1、备战高考化学培优 ( 含解析 ) 之硅及其化合物推断题含答案解析一、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
2、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 +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
3、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 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
4、得到白色粉末1. 80g为 SiO2，物质的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. 0
5、3mol 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，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。3 有 A、 B、 C 三种不溶于水的固体。 A 是某元素的一种单质，它在氧气中完全燃烧得到一种无色气体，此气体能使澄清石灰水变浑浊，另外测得这种气体密度为同温、同压下氧
6、气密度的 1.375 倍。 B 固体能溶于热氢氧化钠溶液，再往所得溶液中加入过量盐酸时，析出白色胶状沉淀D。此沉淀干燥后，成为不溶于水的白色粉末，这是一种比碳酸酸性还弱的酸。将 B 与石灰石、纯碱按比例混合加热得到（1）根据以上事实，形成单质A 的元素名称为（2） B 固体溶于热氢氧化钠溶液的化学方程式是C， C 在高温时软化，无固定熔点。_， C 的名称为 _。_。（ 3）生成白色胶状沉淀 D 的化学方程式是 _。（ 4）由 B 制取 C 的化学方程式是 _。【答案】碳普通玻璃SiO2 2NaOH=Na2SiO3 H2ONa2SiO3 2HCl=2NaCl H2SiO3Na2CO3 SiO2
7、Na2SiO3 CO2 、CaCO3 SiO2CaSiO3 CO2 【解析】【分析】A 是某元素的一种单质，它在氧气中完全燃烧得到一种无色气体，此气体能使澄清石灰水变浑浊，这种气体为氧气密度的1.375倍 (标准状况)的气体，则该气体的相对分子质量=32 1.375=44，应是CO2，所以A 为碳， B 固体能溶于热氢氧化钠溶液，再往所得溶液中加入过量盐酸时，析出白色胶状沉淀，此沉淀干燥后，成为不溶于水的白色粉末，这是一种比碳酸酸性还弱的酸，则该酸应为硅酸，将B 与石灰石、纯碱按比例混合加热得到C， C在高温时软化，无固定熔点，该反应为工业制普通玻璃的反应，所以B 为SiO2， C 为普通玻璃
8、，据此答题。【详解】A 燃烧后生成的气体的相对分子质量为32 1.375 44，且能使澄清石灰水变浑浊，该气体是二氧化碳，则A 为碳元素的一种单质。B 物质能与氢氧化钠反应，且能继续与过量的盐酸反应生成一种比碳酸还弱的酸，则B 为二氧化硅。二氧化硅与石灰石、纯碱混合加热生成的C 在高温时软化且无固定熔点，可推知C 为普通玻璃；(1)根据以上事实，形成单质A 的元素名称为碳，C 的名称为普通玻璃；(2)B 为SiO2，其溶于热氢氧化钠溶液的化学方程式是SiO2 2NaOH=Na2SiO3 H2O；(3)在Na2SiO3 溶液中滴加稀HCl，生成白色胶状沉淀H2SiO3 的化学方程式是Na2SiO
9、32HCl=2NaCl H2SiO3；(4)由SiO2 制取普通玻璃的化学方程式是Na2CO3 SiO2Na2SiO3 CO2 、 CaCO3SiO2CaSiO3 CO2。4 设计如下实验探究橄榄石（仅含三种短周期元素）的组成和性质。（1）橄榄石的组成元素是O 和 _、 _ （填元素符号），化学式为_。（ 2）写出白色粉末 A 的一种用途： _ 。（3）白色粉末A 溶于 NaOH 溶液的离子方程式是_ 。【答案】 MgSi 2MgO SiO光导纤维等合理即可-2-+H2O2SiO2+2OH =SiO3【解析】【分析】【详解】橄榄石与盐酸反应后生成了白色胶状沉淀，推知该胶状沉淀为硅酸，灼烧后生成
10、二氧化硅，质量为 1.8g，则物质的量为1.8g0.03mol ，二氧化硅能溶于 NaOH 溶液生成60g / molNa SiO ，橄榄石与过量盐酸反应后的无色溶液，与过量的NaOH 溶液反应后，生成白色沉23Mg(OH)2，质量为3.48g，则物质的量为3.48g淀，该沉淀应是0.06mol ，因此该化58g / mol合物中，硅元素与镁元素的物质的量之比为1： 2，因此橄榄石的化学式为：2MgO SiO2；（1）根据以上分析可知，橄榄石的组成元素是O 和 Mg、 Si，化学式为2MgO SiO2，本题答案为： Mg； Si ； 2MgO SiO2；（ 2）白色粉末为二氧化硅，用途有：制造
11、玻璃、石英玻璃、水玻璃、光导纤维、电子工业的重要部件、光学仪器、工艺品和耐火材料的原料，本题答案为：光导纤维等；（3）白色粉未为二氧化硅，与NaOH 溶液反应的离子方程式为：-2-+H2O，SiO2+2OH =SiO3本题答案为： SiO2+2OH-=SiO32- +H2O。5 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， Si MgSiO32H2O 2OH- SiO2=SiO32- H2O【解析】根据流
