1、2020-2021 备战高考化学二轮硅及其化合物推断题专项培优含详细答案一、硅及其化合物1A、 B、 C、 D 四种易溶于水的化合物只由表中的八种离子组成，且四种化合物中阴、阳离子各不相同。阴离子Cl 、 SiO32- 、 OH 、 NO3-阳离子H 、 Ag 、 Na 、 K已知： A 溶液呈强酸性，且色。回答下列问题：A 溶液与B、 C 溶液混合均产生白色沉淀，B 的焰色反应呈黄（ 1）写出 A、 B、 C、 D 的化学式： A_，B_， C_， D_。（2）写出 A 溶液与 B 溶液反应的离子方程式：_。（3）请选出适合存放A、 C、D 溶液的试剂瓶的序号：溶液ACD试剂瓶序号_【答案】
2、 HCl Na2 33KOH32- 2H23SiOAgNOSiO=H SiO 【解析】【分析】A、 B、 C、 D 四种易溶于水的化合物只由表中的八种离子组成，且四种化合物中阴、阳离子各不相同， A 溶液呈强酸性，则A 为盐酸或硝酸， B 的焰色反应呈黄色，则B 中含有 Na 元素， A 能和 B 反应生成白色沉淀，则B 为 Na2SiO3；盐酸能和 AgNO3反应生成白色沉淀，所以 C 为 AgNO3，则 A 为 HCl，根据四种化合物中阴阳离子各不相同，则D 为 KOH。【详解】(1)根据以上分析知，四种物质化学式分别为HCl、 Na2SiO3、 C 为 AgNO3、 D 为 KOH；(2
3、)A 是 HCl、 B 是硅酸钠，二者反应生成硅酸沉淀和氯化钠，离子方程式为32-SiO+2H+=H2SiO3；(3)A 是HCl、 C 为AgNO3、 D 为KOH， KOH能和二氧化硅反应生成粘性物质硅酸钠，不能用含有玻璃塞的试剂瓶盛放；硝酸银见光易分解，应该放置在棕色试剂瓶中；盐酸不分解，且和玻璃中成分不反应，所以放置在一般试剂瓶中即可，所以A、 C、 D 选取试剂瓶序号为。【点睛】含有钠元素的物质焰色反应为黄色，含有钾元素的物质焰色反应透过蓝色钴玻璃为紫色，钙元素的焰色反应为砖红色；玻璃中含有二氧化硅，能与碱性溶液发生反应，所以碱性溶液的试剂瓶不用玻璃塞。2 为探究某固体X(仅含两种短
4、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 1H2_)和。，写出该反应的化学方程式【答案】 Mg2Si= Mg(OH)2 3SiH4+4NH3= Si3N4+12H2Mg2+ + 2OH【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2812.0 g =5.6g，根据逆分析法可知，A 中含硅元素，又
5、为氢化物，则推出A 为28162SiH4；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，该耐高温材料不是氧化铝，而应为氧化镁，镁元素的质量为2416.0 g =9.6g，白色沉淀为氢氧化镁，溶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(O
6、H)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 1Si3 4243，则该化合物为N和 H，其化学方程式为： 3SiH +4NH =342Si N +12H ，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。3 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
7、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 MgSiO-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；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
8、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100 g / mol =0.1mol，水的物质的量为18g / mol =0.2mol ，因此化学式为32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-
9、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虑。4 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
