2020-2021高考化學備考之硅及其化合物推斷題壓軸突破訓練∶培優(yōu)易錯難題篇及答案解析

1、2020-2021高考化學備考之硅及其化合物推斷題壓軸突破訓練培優(yōu)題篇及答案解析易錯 難一、硅及其化合物1 A、 B、 C、 D、 E 五種物質中均含有同一種非金屬元素，它們能發(fā)生如圖所示的轉化關系，該元素 ( 用 R 表示 ) 的單質能與 NaOH溶液反應生成鹽 (Na2RO3) 和氫氣。請回答下列問題：(1) 寫出各物質的化學式： A_； B_； C_； D_； E_。(2) 寫出反應的化學方程式： _ ，該反應中氧化劑與還原劑的物質的量之比為 _。(3) 寫出反應的離子方程式： _ 。(4) 寫出反應的離子方程式： _ 。(5)H 2CO3的酸性強于E 的，請用離子方程式予以證明：_ 。

2、【答案】 SiO23232322CSi2CO1 2CaSiONa SiOSi HSiOSiOSi 2OH232 - 2H232- Ca2 CaSiO332-CO222332-H O SiOSiOSiO H OH SiO CO【解析】【分析】A、 B、 C、 D、E 五種物質中均含有同一種非金屬元素，該元素（用R 表示）的單質能與NaOH 溶液反應生成鹽( Na2RO3) 和氫氣，則可推知該元素為硅元素，根據(jù)題中各物質轉化關系，結合硅及其化合物相關知識可知，A 與焦碳高溫下生成D，則A 為SiO2， D 為Si， C為 Na2SiO3，根據(jù)反應或反應都可推得B 為CaSiO3，根據(jù)反應推知E 為

3、H2SiO3?！驹斀狻浚?1）根據(jù)上面的分析可知， A 為 SiO2， B 為 CaSiO3，C 為 Na2SiO3， D 為 Si，E 為 H2SiO3；（2）反應的化學方程式為SiO2 2CSi 2CO，根據(jù)方程式可知，該反應中氧化劑是個與還原劑碳的物質的量之比為1： 2；（ 3）反應的離子方程式為 Si 2OH H2 O SiO32- 2H2；（ 4）反應的離子方程式為 SiO32- Ca2 CaSiO3；（5） H2 3的酸性強于2323COH SiO ，根據(jù)復分解反應的規(guī)律：強酸制取弱酸，則可以向Na SiO的水溶液中通入CO2 氣體，發(fā)生反應產生硅酸和碳酸鈉，反應的離子方程式是：S

4、iO32- 2-CO2 H2O H2SiO3 CO3 。2 如圖五角星上排列的A、 B、 C、D、 E 五種物質均為中學化學中常見的化合物，相互之間的連線表示兩種物質能發(fā)生化學反應。A、 C、 E 均為氧化物，A 是人體呼出的氣體之一；在實驗室中B 可以用來制取A，而 D 可以用來檢驗 A；C 和 E 反應能生成 D。(1)寫出下列物質的化學式：A_，D_；(2)B 除了制取 A 之外的另一種用途是 _ ；(3)C 和 E 反應的化學方程式為_(4)這五種物質之間兩兩發(fā)生反應，其中沒有涉及的基本反應類型是_。【答案】 CO2222Ca(OH) 用于金屬表面除銹 (制造藥物、可幫助消化等) Ca

5、O H O=Ca(OH)分解反應和置換反應【解析】【分析】A 是人體呼出的主要氣體，則A 為二氧化碳，在實驗室中B 可以用來制取 A，而 D 可以用來檢驗 A ，則 D 為氫氧化鈣， B 與 D 可反應，則 B 為鹽酸； E 與 B, E 與 C 都反應，且A 、 C、 E 均為氧化物， E 與 C 反應生成的 D 為堿，則 C 為水， E 為氧化鈣；【詳解】(1)根據(jù)上述分析可知：A 為 CO2， D 為 Ca(OH) 2；答案： CO2 ； Ca(OH)2 ；(2)根據(jù)上述分析可知B 為鹽酸，鹽酸除用來制取二氧化碳外，還用來除去鐵制品表面的鐵銹；答案：用于金屬表面除銹(制造藥物、可幫助消化

