1、2020-2021 高考化学备考之硅及其化合物推断题压轴突破训练培优篇附答案一、硅及其化合物1 如图五角星上排列的A、 B、 C、D、 E 五种物质均为中学化学中常见的化合物，相互之间的连线表示两种物质能发生化学反应。A、 C、 E 均为氧化物， A 是人体呼出的气体之一；在实验室中B 可以用来制取 A，而 D 可以用来检验 A；C 和 E 反应能生成 D。(1)写出下列物质的化学式：A_，D_；(2)B 除了制取 A 之外的另一种用途是_ ；(3)C 和 E 反应的化学方程式为_(4)这五种物质之间两两发生反应，其中没有涉及的基本反应类型是_。【答案】 CO2222Ca(OH) 用于金属表面
2、除锈(制造药物、可帮助消化等 ) CaO H O=Ca(OH)分解反应和置换反应【解析】【分析】A 是人体呼出的主要气体，则A 为二氧化碳，在实验室中B 可以用来制取 A，而 D 可以用来检验 A ，则 D 为氢氧化钙， B 与 D 可反应，则 B 为盐酸； E 与 B, E 与 C 都反应，且A 、 C、 E 均为氧化物， E 与 C 反应生成的 D 为碱，则 C 为水， E 为氧化钙；【详解】(1)根据上述分析可知：A为CO2 D为Ca(OH) 222，；答案： CO； Ca(OH) ；(2)根据上述分析可知B 为盐酸，盐酸除用来制取二氧化碳外，还用来除去铁制品表面的铁锈；答案：用于金属表
3、面除锈(制造药物、可帮助消化等)；(3)根据上述分析可知C 为水， E 为氧化钙，氧化钙和水反应生成氢氧化钙，其化学方程式为 CaOH2 O=Ca(OH)2 ；答案： CaO H2O=Ca(OH)2 ；(4) 该五角星的位置中有化合反应，如H2O 与CaO、 CO2 的反应都是化合反应；CO2 与Ca(OH)2 的反应是复分解反应， HCl 和 CaO、 Ca(OH)2 的反应都是复分解反应，没有涉及分解反应和置换反应。答案：分解反应和置换反应。2 在如图所示的物质相互转化关系中，A 是一种固体单质，E是一种白色不溶于水的物质。据此填空。（1）写出各物质的化学式：A _、 B_、 C_、D _
4、、 E_、 F_。（2） B 与 a 溶液反应的离子方程式是_。（3） A 与 a 溶液反应的离子方程式是_。【答案】Si SiO2- H2O2 Na2SiO3 H2O H2SiO3 H2 SiO2 2OH =SiO3Si 2OHH2O=SiO32- 2H2【解析】【分析】C 中加入过量HCl 产生不溶于盐酸的白色沉淀，推知E 可能是硅酸， A 可能是 Si，代入题目验证， a 溶液是强碱（如NaOH）溶液或HF 溶液，而Si 和 SiO2 与 NaOH 溶液反应均生成Na2SiO3 Na2SiO3 与过量盐酸反应生成NaCl 和 H2SiO3 白色沉淀： H2SiO3SiO2+H2O，与题意
5、相符 Si 和 SiO2与 HF 溶液反应均生成44与盐酸不反应因此A 是 Si， B 是SiF， SiFSiO2， C 是 Na2SiO3（或 K2SiO3）， D 是 H2O， E是 H2SiO3 ， F 是 H2， a 是 NaOH（或 KOH），据此回答问题。【详解】（1）由以上分析可知A 是Si， B 是SiO2， C 是Na2SiO3， D 是H2O， E 是 H2SiO3， F 是H2；答案： Si； SiO2； Na2SiO3； H2O； H2 SiO3； H2；（2） B 和 a 溶液反应是二氧化硅和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-=Si
6、O32-+H2O；答案： SiO2 +2OH-=SiO32- +H2O（3） A 和 a 溶液反应是硅和氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和氢气，反应的离子方程式为Si+2OH-+H2O=SiO3 2+2H2；答案： Si+2OH-+H2O=SiO32+2H23 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的离子方程式：_ ；【答案】 Si Na2 32322Si+2CO232-22332-SiOH SiOSiOSiO
7、 +2CCO + SiO+H O=H SiO +CO【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 S
8、iO2； 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 H2323受热分解得 D 为SiO ， H SiOSiO ， 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 SiO ， 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
9、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。4 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）写出下列物质的化学式： A_、 B_、 D_、 F_（ 2）写出 C+E盐 +D 的
