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及答案一、硅及其化合物1A、 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】
2、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与 C反应生成 Si、 CO，其化学反应方程式为：高温2SiO +2CSi+2CO，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
3、为：高温高温SiO2CaOCaSiO3，故答案为：SiO2 CaOCaSiO3；+（4） D 为 Na2SiO3，其溶液中通入过量CO2，其化学反应方程式为：Na2SiO3+2H2O+2CO232332-+2H223-+H232NaHCOH SiO，其离子方程式为：SiOO 2CO2HCOSiO，故答案为：+=2-+2H223-+H233SiOO+2CO =2HCOSiO 。2 在下列物质的转化关系中， A 是一种固体物质， E 是一种白色沉淀，据此填写下列空白：(1)B 的化学式是 _， B 在固态时属于 _晶体， 1mol 含有的共价键数目是_NA。(2)E 的化学式是 _。(3)B 和
4、a 溶液反应的离子方程式是_(4)A 和 a 溶液反应的化学方程式是_【答案】 SiO2原子232 SiO 32H 224 H SiOSiO 2OHO Si 2NaOHH ONa2SiO 3 2H 2【解析】【分析】A 是一种固体单质，与氧气反应得到B 为氧化物， E 是一种白色沉淀且不溶于盐酸，E 加热分解得到 B ，所以 E 为 H2SiO 3，结合转化关系，可知A 为 Si，B 为 SiO 2， a 为强碱溶液，如 NaOH 溶液， G 为 Na2SiO 3， D 为 H2O， F 为 H 2。【详解】（1）由上述分析可知，B 是 SiO 2， SiO2 由硅原子和氧原子通过共用电子对形
5、成空间网状结构，在固态时属于原子晶体，每个硅原子和四个氧原子形成四个共价键，1mol 含有的共价键数目是 4NA。故答案为： SiO 2；原子； 4；（2）由上述分析可知，E 为 H2SiO 3，故答案为： H 2SiO 3；（3）二氧化硅与强碱溶液反应生成硅酸盐与水，反应的离子方程式为：SiO 2+2OH =SiO 32+H2O；故答案为： SiO 2=SiO3 22+2OH+H O；（4） Si 与氢氧化钠反应生成硅酸钠与氢气，反应方程式为：Si+2NaOH+H 2O=Na 2SiO3+2H 2，故答案为： Si+2NaOH+H 2O=Na 2SiO3+2H 2。【点睛】本题考查无机物推断
6、， B 为氧化物、 E 为不溶于盐酸的白色沉淀为推断突破口，需要学生熟练掌握元素化合物性质。3A、 B、 C、 D、 E 五种物质中均含有同一种非金属元素，他们能发生如图所示的转化关系。若该元素用 R 表示，则 A 为 R 的氧化物， D 与 NaOH 溶液反应生成 C 和 H2。请回答：(1)写出对应物质的化学式：A_ ； C_；E_。(2)反应 的化学方程式为 _ 。(3)反应 的离子方程式为 _ 。(4)H2CO3 的酸性强于 E 的，请用离子方程式予以证明：_ 。【答案】 SiO2Na2SiO3 H2SiO3(或 H4SiO4) SiO2 2CSi 2CO Si2OH2-2H2- CO
7、2-2- 2COH2O=SiO32 SiO32 H2O=H2SiO3 CO3(或 SiO322H2O=H2SiO3 2HCO3-)【解析】【分析】【详解】A、 B、 C、 D、E 五种物质中均含有同一种非金属元素，该元素（用R 表示）的单质能与NaOH 溶液反应生成盐和氢气，则可推知该元素为硅元素，根据题中各物质转化关系，结合硅及其化合物相关知识可知，A 与焦碳高温下生成D，则 A 为 SiO2， D 为 Si， C 为NaSiO ，根据反应 或反应 都可推得B 为 CaSiO，根据反应 推知 E 为 H SiO ；23323（1）由以上分析可知A为SiO2， C 为2323Na SiO ，