6、等)；(3) 根據(jù)上述分析可知 C 為水， E 為氧化鈣，氧化鈣和水反應生成氫氧化鈣，其化學方程式為 CaOH2 O=Ca(OH)2 ；答案： CaO H2O=Ca(OH)2 ；(4) 該五角星的位置中有化合反應，如H2O 與 CaO、 CO2 的反應都是化合反應；CO2 與Ca(OH)2 的反應是復分解反應， HCl 和 CaO、 Ca(OH)2 的反應都是復分解反應，沒有涉及分解反應和置換反應。答案：分解反應和置換反應。3 單質 Z 是一種常見的半導體材料，可由X 通過如下圖所示的路線制備，其中X 為 Z 的氧化物， Y 為氫化物，分子結構與甲烷相似，回答下列問題：（1）能與 X 發(fā)生化學

7、反應的酸是_；由 X 制備 Mg 2Z 的化學方程式為 _。（2）由 Mg2Z 生成 Y 的化學反應方程式為 _， Y 分子的電子式為 _。（3） Z、X 中共價鍵的類型分別是_?！敬鸢浮繗浞酳iO2+MgO2 +Mg 2SiMg2 Si+4HCl=2MgCl2+SiH4非極性鍵、極性鍵【解析】【詳解】單質 Z 是一種常見的半導體材料，則Z 為 Si， X 為 Z 的氧化物，則X 為 SiO2 ，Y 為氫化物，分子結構與甲烷相似，則Y 為 SiH4，加熱 SiH4 分解得到 Si 與氫氣。（1）能與 SiO2 發(fā)生化學反應的酸是氫氟酸；由SiO2制備 Mg2Si 的化學方程式為：SiO2 4

8、Mg2MgO Mg 2Si+。（2）由 Mg2Z生成Y的化學反應方程式為：Mg 2Si 4HCl 2MgCl2SiH4Y為SiH4，電子式+=+，為。（3） Z 為 Si，周期表中位于第三周期 IVA 族，其單質屬于原子晶體，化學鍵類型為非極性共價鍵； X 為 SiO2，屬于原子晶體，含有的化學鍵屬于極性共價鍵。4 已知 A 是一種不溶于水的固體非金屬氧化物，根據(jù)圖中的轉化關系，回答：（ 1） A 是 _， B 是_，D 是 _。（ 2）寫化學方程式： _ ；_ 。（3）寫離子方程式： _ ；_；_。【答案】 SiO2Na2SiO3H2SiO3Na2CO3 SiO2Na2SiO3 CO2 H2

9、SiO3H2O SiO22-CO32- H2SiO32- H2O2-CO2 H2O SiO3SiO2 2OH SiO3SiO3 2H H2SiO3 【解析】【分析】由“ A 是一種不溶于水的固體非金屬氧化物”可推知A 為 SiO2，再結合 SiO2 的相關性質：SiO2 跟 Na2 CO3在高溫下反應生成Na2SiO3 和 CO2，二者在水中會反應生成H2SiO3 沉淀，則D 為 H2SiO3， H2SiO3 受熱分解生成SiO2 和 H2O，說明 A 為 SiO2 是正確的，為SiO2 和NaOH 的反應，可知 B 為 Na SiO，則C 為 CO ，Na SiO可與酸反應生成硅酸，據(jù)此答題

