离子化合物，其电子式为；(4)Z 为 Si 元素，其氧化物为 SiO ，二氧化硅属于原子晶体；工业上用碳与二氧化硅在高温2下反应制取硅，该反应的化学方程式为：2C
10、+SiO22CO +Si；(5)W 单质为氯气，氯气是毒性很大的窒息性气体，X 气态氢化物为氨气，氯气与氨气反应生成氯化铵和氮气，结合电子守恒、质量守恒配平该反应的化学方程式为：8NH3+3Cl2=6NH4Cl+N2。【点睛】本题考查元素周期表、元素周期律的应用的知识，推断元素为解答关键，注意掌握元素周期律内容及常见化学用语的书写原则，物质的化学性质及物理性质，试题培养了学生的学以致用的能力。4 为探究某固体X(仅含两种短周期元素)的组成和性质。设计并完成如下实验：已知：气体 A 为氢化物，固体 B 是光导纤维的主要成分，固体E 为耐高温材料。请回答：(1)固体 X 的化学式为 _。(2)写出
11、反应 CD的离子方程式 _ 。(3)已知 NH3 与气体 A 在一定条件下反应后可得到一种耐高温材料(仅含两种元素，摩尔质量为 140 g mol 12)和 H ，写出该反应的化学方程式 _。【答案】 Mg2SiMg2+ + 2OH = Mg(OH)2 3SiH4+4NH3= Si3N4+12H2【解析】【分析】固体 B 是光导纤维的主要成分，则为二氧化硅，硅元素的质量为28281612.0 g =5.6g，根据逆分析法可知，A 中含硅元素，又为氢化物，则推出A 为2SiH4；固体 E 为耐高温材料，根据逆推法结合过量氢氧化钠溶液可知，该耐高温材料不是2416.0 g =9.6g，白色沉淀为氢
12、氧化镁，溶氧化铝，而应为氧化镁，镁元素的质量为24 16液 C 为硫酸镁溶液，根据元素守恒可知，固体X 含镁与硅元素，且原子个数比为9.6g5.6 g: =2:1，应为 Mg 2Si，据此分析作答。2428【详解】（1）依据上述分析可知，固体X 为 Mg 2Si，故答案为Mg 2Si；（2） CD是硫酸镁与过量氢氧化钠反应生成氢氧化镁的过程，其离子方程式为：Mg2+ + 2OH = Mg(OH)2，故答案为 Mg 2+ 2OH = Mg(OH)2；（3） NH3 与 SiH4 在一定条件下反应后可得到的一种耐高温材料中含N 与 Si，仅含两种元素，摩尔质量为140 g mol 1Si3N4 和
13、 H2，其化学方程式为： 3SiH4+4NH3=，则该化合物为Si3N4+12H2，故答案为 3SiH4 +4NH3= Si3N4+12H2。【点睛】需要注意的是，该题中的过量的氢氧化钠条件，若溶液C 为铝离子，则不会得到白色沉淀，而会转化为偏铝酸钠，学生要熟练掌握反应物的用量对产物的影响效果。5 已知A、 B、 C、 D、E 是中学常见的五种化合物。且A、 B、 C 均含有同一种元素，A 可用于呼吸面具中的氧气来源，B 是制备普通玻璃的主要成分之一，D 在常温下是一种常见液体， E 是一种两性氢氧化物，F 是一种非金属单质。它们之间有如下关系：A+D C+F， C+E盐 +D。（ 1）写出下
14、列物质的化学式： A_、 B_、 D_、 F_（ 2）写出 C+E盐 +D 的离子方程式 _ ；（ 3） E 中某元素的单质可与氧化铁发生铝热反应，写出其反应的化学方程式_ 。【答案】 Na2 223223-2-22 32 3ONa COH OO Al(OH) + OH= AlO+2H O2Al+Fe OAl O +2Fe【解析】【分析】A、 B、 C、 D、E 是中学常见的五种化合物。且A、 B、 C 均含有同一种元素，A 可用于呼吸面具中的氧气来源， A 为过氧化钠； B 是制备普通玻璃的主要成分之一，且含有钠元素，为碳酸钠； D 在常温下是一种常见液体，D 为水； E 是一种两性氢氧化物
15、，E为氢氧化铝；F 是一种非金属单质， A+D C+F，则 C 为氢氧化钠，F 为氧气；氢氧化钠能够与氢氧化铝反应生成偏铝酸钠和水，满足C+E盐+D，据此分析解答。【详解】(1)根据上述分析，A 为过氧化钠 ， B 为碳酸钠 ，C 为氢氧化钠，D 为水； E 为氢氧化铝；F为氧气，故答案为 Na2 22322O； Na CO ； H O； O ；(2)C+E 盐 +D 为氢氧化钠与氢氧化铝反应生成偏铝酸钠和水，氢氧化铝难溶于水，应该用化学式表示，反应的离子方程式为Al(OH)3-2-23-+ OH= AlO+2H O，故答案为Al(OH)+ OH=AlO-+2H O；22(3)铝与氧化铁发生铝