12、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；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 。
13、(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 g3.6g=0.2mol ，因此化学式为MgSiO32H2O，故=0.1mol，水的物质的量为18g / mol100 g / mol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- SiO2=SiO32- H2O，故答案为 2OH- SiO2=SiO32- H2O。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
14、虑。6A、 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 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
15、程式（ H 用含 a、 b 的式子表示） _ 。【答案】 A： Cl24原子晶体-232-2Si （ s）： SiClSi + 2OH+ H O = SiO+2H +O2（ g） = SiO2 （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KI 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
16、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4SiCl 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- 232-2 ；+H O = SiO+2Ha?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 1mo
17、lSi 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 。7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
18、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-= Cl + 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Na2 SiO3； K 是NaClO； J 是H2SiO3。（ 1）形成单质D
19、的元素在周期表中的位置是第三周期第；（ 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；（ 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Na2CO3 ，所以最终产物是Na2 CO3。 (4) H 在高温下与碳反应方程式为2Si+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SiO +2C-量是 2mol ；（ 5）反应 的离子方程式是 Cl2 + 2OH =
20、 Cl + ClO+H2O；（ 6）反应 的化学方程式是 Na2323SiO + 2HCl = H SiO + 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、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。8 “生活无处不化学”，回答下列问题：（ 1）用白醋浸泡开水壶，第二天发现壶内水垢消失，开水壶又光洁如新了（水垢的主要成分是碳酸钙等）。该离子反应方程式为_。（2）食盐不慎洒落在天然气的火焰上，观察到的现象是_，该变化称为_反应。（3）沾有水的铁制器皿在高温火焰上会发黑，该反应的化学方程式是_。（ 4）面包在制作时会加入小苏打，利用其
21、加热产生气体的性质，可将小苏打作为膨松剂，该反应的化学方程式是 _ 。（ 5）光导纤维、沙子、石英和玛瑙的主要成分是_（填化学式）。（ 6）赏心悦目的雕花玻璃是用 _（填名称）对玻璃进行刻蚀而制成的。（ 7）使用“ 84”消毒液（含 NaClO）时，按一定比例将它与水混合，并在空气中浸泡一段时间，使 NaClO 与 H2O 及空气中的 CO2 充分反应，以达到杀菌消毒的效果更好的目的。将该反应的离子方程式补充完整：1ClO1CO2 1H 2O= _+_。【答案】 CaCO3 2CH 3COOH=Ca 22CH 3COOH 2O+CO 2火焰变成黄色焰高温Fe3O 4 4H 2 或 (3Fe+2