10、。23223【詳解】由以上分析可知A 為 SiO223223， B 為Na SiO ， C 為 CO ， D 為 H SiO 。（ 1）由以上分析可知 A 為 SiO2 ， B 為 Na2SiO3， D 為 H2SiO3，故答案為： SiO2；Na2SiO3；H2SiO3。（2） SiO2 和碳酸鈉在高溫下反應生成硅酸鈉和二氧化碳，反應的方程式為SiO +Na CONa SiO +CO ，故答案為： SiO +Na CONa SiO +CO 。223232223232H2SiO 受熱分解生成SiO 和 H O，反應方程式為：H SiOH OSiO ，故答案為：3222322H2SiO3H2O

11、SiO2。（3）硅酸酸性比碳酸弱，硅酸鈉和二氧化碳、水反應可生成硅酸，反應的方程式為232223232232-32- H23，Na SiO +CO +H O H SiO +Na CO ，離子方程式為：CO H O SiO =COSiO故答案為： CO2 H2O SiO32-=CO32- H2SiO3。二氧化硅和氫氧化鈉反應生成硅酸鈉和水，反應的化學方程式為SiO2+2NaOH Na2SiO3+H2O，離子方程式為SiO2+2OH- SiO32-+H2 O，故答案為： SiO2+2OH-2-SiO3 +H2O。 Na2SiO3 可與鹽酸反應生成硅酸，方程式為 Na2SiO3+2HCl 2NaCl

12、+H2SiO3，離子方程式為： SiO3 2- 2H=H2SiO3 ，故答案為： SiO32- 2H=H2SiO3。【點睛】解框圖題的方法：最關鍵的是尋找“突破口”，“突破口”就是抓“特”字，例如特殊顏色、特殊狀態(tài)、特殊氣味、特殊反應、特殊現(xiàn)象、特殊制法、特殊用途等，本題的突破口為：“ A 是一種不溶于水的固體非金屬氧化物”。5 探究無機鹽X（僅含三種短周期元素）的組成和性質，設計并完成如下實驗：請回答：（ 1） X 的化學式是 _。（ 2）白色粉末溶于氫氧化鈉溶液的離子方程式是_。（ 3）白色沉淀用途廣泛，請列舉一例：_?！敬鸢浮?Mg2SiO4 或 2MgOSiO2SiO2 2OH-=Si

13、O32-+H2O優(yōu)良的阻燃劑等【解析】【詳解】無機鹽 X（僅含三種短周期元素），加入過量鹽酸溶解，離心分離得到白色膠狀物沉淀和無色溶液，白色膠狀沉淀為硅酸，白色沉淀充分灼燒得到白色粉末1. 80g 為 SiO2，物質的量 1. 8g 60g/ mol 0. 03mol ，溶于氫氧化鈉溶液得到無色溶液為硅酸鈉溶液，說明無機鹽中含硅酸根離子或原硅酸根離子，物質的量為0. 03mol ，若為硅酸根離子其質量0.03mol76g mol228g，金屬質量4.20g 2 28g192g，無色溶液中加入過量氫氧化/ .- .鈉溶液生成白色沉淀則判斷為Mg（ OH） 2，金屬離子物質的量0. 06mol ，

14、質量為0.06mol24g mol144g，不符合，則為原硅酸根，物質的量為0.03mol，質量/ .0.03mol 92g/ mol 2.76g，金屬質量 4. 20g- 2. 76g1 . 44g，物質的量 1. 44g 24g/ mol0. 06mol ，得到 X 為 Mg2SiO4。（1） X 的化學式為，Mg2SiO4；（2）白色粉末溶于氫氧化鈉溶液的離子方程式是SiO2 2OH- SiO32- +H2O；（3）氫氧化鎂是優(yōu)良的阻燃劑。6在下圖所示的物質轉化關系中，A 是海水中含量最豐富的鹽，B 是常見的無色液體，F(xiàn)在 D 中燃燒發(fā)出蒼白色火焰。H 可用于制造光導纖維，J 是一種乳白