10、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_ 。-Al2O3+2Fe【答案】 Na2 O2 Na2CO3 H2O O2 Al(OH)3 + OH= AlO2 +2H2O 2Al+Fe2O3【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，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
11、；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 Na2O2； Na2CO3； H2O； O2；(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 + OH-= AlO2- +2H2O，故答案为Al(OH)3 + OH-=-AlO2 +2H2O；(3)铝与氧化铁发生铝热反应，反应的化学方程式为2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe，故答案为2Al+Fe
12、2O3Al2O3+2Fe。5A、 B、 C、 D、 E 代表单质或化合物，它们之间的相互转换关系如下图所示。A 为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质。请填空：（1）写出物质 C 的化学式。（2）写出 B 和碳高温反应生成A 和 E 的化学方程式是。（3）写出 BD反应的离子反应方程式。【答案】（ 1） CaSiO3（2） SiO2+2CSi+2CO（3） SiO2+2OH322=SiO+HO【解析】A 为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质， A 是硅；二氧化硅与碳单质反应生成硅和CO， E 是 CO、 B 是 SiO ； SiO 与氧化钙高温生成硅酸钙，C 是硅酸钙； SiO与氢氧化钠溶2
13、22液反应生成硅酸钠和水，D 是硅酸钠。（1）根据以上分析可知可知物质C的化学式为CaSiO32。（ 2） SiO 和碳高温反应生成硅和CO的化学方程式是 SiO +2CSi+2CO。（ 3 ）BD反应的离子反应方程式22 +H2O。SiO2+2OH SiO36 图中 X、 Y、 Z 为单质，其他为化学物，它们之间存在如下转化关系(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)元素 X 在元素周期表中的位置为第_周期 _族。(2)一定条件下， Z 能与 H2 反应生成ZH4，写出 Z 与 NaOH 反应的化学方程式_(3)写出由
14、Y 与 NO、 H2O 生成 D 反应的化学方程式：_ 。(4)X 在高温下能与水蒸气反应，请写出该反应的化学方程式：_(5)向含 4mol D 的稀溶液中，逐渐加入 X 粉末至过量。假设生成的气体只有一种，请在坐标系中画出 n(X2+)随 n(X)变化的示意图，并标出 n(X2+)的最大值。_【答案】四 Si+2NaOH+H232223O=Na SiO +2H4NO+3O +2H O=4HNO 3Fe +4H2OFe3O4 + 4H2【解析】【分析】A 俗称磁性氧化铁，则A 为 Fe3 O4； E 是不溶于水的酸性氧化物，能与氢氟酸反应，则E 是SiO2，根据转化关系，可知X 为铁、 Y 为
15、 O2、 Z 为 Si、 D 为 HNO3、 M 为 Na2SiO3 、G 为Fe(NO3)3， R 为 H2SiO3 。【详解】A 俗称磁性氧化铁，则A 为 Fe3 O4； E 是不溶于水的酸性氧化物，能与氢氟酸反应，则E 是SiO2，根据转化关系，可知X 为铁、 Y 为 O2、 Z 为 Si、 D 为 HNO3、 M 为 Na2SiO3 、G 为Fe(NO3)3， R 为 H2SiO3；(1)元素 X 为 Fe，核电荷数为26，其在元素周期表中的位置为第四周期族；(2)Z 为 Si，能溶于 NaOH 溶液生成硅酸钠、氢气和水，发生反应的化学方程式为 Si+2NaOH+HO=Na2 SiO3
16、+2H2；(3)Y 为 O2， NO 与 O2 按一定比例通入水中生成HNO3，发生反应的化学方程式4NO+3O +2H O=4HNO ；223(4)Fe 在高温下能与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，发生反应的化学方程式为3Fe +4H2OFe3O4 + 4H2；(5)铁和稀硝酸反应，开始铁全部被硝酸氧化为硝酸铁，故开始阶段Fe2+的量为 0，随着铁的加入，多余的铁又和Fe3+反应而生成Fe2+，故 Fe2+的量逐渐会增大直至到最大值，以后不变，反应过程中生成的气体为NO，令 Fe2+的最大物质的量为xmol，根据电子转移守恒可知， NO 的物质的量 = xmol 2 ，根据 N 元素守恒可知
17、：xmol2+2x mol=4 mol ，解得33x=1.5，根据电子转移守恒可知，由Fe+2Fe3+=3Fe2+，可知开始产生NO 时 Fe 的物质的量等于 Fe3+的物质的量，即为 1.5mol 2=1mol ，故 n(Fe2+)随 n(Fe)变化的示意图为：3。7 现有下列物质：NaHCO3 Al(OH)3 SiO2 SO2，请同学们按要求用序号填空：（ 1）用来制备发酵粉和中和胃酸的是_；（ 2）能使酸性 KMnO4 溶液褪色的是 _；（ 3）实验室用来制耐火坩埚的是 _；（ 4）既能与氢氧化钠反应，又能与稀盐酸反应的是 _ 。【答案】 【解析】【分析】根据已有的知识进行分析，碳酸氢钠
