1、高考化学二轮硅及其化合物推断题专项培优易错试卷附答案解析一、硅及其化合物1 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）高温条件下白色粉末与焦炭发生置换反应，写出该反应的化学方程式_。【答案】 Mg=SiO 2H高温2SiO4或 2MgO SiO2Si 2COSiO2 2OH32O SiO22C【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
2、18g60g/mol 003mol，溶于氢氧化钠溶液得到无色溶液为硅酸钠溶液，说明无机盐量=. = .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003mol76g mol 2 28g420g 228g 1 92g，无色溶液中加入过量氢氧化钠= ./= .，金属质量 = .-.= .溶液生成白色沉淀则判断为Mg （OH）2，金属离子物质的量=3. 48g58g/ mol 0. 06mol ，质量为 0. 06mol 24g/ mol=1. 44g，不符合，则应为原硅酸根，物质的量为0. 03mol ，质量=0. 03mol 92g/ mol=2. 76g，金
3、属质量 4.20g- 2. 76g=1. 44g，物质的量=1. 44g 24g/ mol=0. 06mol ，得到 X 为 Mg2SiO4，则（ 1） X 的化学式是 Mg 2SiO4 或 2MgO SiO2。（2）白色粉末溶于氢氧化钠溶液的离子方程式是SiO2 2OH =SiO3 2 H2O。高温（3）高温条件下白色粉末与焦炭发生置换反应，该反应的化学方程式SiO2 2CSi2CO。2 有两种短周期元素X 、 Y， X元素原子的最外层电子数为a ，次外层电子数为b ； Y元素原子的M层（有电子）电子数为ab ， L 层电子数为ab。（1）推断元素名称和符号：X _、 _， Y _、 _。（
4、2） X 、 Y 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） X 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 Si C 2 3【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 (ab) ，则L层电子数为8a b 8，所以元，所以 素 X 原子有 2 个电子层，故b 2，所以 a 8 b 82 6，故 X 为 O 元素；故元素 Y 原子的 M 层电子数为 a b 62 4， Y 为 Si
5、 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 SiO 不与水反应，故A 错误；2B SiO 性质稳定，溶于HF 酸，不溶于其它酸，故B 错误；22C 正确；C SiO 与氢氧化钠反应生成硅酸钠与水，故2D 错误；D SiO 不与氯气反应，故故答案为： 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
6、电子数多少进行综合判断，注意二氧化硅性质的特殊性。3 下图中的每一方格表示相关的一种反应物或生成物。其中B 是一种单质，其余物质也都是含有 B 元素的化合物。 C 是一种钠盐， E 是 C 对应的酸， B 的结构类似金刚石， D 为氧化物。请回答下列问题：(1)A 、 D、E 的化学式分别为_、 _、 _。(2)A 和 B 的互相转化在工业上有什么实际意义？_ 。(3) 写出 DC反应的化学方程式： _ 。(4) 写出 ED反应的化学方程式： _ 。【答案】 SiClSiOHSiO粗硅提纯SiO SiO H OH SiOSiO H O422322NaOH=Na322322【解析】【分析】B 是
7、一种单质 , 其余物质都是含有 B 元素的化合物 ,B 的结构类似金刚石 ，则 B 属于原子晶体 , 结合转化关系可以知道 B 为 Si 元素 ，而 D 为 B 的氧化物 , 则 D 是 SiO2， A 为 SiCl 4， C 是一种钠盐 , 则 C 是 Na2SiO3，E 是 C 对应的酸 ，则 E 是 H2SiO3，结合对应物质的性质以及题目要求解答该题 。【详解】B 是一种单质 , 其余物质都是含有 B 元素的化合物 ,B 的结构类似金刚石 ，则 B 属于原子晶体 , 结合转化关系可以知道 B 为 Si 元素 ，而 D 为 B 的氧化物 , 则 D 是 SiO2， A 为 SiCl 4，