8、E 为H SiO ；（2）反应 的化学方程式为 2C+SiOSi+2CO；（ 3）反应 的离子方程式为 Si+2OH-+H2O SiO32-+2H2；（ 4） H2CO3 的酸性强于 H2SiO3 的酸性，可在硅酸钠溶液中通入二氧化碳，如生成硅酸沉淀，可说明，反应的离子方程式为SiO2-2-3+CO2+H2O H2SiO3 +CO3。4X、Y、 Z、 W 四种物质有如下相互转化关系（其中X、 W 为单质， Y、 Z 为化合物，未列出反应条件）。（1）若 X 的摩尔质量是 W 的 2倍，工业上 Z 可作优质的耐高温材料。W 为黑色固体，则Y 的化学式 _ 。（2）若固体W是紫红色，且向溶液Z中滴
9、入氯水，再滴入2滴KSCN溶液，溶液呈血红色。则写出 X+Y=Z+W 的离子方程式 _ 。（3）若晶体 W 是一种重要的半导体材料，实验室可用澄清石灰水来检验Z 的燃烧产物。写出 Y 与 NaOH 溶液反应的化学方程式_ 。2+2+【答案】 CO2 Fe+Cu =Fe +Cu SiO2+2NaOH=Na2SiO3 +H2O【解析】（1） X、 W 为单质， Y、 Z 为化合物 ， W 为黑色固体，应为 C 单质， X 的摩尔质量是W 的 2倍， Z 可作优质的耐高温材料， X 为 Mg ， Z 为 MgO， Y 为 CO2。（2）向溶液 Z 中滴入氯水，再滴入 2滴 KSCN溶液，溶液呈血红色
10、，则Z 为 Fe2+， W 是紫红色固体，则 W 为 Cu， X+Y=Z+W反应方程式为： Fe+Cu2+=Fe2+Cu。（3）晶体 W 是一种重要的半导体材料，则W 是 Si；实验室可用澄清石灰水来检验Z 的燃烧产物，则 Z 的燃烧产物为 CO22，化合物 Z 为 CO，则 X 为 C 单质， Y为 SiO ， Y 与 NaOH溶液反应的化学方程式为：SiO2232+2NaOH=Na SiO +H O。5 某无色稀溶液 X 中，可能含有下表所列离子中的某几种。现取该溶液适量，向其中加入某试剂 Y，产生沉淀的物质的量 (n) 与加入试剂的体积 (V) 的关系如图所示。(1) 若 Y 是盐酸，所
11、得到的关系图如图甲所示，则oa 段转化为沉淀的离子( 指来源于 X 溶液的，下同 ) 是 _，ab 段发生反应的离子是_， bc 段发生反应的离子方程式是_。(2) 若 Y 是 NaOH溶液，所得到的关系图如图乙所示，则X 中一定含有的离子是_，假设 X 溶液中只含这几种离子，则溶液中各离子物质的量之比为_， ab段反应的离子方程式为_。2-2-+Al(OH) 3=Al3+3H2OAl3+2+Cl-【答案】 SiO3、 AlO233HMgNH 42:1:4:12CO4+-32NH +OHNH?H O【解析】【分析】无色溶液中不可能含有Fe3+离子。（1）如果Y 是盐酸，向溶液中加盐酸，先生成沉
12、淀，当a-b段时，沉淀的量不变化，盐酸和碳酸根离子反应生成气体，则溶液中不含镁离子、铝离子；当b-c 段时沉淀的质量减少，部分沉淀和盐酸反应，部分沉淀和盐酸不反应，说明溶液中有硅酸根离子和偏铝酸根离子，弱酸根离子和铵根离子能双水解，所以溶液中含有的阳离子是钠离子；（2）若Y 是氢氧化钠，向溶液中加氢氧化钠溶液，先生成沉淀，当a-b 段时，沉淀的量不变化，氢氧化钠和铵根离子反应生成气体；当b-c 段时沉淀的质量减少，部分沉淀和氢氧化钠反应，部分沉淀不反应，说明溶液中有铝根离子和镁离子，则溶液中不含硅酸根离子、碳酸根离子和偏铝酸根离子，所以溶液中含有的阴离子是氯离子。【详解】（1）如果 Y 是盐酸
13、，由图可知，向溶液中加盐酸，先生成沉淀后沉淀部分溶解，则溶液中可能含 SiO32- 、 AlO2-，不含 Al3+、 Mg2+； ab 段，沉淀的量没有变化，说明溶液中含有CO32-，盐酸和碳酸根离子反应，反应的离子方程式依次为CO32-+H+HCO3-和 HCO3-+H+H2O+CO2； bc 段 ,氢氧化铝沉淀与盐酸反应生成偏铝酸钠和水，硅酸沉淀不反应，沉淀部分溶解，反应的离子方程式为3H+ +Al(OH)3 =Al3+ +3H2O，故答案为：SiO32 、 AlO2 ；2-+3+23； 3H3+3HO；CO+Al(OH) =Al（2）若 Y 是氢氧化钠，由图可知，向溶液中加氢氧化钠溶液，