16、热反应，反应的化学方程式为2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe，故答案为2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe。6 设计如下实验探究某矿石（仅含四种短周期元素）的组成和性质，已知矿石含有一定的结晶水：（1）矿石的组成元素是H、 O 和 _、 _（填元素符号），化学式为_ 。（2）白色粉末3 溶于 NaOH 溶液的离子方程式是_。【答案】Mg， SiMgSiO-2- H2O32H2O2OH SiO2=SiO3【解析】根据流程图，矿石灼烧后生成无色气体1，冷凝后得到无色液体1，该无色液体为水，质量为 3.6g，物质的量为0.2mol ；白色粉末 2 能够溶于过量盐酸，得到白色胶状沉淀2，和无色溶液3
17、；根据盐酸提供的氢离子和氯离子分析，白色胶状沉淀2 可能是氯化银沉淀或硅酸沉淀；白色胶状沉淀2 灼烧得到白色粉末3，该物质能够溶于氢氧化钠溶液，说明白色粉末为二氧化硅，不可能为氯化银，因此白色胶状沉淀2 为硅酸；无色溶液 3 中加入过量氢氧化钠得到白色沉淀，说明白色沉淀3 为氢氧化镁 ， 5.8g 氢氧化镁的物质的量为0.1mol ，因此白色粉末2中含有 4g氧化镁和6g 二氧化硅，因此白色粉末2 为硅酸镁 。(1)根据上述分析，矿石的组成元素是H、 O、 Mg 和 Si，硅酸镁的质量为10g，物质的量为10 g3.6gMgSiO 2H O，故=0.1mol，水的物质的量为=0.2mol ，因
18、此化学式为100 g / mol18g / mol32答案为 Mg ； Si； MgSiO32H2O；(2)白色粉末3 为二氧化硅， 溶于 NaOH 溶液的离子方程式为2OH- SiO23 2- H2=SiOO，故答案为 2OH-232-2 SiO =SiOH O。点睛：本题考查了物质的组成和性质的推断。本题的难点是白色胶状沉淀2 和白色粉末 3的判断，可以根据反应物中有盐酸结合白色粉末3能够与氢氧化钠溶液反应考虑。7 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
19、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 ) ，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SiO2422232324HF=SiF 2H O SiO Na CONa SiO CO C 50%【解析】试题分析：
20、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 SiO2 ；C（SiO2）与烧碱反应生成 Na2SiO3 和 H2O，含 A元素的化合物D 为 Na2 SiO3。（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 SiO2，易与 SiO2 发生化学反应的酸是
21、氢氟酸，SiO2 与 HF 反应生成 SiF4 和 H2O，反应的化学方程式为SiO2+4HF=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CO2，不能选用普通玻璃坩埚熔化纯碱； B，石英玻璃的成分为SiO2， SiO2 与纯碱高温下反应生成 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
22、） SiO2 与石灰石的混合物充分反应，可能发生的反应有SiO2+CaCO3CaSiO3 +CO2 、CaCO3CaO+CO2，根据 C守恒， n（ CaCO3 ）=n（CO2） =11.2L=0.5mol ， m22.4L / mol（CaCO3） =0.5mol100g/mol=50g ，100g 混合物中石灰石的质量分数为50g100%=50%。100g8图中 X、 Y、 Z 为单质，其它为化合物，它们之间存在如图转化关系（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） 1mol E中含有mol化学键；M 中存在的化学键类