8、 C 是一种钠盐 , 则 C 是 Na2SiO3，E 是 C 对应的酸 ，则 E 是 H2SiO3，(1) 由以上分析可以知道 A 为 SiCl 4,D 为 SiO2,E 为 H2SiO3；因此，本题正确答案是 : SiCl 4 ， SiO2，H2SiO3。(2)四氯化硅与氢气反应生成硅和氯化氢，硅与氯气反应生成四氯化硅，因此 A 和 B 的互变实际意义是粗硅提纯；因此，本题正确答案是：粗硅提纯 ；(3) 二氧化硅和 NaOH 溶液反应生成硅酸钠 , 方程式为 SiO2 2NaOH=NaSiO3 H2O；因此，本题正确答案是 : SiO 22NaOH=NaSiO3 H2O。(4) H 2SiO
9、3 不稳定 , 加热分解可生成SiO2 , 方程式为 H2SiO3SiO2 H2O；因此，本题正确答案是 : H SiO3SiO H O。222【点睛】硅能够与氧气反应生成二氧化硅，硅酸加热分解产生二氧化硅；二氧化硅不溶于水，也不与水反应，不能用二氧化硅与水直接反应制备硅酸，因此要制备硅酸，可以先把二氧化硅溶于强碱溶液中，然后加入强酸，可以得到白色胶状沉淀硅酸。4 某课外学习小组对日常生活中不可缺少的调味品出苍白色火焰。 M 与其他物质的转化关系如图M 进行探究。已知 1 所示 (部分产物已略去C 可在)：D 中燃烧发(1)写出B 的电子式_。(2)若A 是一种非金属单质，且可用于制造半导体材
10、料，写出A 和 B 水溶液反应的离子方程式_ 。(3)若A 是CO2 气体，A 与B 溶液能够反应，反应后所得的溶液再与盐酸反应，生成的CO2物质的量与所用盐酸体积如图2 所示，则A 与B 溶液反应后溶液中所有溶质的化学式为_ ；c(HCl)=_mol/L。(4)若 A 是一种常见金属单质，且A 与 B 溶液能够反应，则将过量的F 溶液逐滴加入E 溶液，边加边振荡，所看到的实验现象是_ 。(5)若 A 是一种可用于做氮肥的化合物, A 和 B 反应可生成气体E， E 与 F、 E 与 D 相遇均冒白烟，且利用 E 与 D 的反应检验输送D 的管道是否泄露，写出E 与 D 反应的化学方程式为_
11、。(6)若 A 是一种溶液，可能含有、Al3H 、NH、 Mg 2、 Fe3、CO32- 、 SO4 2-中的某些离子，当向该溶液中加入 B 溶液时发现生成沉淀的物质的量随B 溶液的体积发生变化如图3 所示，由此可知，该溶液中肯定含有的离子是_ ，它们的物质的量浓度之比为 _。【答案】Si+2OH- +2H2O=SiO32-+2H2NaOH、 Na2CO30.05先有白色沉淀生成，随后沉淀逐渐减少最终消失3Cl32、Al3、NH 4、 SO2244 8NH=N 6NH Cl H2) 1 1 2 3c(H) c(Al3) c( NH 4 ) c(SO4【解析】【分析】(1) C 可在 D 中燃烧
12、发出苍白色火焰，为氢气与氯气反应生成HCl，可推知 C 为 H2 、D 为Cl 、 F 为 HCl，M 是日常生活中不可缺少的调味品，由转化关系可知，M 的溶液电解生成2氢气、氯气与B，可推知 M 为 NaCl、B 为 NaOH；(2)若 A 是一种非金属单质，且可用于制造半导体材料，则A 为 Si， Si 和 NaOH 的水溶液反应生成 Na232SiO和 H ；(3) 曲线中，从0.4L 0.6L 发生反应NaHCO3+HCl=NaCl+CO2 +H2O，该阶段消耗盐酸为200mL，而开始产生二氧化碳时消耗盐酸为400mL，大于200mL，所以溶液中的溶质成分NaOH、Na2CO3；(4)
13、 若A 是一种常见金属单质，且与NaOH 溶液能够反应，则A 为 Al， E 为NaAlO2，则将过量的HCl 溶液逐滴加入NaAlO2 溶液中，先生成氢氧化铝，而后氢氧化铝溶解；(5) 若 A 是一种氮肥，实验室可用A 和NaOH 反应制取气体E，则E 为NH3、 A 为铵盐，E与氯气相遇均冒白烟，且利用E 与氯气的反应检验输送氯气的管道是否泄露，则氨气与氯气反应生成氯化铵，同时生成氮气；(6) 由图可知，开始加入 NaOH 没有沉淀和气体产生，则一定有H+，一定没有 CO32-，后来有沉淀产生且最后消失，则一定没有Mg2+、 Fe3+，一定含有 Al3+；中间段沉淀的质量不变，应为 NH4
14、+OH-=NH3?H2O 的反应，则含有NH4+，由电荷守恒可知一定含有SO42-，根据各阶段消耗的 NaOH 体积结合离子方程式计算+)： n(Al3+n(H)： n(NH4 )之比，再结合电荷守恒计算与 n(SO2-)的比例关系，据此计算。4【详解】(1)B 为 NaOH，其电子式为；232，反应的离子方程式为-(2) A 为 Si，Si 和 NaOH 的水溶液反应生成 Na SiO和 HSi+2OH+2H2O=SiO32-+2H2；(3) 曲线中，从0.4L 0.6L 发生反应NaHCO3+HCl=NaCl+CO2 +H2O，该阶段消耗盐酸为200mL，而开始产生二氧化碳时消耗盐酸为40