10、与F2 反应生成的B 是气态SiF4， Si 与O2 在加热条件下生成的C 为SiO2， Si 溶于NaOH 溶液生成的D 为Na2SiO3，Na2SiO3 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：B 的化学式为SiF4、 D 的化学式为Na2SiO3、E 的化学式为H2SiO3；(2)硅原子的核电荷数为14，其原子结构示意图为；(3)SiO在高温下和碳反应生成Si，反应的化学方程式为 2C+SiOSi+2CO。25铁橄榄石是天然的铁矿石，可以通过如下反应和相应的数据推知它的化学式。其中AJ是中学化学中的常见物质，G是一种红褐色固体， D
11、是一种难溶于水的含氧酸，J是一种主要的温室气体， A的焰色反应呈黄色， 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。由实验测得铁橄榄石的摩尔质量为204g mol1，其中铁元素的质量分数为54.9%，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 C F的离子方程式 _ 。（ 4）写出 H G的化学方程式 _。【答案】Fe 2SiO 4 或 2FeO?SiO22Fe 2+ +Cl 2=2Fe 3+ +2Cl -4Fe(OH) 2+O 2+2H 2 O=4Fe(OH) 3【解析】其中 AJ是中学化学中的常见
12、物质，G是一种红褐色固体， G为 Fe(OH)32，C为，则 H为 Fe(OH)液体盐； D是一种难溶于水的含氧酸，D为 H SiO ， J是一种主要的温室气体，J为CO ，则 I为232硅酸盐， A的焰色反应呈黄色，A含有钠元素，因此I为Na2SiO3，则 A为NaOH； 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，则 EB中均含有氯离子，根据流程图， B为 HCl， C为FeCl2，则 E为 Cl2，根据上述分析，铁橄榄石中含有铁、硅元素，则铁橄榄石为 含亚铁离子的 硅酸 盐，根据摩尔质量为 204g mol1，其中铁元素的质量分数为54.9%，则 1mol铁橄榄
13、石含有2molFe，结合摩尔质量，铁橄榄石的化学式为 Fe2SiO4。(1)A为 NaOH， A的电子式为，故答案为：；(2)根据上述分析，铁橄榄石的化学式为Fe2SiO4，故答案为： Fe2 SiO4；(3)C F是亚铁离子被氯气氧化的反应，离子方程式为2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl-2+23+-；，故答案为： 2Fe+Cl =2Fe +2Cl(4)HG是氢氧化亚铁被氧化的反应，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。6 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、
14、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
15、铝元素Mg(OH)2 SiO32+ 2H H2SiO3【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)X 若为氢时，其最外层电子数为1，不合理； 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，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
16、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到白色沉淀H2 SiO3(或 H4SiO4)，生成该白色沉淀的离子方程式为 SiO2-+2-+2H+H2O=H4SiO4)。3+2H=H2SiO3(或 SiO37 某氧化铝样品中含有氧化铁和二氧化硅(一种酸性氧化物)杂质，现欲制取纯净的氧化铝，某同学设计如下的实验方案。回答下列问题：(1)在操作中要
17、用到的玻璃仪器有_;(2)沉淀 C 的化学式是 _。滤液 B 中含有的溶质有 _(写化学式 )；(3)步骤的离子方程式为 _ 。【答案】烧杯、漏斗、玻璃棒SiO2 NaAlO2、 NaCl、 NaOH AlO2-+CO2+2H2 O=HCO3-+Al(OH)3【解析】【分析】氧化铝样品中含有氧化铁和二氧化硅，加入过量盐酸氧化铝、氧化铁溶解生成氯化铝、氯化铁溶液，过滤得到沉淀C 为二氧化硅，滤液为氯化铁溶液和氯化铜溶液，加入过量氢氧化钠溶液生成氢氧化铁沉淀和偏铝酸钠溶液，过滤得到沉淀D 为 Fe(OH)3，滤液为NaAlO2，通入过量二氧化碳气体反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠，过滤得到氢氧化铝沉