14、先生成沉淀，溶液中可能含Al3+、 Mg2+或两者中的一种，由于弱碱阳离子和弱酸的阴离子会双水解而不能共存，即溶液中不含 CO32-、 SiO32-、 AlO2- ，由于溶液一定要保持电中性，故溶液中一定含Cl-； ab 段，沉淀的量不变化，是氢氧化钠和铵根离子反应生成气体：NH4+OH- NH3?H2O，即溶液中含NH4+； bc 段，沉淀的质量减少但没有完全溶解，即部分沉淀和氢氧化钠反应，部分沉淀不反应，说明溶液中有 Al3+、Mg2+， bc 段的反应的离子方程式为Al（ OH）3 +OH- AlO2-2Al3+、 Mg2+、 NH4+、 Cl-；由于溶液中有 Al3+、 Mg2+， o
15、a 段+2H O，则 X 中一定含有的离子是转化为沉淀的离子是 Al3+、Mg2+， ab 段是氢氧化钠和铵根离子反应生成气体，反应的离子方程式为 NH4+OH- NH3H2O；溶液中有Al3+、 Mg 2+，即沉淀中含 Al（ OH） 3 和 Mg （ OH）?2，故 bc 段的反应离子方程式为Al（ OH） 3+OH- AlO2-+2H2O， NH4+反应需要 NaOH 的体积是 2V，由于 Al（ OH） 3 溶解时需要的NaOH 的体积是 V，则生成 Al（ OH） 3 需要的 NaOH的体积是3V，而生成 Mg（ OH） 2 和 Al（OH）3 共消耗 NaOH 的体积为 4V，则生
16、成 Mg（OH）2需要 NaOH 溶液的体积是V，则 n（ Al3+）： n（ Mg 2+）： n（ NH4+） =2： 1：4，根据溶液要呈电中性，即有：3n（ Al3+） +2n（ Mg 2+） +n（ NH4+） =n（ Cl-），故 n （Cl-）=12，即有： n（ Al3+） ： n（ Mg2+）： n（ NH4+）： n（Cl-） =2： 1： 4：12，故答案为： Al3+、 Mg 2+、NH4+、 Cl-； 2： 1：4： 12； NH4+OH- NH3 ?H2O。【点睛】本题考查无机物的推断，注意根据溶液的颜色结合题给图象确定溶液中存在的离子，再结合物质之间的反应来确定微粒
17、的量是解答关键。6A、 B、 C、 D、 E、 F 六种物质的相互转化关系如图所示（反应条件和部分副产物未标出），其中反应是置换反应。（ 1）若 A、D、 F 都是非金属单质，且 A、 D 所含元素在周期表中同一列， A、 F 所含元素在周期表中同一横行，则反应的化学方程式是_。（ 2）若 A 是常见的金属单质， D、F 是气态单质，反应在水溶液中进行，则反应（在水溶液中进行）的离子方程式是 _ ；（ 3）若 B、 C、 F 都是气态单质，且 B 有毒，和两个反应中都有水生成，反应需要放电才能发生， A、 D 相遇有白烟生成，反应的化学方程式是_。（4）若 A、D 为单质，且 A 原子核内所含
18、质子数是D 的 2 倍， B 是参与大气循环的一种物质，和两个反应中都有红棕色气体生成，反应的化学方程式是_。【答案】 SiO2 2CSi 2CO2Fe2 Cl2 2Fe3 2Cl4NH3 5O4NO 6H O C 4HNOCO 4NO2 4H O22322【解析】【分析】【详解】（1）若 A、 D、 F 都是非金属单质，反应是置换反应，A、 D 同主族，根据框图可知，A与 F 生成 E， C 与 F 也能生成 E，因此只能是 SiO2与 C 反应，则2是A 是 C、 B 是 SiO 、 C高温CO、 D 是 Si， E 是 CO2、 F 是 O2。反应的方程式为SiO22CSi 2CO 。（
19、2）若 A 是常见的金属单质，反应是置换反应，D、 F 是气态单质，根据框图可知，A与 F 生成 E， C 与 F 也能生成 E，因此 A 只能为 Fe，D 为 H2 ，F 为 Cl2，B 为 HCl， C 为FeCl2， E 为 FeCl3。反应的方程式为2 Cl32Cl 。2Fe2 2Fe（ 3）若 B、 C、 F 都是气态单质，且 B 有毒，和两个反应中都有水生成，反应需要放电才能发生， A、 D 相遇有白烟生成，所以 A 是氨气， B 是氯气， C 是氮气， D 是氯化氢， F是氧气， E 是 NO，反应的化学方程式是4NH3 5O2催化剂4NO6H2O。（4）若 A、 D 为短周期元