15、色凝膠狀沉淀。(部分生成物和部分反應條件未列出) 請回答下列問題：（ 1）形成單質 D 的元素在周期表中的位置（ 2）形成 C、 D、 F 單質的元素半徑由大到小的順序(填寫元素符號 )（ 3） C 長期暴露在空氣中，最終產物是（4） H 在高溫下與碳反應方程式為，若轉移4mol 電子參加反應的碳為mol。（ 5）寫出反應 的離子方程式（ 6）寫出反應 的化學方程式【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

16、+ 2NaCl（ 2 分）【解析】試題分析：根據(jù)題意可知： 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 是期表中的位置是第三周期第Na SiO； K 是 NaClO； J 是 H SiO 。（ 1）形成單質 D 的元素在周2323；（ 2）同一周期的元素，原子序數(shù)越大，原子半徑就越??；不同周期的元素，原子核外電子層數(shù)越多，原子半徑就越大，所以形成C、 D、 F 單質的元素半徑由大到小的順序是NaClH；（ 3） C暴露在空氣中，首先被氧化變?yōu)镹a2O，Na O 與空氣中的水發(fā)生反應產生NaO

17、H， NaOH 潮解變?yōu)槿芤?，溶液吸收CO 變?yōu)?2Na2CO3 ，所以最終產物是Na2 CO3。 (4) H 在高溫下與碳反應方程式為SiO2+2CSi+2CO；根據(jù)方程式可知每轉移 4mol 的電子，反應消耗C 單質的物質的-量是 2mol ；（ 5）反應 的離子方程式是 Cl2 + 2OH = Cl + ClO+H2O；（ 6）反應 的化學方程式是 Na2323SiO + 2HCl = H SiO + 2NaCl?？键c：考查元素及化合物的知識。包括物質的推斷、元素在周期表中的位置、原子半徑大小比較、物質的保存及成分、化學方程式和離子方程式的書寫的知識。7 鋁硅合金材料性能優(yōu)良。鋁土礦（含

18、30% SiO2 、40. 8% Al2O3 和少量 Fe2O3 等）干法制取該合金的工藝如下：（1）焙燒除鐵反應： 4(NH ) SO +Fe O32NH Fe(SO ) +3H O+6NH （少部分Al O 發(fā)生類4 2424422323似反應）。氧化物轉化為硫酸鹽的百分率與溫度的關系如下圖，最適宜焙燒溫度為_。指出氣體 I 的用途 _（任寫一種）。（2）操作包括：加水溶解、過濾 _、 _ 。若所得溶液中加入過量 NaOH溶液，含鋁微粒發(fā)生反應的離子方程式為_（ 3）用焦炭還原 SiO2 發(fā)生反應的化學方程式為 _【答案】 300 制氮肥或用硫酸吸收氣體（氨氣）循環(huán)到焙燒過程中洗滌干燥Al

19、 3+4OH -=AlO2-+2H O2C+SiO22CO +Si2【解析】【分析】鋁土礦（含 30% SiO2、40. 8%2 32 32 3轉化為Al O和少量 Fe O等）加硫酸銨焙燒， Fe ONH Fe(SO )同時生成氨氣，加水溶解、過濾，濾渣為SiO 和 Al O ，用焦炭在高溫條件下44 2223還原 SiO2、Al2O3 得到硅鋁熔體，在加純鋁攪拌，得到硅鋁合金，據(jù)此分析解答?！驹斀狻浚?）焙燒時盡可能是氧化鐵反應，而氧化鋁不反應，由圖可知在300時，氧化鐵轉化為硫酸鹽的百分率很高，而氧化鋁轉化為硫酸鹽的百分率最低，所以最適宜焙燒溫度為300 ；氣體為氨氣，氨氣可以用于制氮肥