22、O2高温色 3Fe 4H 2 O(g)Fe3O4)2NaHCONa2 CO3 H 2 O+CO 22氢氟酸33SiOHClO HCO【解析】【详解】： (1) 发生反应为 CaCO3 +2CH3COOH(CH3 COO)2Ca+H2O+CO2，其离子反应为2+CaCO3+2CH3COOHCa +2CH3COO +H2O+CO2，故答案为： CaCO3+2CH3COOH Ca2+2CH3COO+H2O+CO2；(2)食盐不慎洒落在天然气的火焰上，观察到的现象是火焰变成黄色，该变化称为焰色反应，故答案为：火焰变成黄色；焰色；(3)沾有水的铁制器皿在高温火焰上会发黑，该反应的化学方程式是高温高温3F
23、e+4H2O(g)Fe3 O4+4H2，故答案为：3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2；(4)面包在制作时会加入小苏打，利用其加热产生气体的性质，可将小苏打作为膨松剂，该反应的化学方程式是2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2，故答案为：2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2；(5)光导纤维、沙子、石英和玛瑙的主要成分是SiO2，故答案为：SiO2；(6)赏心悦目的雕花玻璃是用氢氟酸对玻璃进行刻蚀而制成的，故答案为：氢氟酸；(7)使用 “ 84消”毒液 (含 NaClO)时，按一定比例将它与水混合，并在空气中浸泡一段时间，使 NaClO 与 H2O 及空气中的 CO2 充分反应，以
24、达到杀菌消毒的效果更好的目的，由电荷守恒22，故答案为： HClO；及原子守恒可知该反应的离子方程式为ClO3+CO +H O=HClO+HCO3。HCO9 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Na2SiO3 饱和溶液中，之后重复实验 的操作。（ 1）设计实验 的目的是 _ 。（二）性质实验中反应原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） SO
25、2 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Na2 3而不是水23SiO2SO+O2SOSO +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：2SO2+O22SO3；（3） SO2 能
26、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。10 请按要求完成下列各题：（1）硫单质与浓硫酸在加热条件下反应的化学方程式_（2）在水玻璃中通入过量二氧化碳，其总反应的离子方程式为_（3）将一小块钠投入到盛CuSO4 溶液的烧杯中，剧烈反应，放出气体并生成蓝色沉淀，其总反应的离子方程式为_（ 4）石灰乳与苦卤中的 Mg2+反应的离子方程式 _（ 5）成分为盐酸的洁厕灵与 “84消”毒液
27、混合使用，易中毒，其中反应的离子方程式为_（ 6）铁粉与水蒸气反应的化学方程式是_【答案】 S+2H242232-22 233-SO3SO +2H OSiO+2H O+2CO =H SiO +2HCO22+22+22+22+-2Na+2H O+Cu Cu(OH) +H +2NaCa(OH) +Mg=Mg(OH) +CaCl+ClO+ Cl +H O3Fe+4HO(g)Fe O +4H+2H222234【解析】【分析】(1)硫单质与浓硫酸在加热条件下生成SO2 和水；(2)在Na2SiO3 溶液中通入过量二氧化碳，生成硅酸沉淀和NaHCO3；(3)钠与硫酸铜溶液的反应实质为：钠与水反应生成氢氧化
28、钠和氢气，生成的氢氧化钠与铜离子反应生成氢氧化铜沉淀，据此写出反应的离子方程式；(4)石灰乳与苦卤中的Mg 2+反应生成Mg(OH)2 和 Ca2+；(5)酸性条件下，氯离子和次氯酸根离子反应生成氯气和水；(6)铁粉与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气。【详解】(1)硫单质与浓硫酸在加热条件下生成SO2 和水，发生反应的化学方程式为S+2H2SO43SO2 +2H2O；(2)在Na2SiO3 溶液中通入过量二氧化碳，生成硅酸沉淀和NaHCO3，发生反应的离子方程式为 SiO32-+2H2O+2CO2=H2 SiO3 +2HCO3-；(3)钠先与水反应生成氢氧化钠和氢气，生成的氢氧化钠与硫酸铜溶液反应生成氢氧化铜蓝色沉淀，反应的离子方程式为： 2Na+2H2O+Cu2+ Cu(OH)2 +H2 +2Na+；(4)石灰乳与苦卤中的 Mg 2+反应生成 Mg(OH)2 和 Ca2+，反应的离子方程式为2+2+；Ca(OH)2+Mg=Mg(OH)2 +Ca(5)酸性条件下，氯离子和次氯酸根离子反应生成氯气和水，离子方程式为Cl-+ClO-+2H+ Cl2 +H2O；(6)铁粉与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，反应的化学方程式是3Fe+4H2O(g)Fe3O4 +4H2。