23、型为；R 的化学式是 _ 。（ 2）一定条件下， Z 与 H2 反应生成 ZH4， ZH4 的电子式为 _ 。（3）写出 A 与 Al 反应转化为X 的化学方程式。（4）写出A 和 D 的稀溶液反应生成 G 的离子方程式并标出电子转移的方向和数目。【答案】（ 1） 4 离子键、共价键H2SiO3（或 H4SiO4）（2）（ 3）8Al+3Fe3O49Fe+4Al2O3（需加入反应条件）（4）【解析】【分析】A 为磁性氧化铁，即四氧化三铁，则X 为铁， Y 为氧气， D 为硝酸， G 为硝酸铁， E 为不溶于水的酸性氧化物，则为二氧化硅，Z 为硅， M 为硅酸钠， R 为硅酸胶体。【详解】(1)
24、1 个“ SiO2”的结构为，在此结构片断中，含有的共价键数目为12+4 =4，2则 1molSiO+与 SiO 2-之间存在离子键，SiO 2-内 Si2 中含有 4 摩尔 Si-O 键。 M 为硅酸钠， Na33原子与 O 原子间存在共价键。 Na2SiO3 与 HNO3 发生复分解反应，生成的R 为 H2SiO3（或H4SiO4）。答案为： 4；离子键、共价键； H2SiO3(或 H4SiO4)；(2)二氧化硅和氢气反应生成四氢化硅，其电子式为：。答案为：；(3)铝和四氧化三铁反应生成氧化铝和铁，方程式为：8Al+3Fe O49Fe+4Al O 。答案为：3238Al+3Fe3O49Fe
25、+4Al2O3；(4)四氧化三铁和硝酸反应生成硝酸铁、一氧化氮和水，离子方程式为：。答案为：。【点睛】无机推断题必须抓住突破口，抓住物质的特征，例如磁性氧化铁为四氧化三铁，酸性氧化物能和氢氟酸反应的物质为二氧化硅。红褐色沉淀为氢氧化铁等。有些反应的条件也可做为突破口，例如使用催化剂的反应有：9 阅读下面信息，推断元素，按要求回答问题：信息问题 短周期元素 X、 Y、 Z、 W，原子序数依次增(1)X 一定不是 _；大，最外层电子数均不少于最内层电子数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的氧气反应，生成的氧化物有两种能溶于稀硫(2)这四种元素含有铝元素吗 ?_；酸，三
26、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2 H2SiO3Mg(OH)2 SiO3+ 2H【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
27、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)X1XXYZW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
28、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)。10 化学与人类社会可持续发展密切相关，能源、环境、材料以及日常生活等都离不开化学。(1) 硅是无机非金属材料的主角。请你举出两种含硅的材料名称_；铝制品表面因有一层氧化铝薄膜而经久耐用，但该氧化膜易被酸、碱破坏。若将氧化铝与氢氧化钠溶液作用，反应的离子方程式为_ 。(2) 氯气用于漂白时，实际上起漂白作用的物质不是Cl 2 而是它和水反应生成的_( 写化学式 ) 。缺铁性贫血患者补充的铁，通常以硫酸亚铁的形式，而硫酸铁则没有这种药效
29、。当用硫酸亚铁制成药片时外表要包有一层特殊的糖衣，这层糖衣的作用是_ 。(3) 从降低成本和减少环境污染的角度考虑，制取硫酸铜最好的方法是_( 填选项字母) 。A铜和浓硫酸反应B铜和稀硫酸反应C氧化铜和硫酸反应D铜与 Fe2(SO4) 3 溶液反应【答案】 玻璃、水泥、陶瓷、光导纤维等Al2O3 2OH =2AlO2- H2O HClO 防止 Fe2 被氧化 C【解析】 (1) 含硅的材料有玻璃、水泥、陶瓷和光导纤维等；氧化铝为两性氧化物，能与碱反应，其反应的离子方程式为： Al2O3 2OH =2AlO2- H2O。(2)Cl2 与水反应生成的HClO 具有强氧化性，具有漂白性，因此实际起漂白作用的物质是HClO； Fe2+容易被氧化，因此用硫酸亚铁制成药片时外表要包有一层特殊的糖衣，防止Fe2+被氧化而使药品失效。(3) 铜和浓硫酸反应会生成具有污染性的气体成本较高， A 错误；铜和稀硫酸不反应，SO2，同时生成1molCuSO4 消耗 2molH 2SO4，B 错误；氧化铜和稀硫酸反应的产物无污染性，且生成1molCuSO4 只需要消耗1molH 2SO4， C 正确；铜与Fe2(SO4)3 溶液反应生成的CuSO4中混有FeSO4 ，增加分离的成本，D 错误，故制取硫酸铜最好的方法是氧化铜和硫酸反应，答案选C。