20、，也可以用硫酸吸收來備硫酸銨循環(huán)到焙燒過程中；故答案為： 300 ；制氮肥或用硫酸吸收氣體（氨氣）循環(huán)到焙燒過程中；（2）由流程分析可知，操作應包括：加水溶解、過濾、洗滌、干燥；溶液中含有鋁離子與氫氧根離子生成偏鋁酸根離子，其反應的離子方程式為：Al 3+-2-2+4OH =AlO+2H O；故答案為：洗滌；干燥；Al 3+4OH -=AlO 2-+2H 2O；（3）在高溫條件下，焦炭與SiO2 反應生成 Si 和 CO，其反應的方程式為：2C+SiO 22CO +Si，故答案為： 2C+SiO 22CO +Si ?！军c睛】本題考查了物質分離和提純基本操作，注重信息與所學知識的結合分析解決問題

21、，側重知識遷移應用能力的考查，注意把握流程中發(fā)生的化學反應為解答的關鍵。8 用氮化硅(Si3N4) 陶瓷代替金屬制造發(fā)動機的耐熱部件, 能大幅度提高發(fā)動機的熱效率。工業(yè)上用化學氣相沉積法制備氮化硅, 反應如下:3SiCl4 +2N 2 +6H2Si 3N4 +12HCl 。完成下列填空 :(1) 氮化硅可用于制造發(fā)動機的耐熱部件, 因為它屬于 _晶體。有關氮化硅的上述反應中 , 原子最外層只有一個未成對電子的元素是_( 填寫元素符號 ); 屬于非極性分子的化合物的電子式是_。(2) 比較 Si 和 Cl 兩種元素非金屬性強弱的方法是_。a. 比較兩種元素的氣態(tài)氫化物的沸點b. 比較兩種元素的原

22、子獲得一個電子時釋放能量的大小c. 比較相同條件下兩種元素氫化物水溶液的酸性強弱(3)Si與 Al 、 Be 具有相似的化學性質, 因為 _( 簡述理由 ), 寫出 Si 與強堿溶液反應的離子反應方程式: _?！敬鸢浮吭?H、 Clb 處在金屬與非金屬的分界線上Si+2OH- +H2O=SiO32-+2H2【解析】 （1）氮化硅是一種新型的無機非金屬材料，耐高溫，屬于原子晶體；H、 N、 Si、 Cl 四種原子的最外層電子構型分別為1s1、 2s22p3、 3s23p2、 3s23p5，最外層未成對電子數(shù)分別為 1、 3、2、 1，所以原子最外層只有一個未成對電子的元素是H 和 Cl； Si

23、Cl4為非極性分子，其電子式為：。（2）氣態(tài)氫化物沸點的大小與分子間作用力及氫鍵有關，與非金屬性無關，a 錯誤；原子獲得一個電子時釋放的能量越大，元素的非金屬性越大，b 正確；最高價氧化物的水化物的酸性越強，元素的非金屬性越大，而不是指氫化物的酸性，c 錯誤，故可以比較Si 和 Cl兩種元素非金屬性強弱的方法是答案b。（3） Si、 Al、 Be 三種元素均處于金屬與非金屬元素的交界處，所以三者的化學性質相似；Si 與強堿溶液反應的離子反應方程式為：-2-+2H2。Si+2OH+H2O=SiO39 材料是人類賴以生存的重要物質基礎。材料種類很多，通?？煞譃榻饘俨牧稀o機非金屬材料（包括硅酸鹽材料）、高分子合成材料及復合材料。（ 1） 合金是生活中常見的材料。某合金具有密度小、強度高的優(yōu)良性能，常用于制造門窗框架。該合金中含量最高的金屬為_(填元素符號 )。 鐵銹的主要成分是 _(填化學式 )，它是鋼鐵在潮濕的空氣中發(fā)生_腐蝕的結果，其負極反應式為_ 。 玻璃是一種常用的硅酸鹽材料。制備普通玻璃的原料有學式 )。CaCO3 、_和 _(填化（2）聚苯乙烯是造成白色污染的物質之一，其結構簡式為，則制取聚苯乙烯的單體是 _ ?！敬鸢浮?Al Fe2 3 22 3電化 (或“電化學 ”或 “吸氧 ”)Fe 2e Fe223O xH O(或 Fe O )Na