15、0mL，大于 200mL，所以溶液中的溶质成分NaOH、Na2CO3；生成 0.01molCO 2 需要的盐酸为200mL，结合反应原理3220.01molNaHCO +HCl=NaCl+CO +H O，则 c(HCl)=0.05mol/L ；0.2L(4) 若 A 是一种常见金属单质，且与NaOH 溶液能够反应，则A 为 Al， E 为 NaAlO2，则将过量的 HCl 溶液逐滴加入 NaAlO2 溶液中，先生成氢氧化铝，而后氢氧化铝溶解，故看到的现象为：液中逐渐有白色絮状沉淀生成，且不断地增加，随后沉淀逐渐溶解最终消失；(5) 若 A 是一种氮肥，实验室可用 A 和 NaOH 反应制取气体
16、 E，则 E 为 NH3、 A 为铵盐， E与氯气相遇均冒白烟，且利用E 与氯气的反应检验输送氯气的管道是否泄露，则氨气与氯气反应生成氯化铵，同时生成氮气，反应方程式为：3Cl2 +8NH3 =N2+6NH4Cl，(6) 由图可知，开始加入NaOH 没有沉淀和气体产生，则一定有H+，一定没有 CO3 2-，后来有沉淀产生且最后消失，则一定没有Mg2+、 Fe3+，一定含有 Al3+；中间段沉淀的质量不变，应为 NH4+OH-=NH3?H2O 的反应，则含有NH4+，由电荷守恒可知一定含有SO42-，发生反应 H+-21 体积，发生反应3+-+OH =H O，氢离子消耗 NaOH 溶液的体积为A
17、l+3OH33 体积，发生反应4+-32=Al(OH)，铝离子消耗 NaOH 溶液的体积为NH +OH =NH ?H O，铵根消耗氢氧化钠为2 体积，则 n(H+)：n(Al3+)：n(NH4 +)=1：1： 2，由电荷守恒可知，n(H+)：n(Al3+)： n(NH4+42-+3+4+42-)=1： 1：2： 3。)： n(SO)=1： 1：2： 3，故 c(H )： c(Al )： c(NH)：c(SO5 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
18、一例：_。【答案】 Mg2SiO4 或 2MgOSiO2SiO2 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
19、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. 76g1 . 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。6 铁橄榄石是天然的铁矿石，由实验测得铁橄榄
20、石的摩尔质量为204 g mol -1，其中铁元素的质量分数为54.9%，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 为强碱，其焰色反应呈黄色，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，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 H G的化学方程式 ： _。【答案】Fe2 SiO4 或 2FeO?SiO4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3【解析】A J是中学化学
21、中的常见物质，G 是一种红褐色固体，G 为氢氧化铁，则H 为氢氧化亚铁， F 中含有铁离子， D 是一种难溶于水的含氧酸， D 为硅酸， J 是一种主要的温室气体，为二氧化碳， A 为强碱，其焰色反应呈黄色， A 为氢氧化钠，则 D 为二氧化硅， E 和 B 分J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，则B 为盐酸， E 为氯气，因此F 为氯化铁， C 为氯化亚铁。根据上述分析，铁橄榄石属于硅酸盐，且含有亚铁离子，设铁橄榄石的化学式为xFeOySiO2，摩尔质量为204 g mol-1 ，其中铁元素的质量分数为 54.9%，则 x= 20454.9%=2，因此 y=204
22、722=1，因此铁橄榄石化学式为56602FeO?SiO。(1)A 为氢氧化钠，电子式为，故答案为；(2)铁橄榄石的化学式为2FeO?SiO，故答案为 2FeO?SiO2；(3)H 的G化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，故答案为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。7X、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