20、素单质，且所含元素的原子序数A 是 D 的 2 倍，所含元素的原子核外最外层电子数 D 是 A 的 2 倍， B 是参与大气循环的一种物质，反应是置换反应，根据框图可知， A 为 Mg， D 为 C，B 为 CO2 ， C 为 MgO，又知和两个反应中都有红棕色气体生成， F 为 HNO33222。反应的化学方程式是C 4HNOCO 4NO 4H O。【点晴】解框图题的方法的最关键的是寻找“” “”“ ”突破口， 突破口就是抓特 字，例如特殊颜色、特殊状态、特殊气味、特殊反应、特殊现象、特殊制法、特殊用途等。7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
21、）。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，
22、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)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1molSiO2 中含有+与 SiO 2-之间存在离子键，SiO 2-内 Si4 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H SiO ）。答案为：4；离子键、共价键； H SiO (或 H SiO )；442344(2)二氧化硅和氢气反应生成四氢
23、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+3Fe3O49Fe+4Al2O3。答案为：8Al+3Fe3O49Fe+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：8X、Y、 Z 为常见的三种单质，Z 是绿色植物光合作用的产物之一，A、 B 为常见化合物。它们在一定条件下可发生如图所示的反应（均是在非溶液中进行的反
24、应）：（ 1）画出 Z 的原子结构示意图 _；（ 2）当 X 为金属， Y 为非金属时， A 可能的电子式为 _或 _；（ 3）当 X 为非金属， Y 为金属时， X 可能的化学式为 _或 _；（4）当 X 与 Y 均为金属时，写出X 与 A 反应的化学方程式_；（5）当 X 与 Y 均为非金属时，若X 与 Y 同主族，写出X 与 A 反应的化学方程式_ ；若 X 与化学方程式 _ 。Y 不在同一主族，写出X 与A 反应的【答案】CH22Al+ Fe2O32Fe+Al2O3C+SiO2Si+CO2C+H2OH2+CO【解析】【分析】先根据 C 是单质且C 是绿色植物光合作用的产物之一，判断气反
25、应，得出X、 Y 是含氧化合物，然后采用假设的方法分析C是氧气，A、 B 是单质，与氧【详解】C 是单质且C 是绿色植物光合作用的产物之一，所以应生成含氧化合物，A+XB+Y，属置换反应C 是O2 A、 B 是单质，分别与O2 反（2）如果 X 是钠， Y 是氢气， A 就是 H2O， B 就是 NaOH，钠与水反应的方程式为2Na+2H2O=2NaOH+H2 ；（ 3）当 X 为非金属， Y 为金属时，就是以氢气或一氧化碳为还原剂的热氧化还原反应；（ 4）当 X 与 Y 均为金属时，考虑铝热反应；(5) X 是碳， Y 是硅， A 就是 SiO2， B 就是 CO， C 与 SiO2 的反应
26、方程式为：2C+SiOSi+2CO；如果 X 是碳， B 是氢气， X 就是 H2O， Y 就是 CO，C+H2OH2+CO。【点睛】本题的题眼是： C 是单质且 C 是绿色植物光合作用的产物之一，通过判断 A、 B、X、Y，确定该反应是置换反应，学过的置换反应方程式较多，考查学生的发散思维以及总结归纳能力。9 简要回答下列问题（1）医疗上，常用胃舒平主要成分Al(OH)3来治疗胃酸（主要成分盐酸）过多，其理由是_（用离子方程式表示）。（2）生活中不能用铝制容器储存氢氧化钠溶液的原因是_（用化学方程式表示）。（3）工业制备漂白粉原理是_（用化学方程式表示）。（4）人们常用雕花玻璃装饰房间。在玻