18、俗称小苏打，因水解溶液显弱碱性，能和酸反应；Al(OH)3 既能和酸，也能和碱反应；SiO2 高熔点，耐高温；SO2 有还原性，有漂白性，据此解答。【详解】(1)碳酸氢钠俗称小苏打，不稳定且水溶液显弱碱性，能和盐酸反应，常用来制备发酵粉和中和胃酸；(2)SO2 有还原性，能使酸性KMnO4 溶液褪色；(3)SiO2 高熔点，耐高温，实验室用来制耐火坩埚；(4)Al(OH)3 既能与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠，又能与稀盐酸反应生成AlCl3。8 铝硅合金材料性能优良。铝土矿（含30% SiO2 、40. 8% Al2O3 和少量 Fe2O3 等）干法制取该合金的工艺如下：（ 1）焙烧除铁反应： 4
19、(NH4)2SO4+Fe2O3 2NH4Fe(SO4)2+3H2O+6NH3（少部分 Al2 O3 发生类似反应）。氧化物转化为硫酸盐的百分率与温度的关系如下图，最适宜焙烧温度为_。指出气体I 的用途 _（任写一种）。（2）操作包括：加水溶解、过滤 _、 _ 。若所得溶液中加入过量NaOH溶液，含铝微粒发生反应的离子方程式为_（ 3）用焦炭还原 SiO2 发生反应的化学方程式为 _【答案】 300 制氮肥或用硫酸吸收气体（氨气）循环到焙烧过程中洗涤干燥Al 3+4OH -+2H 2O2C+SiO 22CO +Si=AlO 2【解析】【分析】铝土矿（含30% SiO2 、40. 8% Al2O3
20、 和少量 Fe2O3 等）加硫酸铵焙烧，Fe2O3 转化为NH Fe(SO )同时生成氨气，加水溶解、过滤，滤渣为SiO和 Al O，用焦炭在高温条件下44 2223还原 SiO2 、Al2O3 得到硅铝熔体，在加纯铝搅拌，得到硅铝合金，据此分析解答。【详解】（1）焙烧时尽可能是氧化铁反应，而氧化铝不反应，由图可知在300时，氧化铁转化为硫酸盐的百分率很高，而氧化铝转化为硫酸盐的百分率最低，所以最适宜焙烧温度为300 ；气体为氨气，氨气可以用于制氮肥，也可以用硫酸吸收来备硫酸铵循环到焙烧过程中；故答案为： 300 ；制氮肥或用硫酸吸收气体（氨气）循环到焙烧过程中；（2）由流程分析可知，操作应包
21、括：加水溶解、过滤、洗涤、干燥；溶液中含有铝离子与氢氧根离子生成偏铝酸根离子，其反应的离子方程式为：Al 3+4OH -=AlO 2-+2H 2O；故答案为：洗涤；干燥；Al3+-+4OH =AlO 2 +2H 2O；（3）在高温条件下，焦炭与SiO2 反应生成 Si 和 CO，其反应的方程式为：2C+SiO 22CO +Si，故答案为： 2C+SiO 22CO +Si 。【点睛】本题考查了物质分离和提纯基本操作，注重信息与所学知识的结合分析解决问题，侧重知识迁移应用能力的考查，注意把握流程中发生的化学反应为解答的关键。9 用氮化硅(Si3N4) 陶瓷代替金属制造发动机的耐热部件, 能大幅度提
22、高发动机的热效率。工业上用化学气相沉积法制备氮化硅, 反应如下:3SiCl4 +2N 2 +6H2Si 3N4 +12HCl 。完成下列填空 :(1) 氮化硅可用于制造发动机的耐热部件, 因为它属于 _晶体。有关氮化硅的上述反应中 , 原子最外层只有一个未成对电子的元素是_( 填写元素符号 ); 属于非极性分子的化合物的电子式是_。(2) 比较 Si 和 Cl 两种元素非金属性强弱的方法是_。a. 比较两种元素的气态氢化物的沸点b. 比较两种元素的原子获得一个电子时释放能量的大小c. 比较相同条件下两种元素氢化物水溶液的酸性强弱(3)Si与 Al 、 Be 具有相似的化学性质, 因为 _( 简
23、述理由 ), 写出 Si 与强碱溶液反应的离子反应方程式: _。【答案】原子 H、 Clb 处在金属与非金属的分界线上-2-Si+2OH+H O=SiO23+2H2【解析】 （1）氮化硅是一种新型的无机非金属材料，耐高温，属于原子晶体；H、 N、 Si、 Cl 四种原子的最外层电子构型分别为1s1、 2s22p3、 3s23p2、 3s23p5，最外层未成对电子数分别为1、 3、2、 1，所以原子最外层只有一个未成对电子的元素是H 和 Cl； SiCl4为非极性分子，其电子式为：。（2）气态氢化物沸点的大小与分子间作用力及氢键有关，与非金属性无关，a 错误；原子获得一个电子时释放的能量越大，元
24、素的非金属性越大，b 正确；最高价氧化物的水化物的酸性越强，元素的非金属性越大，而不是指氢化物的酸性，c 错误，故可以比较Si 和 Cl两种元素非金属性强弱的方法是答案b。（3） Si、 Al、 Be 三种元素均处于金属与非金属元素的交界处，所以三者的化学性质相似；Si 与强碱溶液反应的离子反应方程式为：-232-2Si+2OH+H O=SiO+2H 。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
25、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） 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。