23、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 H2 CuO 2Mg+CO2MgO+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2X、 Y 为单O ， X+A Y+B的反应为置换反应，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
24、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。8 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
25、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：(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
26、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 NH ； B、 E 分子中所含电子数都为18， B 不稳3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 N242H ； C 是工业制光导纤维的主要原料，C 是 SiO ； 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
27、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 NH3，B 是 H2 O2， C 是 SiO2， D 是 Si3N4， E 为 N2H4。(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+5O24NO+6H2O；(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，
28、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；(5) C 是 SiO2Si 单质，反应的化学方程式为：，可以与焦炭在高温下发生反应，制取SiO +2CSi+2CO。由于光线在 SiO 中会全反射，因此也可用作制光导纤维的原料。229 已知 A 是灰黑色的硬而脆的固体， B 是气态物质， AE 各种物质的相互转化关
29、系如下图所示。（1）写出 B、 D、E 三种物质的化学式：B_， D_，E_；（ 2）画出 A 的原子结构示意图 _；（ 3）写出 CA的化学方程式 _。【答案】 SiF42323442C+SiOSi+2CONa SiOH SiO或 H SiO【解析】【分析】A 是灰黑色的硬而脆的固体，且能溶于NaOH 溶液，可知A 为 Si，其与 F反应生成的 B 是2气态 SiF42223， Si 与 O 在加热条件下生成的C 为 SiO ， Si 溶于 NaOH 溶液生成的D 为 Na SiONa2SiO3 溶液中滴加稀酸生成不溶于水的E 为硅酸 (H2SiO3)，据此分析解题。【详解】(1)由分析可知
30、：B 的化学式为 SiF、 D 的化学式为 Na SiO 、E 的化学式为 H SiO ；42323(2)硅原子的核电荷数为14，其原子结构示意图为；(3)SiO2 在高温下和碳反应生成Si，反应的化学方程式为2C+SiOSi+2CO。10 实验对认识和研究物质性质有重要作用，回答下列相应问题。（一）为证明Na2SiO3 具有防火性能，同时做以下两个实验。实验 ：取一小木条，放入蒸馏水中，使之充分吸湿、浸透，取出稍沥干（不再滴液）后，放置在酒精灯外焰处。实验 ：另取一个相同的小木条，放入Na2 3 的操作。SiO 饱和溶液中，之后重复实验（ 1）设计实验 的目的是 _ 。（二）性质实验中反应原
31、理常用化学方程式表示。请用化学方程式各举一例，说明下列物质所具有的性质。（ 2） SO2 具有还原性 _。（3） SO2 具有酸性氧化物共同的性质_。（ 4）浓硫酸具有强氧化性 _ 。【答案】与实验作对照，证明起防火作用的是Na2SiO3 而不是水 2SO+O22SO3SO +2NaOH = Na SO + H OCu+2H SO(浓 )CuSO+ SO +2H O223224422【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。