27、璃上雕花时发生反应的化学方程式是_。（5）硅酸钠的水溶液俗称水玻璃，向其中通入过量的CO2，会出现软而透明的凝胶胶体，其化学方程式是_。【答案】 3H+ +Al(OH) 3 Al 3+3H 2OAl 2O3+2NaOH 2NaAlO 2+H 2O；2Al+2NaOH+2H 2O=2NaA1O 2+3H 22Cl 2+2Ca(OH) 2=CaCl 2+Ca(ClO) 2+2H 2OSiO2+4HF=SiF 4 +2H 2ONa 2SiO3+2CO2+2H 2O=H 2SiO 3 +2NaHCO3【解析】【分析】玻璃的主要成分之一为二氧化硅，它是酸性氧化物，不能与硫酸、硝酸、盐酸等发生反应，但能与
28、氢氟酸发生反应。不过，二氧化硅与氢氟酸反应，表现的不是酸性氧化物的性质，是氢氟酸特有的性质。【详解】(1)胃舒平中的Al(OH)3 与胃酸中的盐酸反应，生成氯化铝和水，其理由是3H+Al(OH)3Al3+3H2O；答案为： 3H+Al(OH)3 Al3+3H2O；(2)生活中不能用铝制容器储存氢氧化钠溶液，因为铝表面的Al2O3 与 NaOH 反应后，里面的 Al 与 NaOH 溶液继续反应，化学方程式为Al2O3+2NaOH 2NaAlO2+H2O；2Al+2NaOH+2H2O=2NaA1O2+3H2；答案为： Al2O3+2NaOH 2NaAlO2+H2O；2Al+2NaOH+2H2O=2
29、NaA1O2+3H2 ；(3)工业上利用氯气与石灰乳反应生产漂白粉，反应的化学方程式为2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O；答案为： 2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O；(4)在玻璃上雕花是利用氢氟酸与玻璃中的SiO2 发生复分解反应，反应的化学方程式为SiO2+4HF=SiF +2H2O；答案为： SiO2+4HF=SiF +2H2O；(5)向硅酸钠水溶液中通入过量的CO2，会出现软而透明的硅酸凝胶和NaHCO3，反应的化学方程式为 Na2 SiO3+2CO2+2H2O=H2SiO3 +2NaHCO3；答案为： Na2 SiO3+
30、2CO2+2H2O=H2SiO3 +2NaHCO3。【点睛】“向硅酸钠水溶液中通入过量的CO2”，若不注意审题，我们很容易写成Na2SiO 3+CO 2+H2 O=H 2SiO 3 +Na2CO3，解题时，对关键词“过量”一定要引起高度重视。10 材料是人类赖以生存的重要物质基础。材料种类很多，通常可分为金属材料、无机非金属材料（包括硅酸盐材料）、高分子合成材料及复合材料。（ 1） 合金是生活中常见的材料。某合金具有密度小、强度高的优良性能，常用于制造门窗框架。该合金中含量最高的金属为_(填元素符号 )。 铁锈的主要成分是_(填化学式)，它是钢铁在潮湿的空气中发生_腐蚀的结果，其负极反应式为_
31、 。 玻璃是一种常用的硅酸盐材料。制备普通玻璃的原料有CaCO3 、_和 _(填化学式 )。（2）聚苯乙烯是造成白色污染的物质之一，其结构简式为，则制取聚苯乙烯的单体是 _ 。【答案】 Al Fe2 3 22 3电化 (或“电化学 ”或 “吸氧 ”)Fe 2e Fe223O xH O(或 Fe O )Na COSiO2【解析】【分析】铁锈的主要成分是氧化铁；钢铁在空气中发生电化学腐蚀时为吸氧腐蚀，铁易失电子发生氧化反应而作负极，碳作正极，正极上氧气得电子发生还原反应。【详解】(1)铝合金：铝中加入镁、铜、锌等金属形成合金，具有密度小、强度高的优良性能常用于制造门窗框架；铁在空气中与氧气、水共同作用而生锈，铁锈的主要成分是铁的氧化物氧化铁；钢铁在空气中发生电化学腐蚀时为吸氧腐蚀，铁易失电子发生氧化反应而作负极，负极上电极反应式为： Fe-2e- Fe2+，碳作正极，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为2H2O+O2+4e- 4OH-；生产玻璃的原料是纯碱、石灰石和石英；石英砂的主要成分是二氧化硅，与碳酸钙反应生成硅酸钙和二氧化碳，与碳酸钠反应生成硅酸钠和二氧化碳；(2)聚苯乙烯的结构简式为，则制取聚苯乙烯的单体是。