18、淀，加热分解生成氧化铝。【详解】(1)步骤为过滤，用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒；(2)沉淀 C 为不溶于盐酸的二氧化硅；氧化铝与过量盐酸反应生成氯化铝，氧化铁和盐酸反应生成氯化铁，滤液A 中为氯化铝、氯化铁、盐酸，滤液A 中加入过量NaOH，氯化铝与碱反应生成偏铝酸钠和氯化钠，氯化铁与碱反应生成氢氧化铁沉淀和氯化钠，盐酸与碱反应生成氯化钠，则滤液 B 中有 NaAlO2、 NaCl、 NaOH；(3)步骤为二氧化碳和偏铝酸钠溶液的反应，离子方程式为：AlO2-+CO2+2H2O=HCO3-+Al(OH)3。8 用氮化硅 (Si3N ) 陶瓷代替金属制造发动机的耐热部件, 能大幅度提高发动
19、机的热效率。4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 _( 简述
20、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
21、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：-2-+2H 。Si+2OH+H O=SiO2329 已知：Pb的化合价只有244价的Pb具有强氧化性，常温下能氧化浓HCl、 ，且生成 Cl2； PbO2 不稳定，随温度升高按下列顺序逐步分解：PbO2 Pb2O3 Pb3O4 PbO。现将 a mol PbO2 加热分解，收集产生的O2；加
22、热反应后所得固体中，Pb2占 Pb 元素的物质的量分数为 x；向加热后所得固体中加入足量的浓盐酸，收集产生的Cl2。两步反应中收集的 O2 和 Cl2 的物质的量之和为 y mol。（ 1）若 Fe3O4 可表示为 FeOFe2O3，则 Pb3O4 可表示为 _（2）试写出 Pb2O3与浓盐酸反应的化学方程式_（3）通过计算确定y 与 a、 x 的函数关系式 _ 。【答案】 2PbOPbO22 3222x）Pb O +6HCl=2 Pb Cl +Cl +3H Oy=a（ 1-2【解析】【详解】（1） Pb 在化合物里显+2 价或 +4 价，根据化合价代数和为零的原则写出Pb 的两种氧化物形式为
23、： PbO 和 PbO22 3的氧化物的表示形式可以写成2，那么 Pb OPbO?PbO ；（2） Pb2 3+2、 +4，再根据化合价代数和等于零，求得Pb 的总化合价O 中 Pb 的化合价只有为 +3 价，即可确定 Pb2O3 中有一个 +4 价、有一个 +2 价，且 +4 价的 Pb 具有强氧化性，能氧化浓盐酸生成 Cl2，本身被还原成 +2 价 Pb，生成 PbCl2，根据元素守恒得反应物与生成物：Pb2O3+HCl（浓） =PbCl2 +Cl2 +H2O，根据化合价升降法配平该氧化还原反应，Pb2O3 中一个+4 价的 Pb 降低到 +2 价，降低 2 价； HCl（浓）中 -1价的
24、 Cl 上升到 0 价生成 Cl2，上升 1 价*2 ，所以 Pb2O3 和 Cl2 前面的计量数都为 1，根据原子守恒配平其它物质前计量数，得各物质前计量数为 1、 6、 2、 1、 3，故方程式为Pb2O3+6HCl（浓） =2PbCl2 +Cl2 +3H2O；（3）根据题意： a molPbO2 分解所得混合物中n（ Pb2+） =axmol 、 n（ Pb4+） =（ a-ax） mol.在反应过程中 a molPbO2 中+4 价的 Pb 具有强氧化性作氧化剂， +4 价的 Pb 最终全部降低为+2 价，根据得失电子守恒：先加热分解生成22O ，得 n（ O ） 2ax/4=ax/2
25、 mol ；后再与足量的浓盐酸反应生成Cl2，得 n（ Cl2 ） （ a-ax） mol*2 /2=（ a-ax）mol ，则 y n（ O2 ）+n（Cl2 ） axmol+ （ a-ax） mol= a （1- x ） mol 。2210 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”毒液混合使用，易中毒，
26、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+2H2 42232-22 23-3SO3SO +2H OSiO +2H O+2CO =H SiO +2HCO22+ Cu(OH)22+22+22+-2Na+2H O+Cu +H +2NaCa(OH) +Mg=Mg(OH) +CaCl+ClO+ Cl222342+2H +H O3Fe+4HO(g)Fe O +4H【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钠和氢气，生
27、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。
