2020-2021太原-備戰(zhàn)高考化學(xué)(硅及其化合物推斷題提高練習(xí)題)壓軸題訓(xùn)練

2020-2021太原備戰(zhàn)高考化學(xué)(硅及其化合物推斷題提高練習(xí)題)壓軸題訓(xùn)練一、硅及其化合物1．A、B、C、D、E代表單質(zhì)或化合物，它們之間的相互轉(zhuǎn)換關(guān)系如下圖所示。A為地殼中含量?jī)H次于氧的非金屬元素的單質(zhì)。請(qǐng)?zhí)羁眨?1)形成單質(zhì)A的原子的結(jié)構(gòu)示意圖為______，它的最高化合價(jià)為______。(2)B的化學(xué)式(分子式)為______，B和碳反應(yīng)生成A和E的化學(xué)方程式是____________。(3)C的化學(xué)式(分子式)為___________，D的化學(xué)式(分子式)為_____________。【答案】+4SiO2SiO2+2CSi+2CO↑CaSiO3Na2SiO3【解析】【分析】A為地殼中含量?jī)H次于氧的非金屬元素的單質(zhì)，可確定A是Si單質(zhì)，它可由SiO2和C在高溫條件下反應(yīng)制取，則B為SiO2，E為CO，C為CaSiO3，D為Na2SiO3，結(jié)合對(duì)應(yīng)的物質(zhì)的性質(zhì)以及題目要求可解答該題?！驹斀狻扛鶕?jù)上述分析可知A是Si單質(zhì)，B是SiO2，C為CaSiO3，D為Na2SiO3，E為CO。(1)Si是14號(hào)元素，形成單質(zhì)A的原子結(jié)構(gòu)示意圖為；Si原子最外層有4個(gè)電子，由于原子最外層電子數(shù)等于該元素的最高正化合價(jià)，所以Si元素的最高正化合價(jià)為+4價(jià)；(2)根據(jù)上述推斷可知B為二氧化硅，B的化學(xué)式為SiO2；二氧化硅和碳在高溫下反應(yīng)生成硅單質(zhì)和一氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式是：SiO2+2CSi+2CO↑；(3)C是硅酸鈣，化學(xué)式為CaSiO3；D為硅酸鈉，其化學(xué)式Na2SiO3?！军c(diǎn)睛】本題考查無(wú)機(jī)物的推斷的知識(shí)，側(cè)重硅及其化合物轉(zhuǎn)化的考查，把握地殼中元素的含量推斷A為解答的突破口，注意性質(zhì)與用途的關(guān)系。2．為探究某固體X(僅含兩種短周期元素)的組成和性質(zhì)。設(shè)計(jì)并完成如下實(shí)驗(yàn)：已知：氣體A為氫化物，固體B是光導(dǎo)纖維的主要成分，固體E為耐高溫材料。請(qǐng)回答：(1)固體X的化學(xué)式為__________。(2)寫出反應(yīng)C→D的離子方程式__________。(3)已知NH3與氣體A在一定條件下反應(yīng)后可得到一種耐高溫材料(僅含兩種元素，摩爾質(zhì)量為140g·mol－1)和H2，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式__________?！敬鸢浮縈g2SiMg2++2OH－=Mg(OH)2↓3SiH4+4NH3=Si3N4+12H2↑【解析】【分析】固體B是光導(dǎo)纖維的主要成分，則為二氧化硅，硅元素的質(zhì)量為=5.6g，根據(jù)逆分析法可知，A中含硅元素，又為氫化物，則推出A為SiH4；固體E為耐高溫材料，根據(jù)逆推法結(jié)合過量氫氧化鈉溶液可知，該耐高溫材料不是氧化鋁，而應(yīng)為氧化鎂，鎂元素的質(zhì)量為=9.6g，白色沉淀為氫氧化鎂，溶液C為硫酸鎂溶液，根據(jù)元素守恒可知，固體X含鎂與硅元素，且原子個(gè)數(shù)比為:=2:1，應(yīng)為Mg2Si，據(jù)此分析作答?！驹斀狻浚?）依據(jù)上述分析可知，固體X為Mg2Si，故答案為Mg2Si；（2）C→D是硫酸鎂與過量氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化鎂的過程，其離子方程式為：Mg2++2OH－==Mg(OH)2↓，故答案為Mg2++2OH－==Mg(OH)2↓；（3）NH3與SiH4在一定條件下反應(yīng)后可得到的一種耐高溫材料中含N與Si，僅含兩種元素，摩爾質(zhì)量為140g·mol－1，則該化合物為Si3N4和H2，其化學(xué)方程式為：3SiH4+4NH3==Si3N4+12H2↑，故答案為3SiH4+4NH3==Si3N4+12H2↑?！军c(diǎn)睛】需要注意的是，該題中的過量的氫氧化鈉條件，若溶液C為鋁離子，則不會(huì)得到白色沉淀，而會(huì)轉(zhuǎn)化為偏鋁酸鈉，學(xué)生要熟練掌握反應(yīng)物的用量對(duì)產(chǎn)物的影響效果。3．已知A、B、C、D組成的元素都屬于短周期，它們之間的簡(jiǎn)單轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示。請(qǐng)按要求寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式：(1)若其中A、D為單質(zhì)且同主族，B、C為氧化物：(該反應(yīng)在工業(yè)上有重要用途)。(2)若A、D為常態(tài)下的氣體單質(zhì)且不同主族，B、C為化合物且B為水：。(3)若A、B、C均為化合物且C為水，單質(zhì)D常態(tài)下為固體：。(4)若A、D為固體單質(zhì)且不同主族，B、C為氧化物：?！敬鸢浮浚ü?分）(1)2C+SiO2Si+2CO↑(2)2F2＋2H2O===4HF＋O2(3)SO2＋2H2S===3S＋2H2O(4)2Mg+CO22MgO+C?！窘馕觥俊痉治觥浚?）A、D為單質(zhì)且同主族，B、C為氧化物，A為C，B為SiO2，符合轉(zhuǎn)化關(guān)系，D為Si，C為CO；（2）A、D為常態(tài)下的氣體單質(zhì)且不同主族，B、C為化合物且B為水，A為F2，C為HF，D為O2，符合轉(zhuǎn)化關(guān)系；（3）A、B、C均為化合物且C為水，單質(zhì)D常態(tài)下為固體，H2S與SO2反應(yīng)符合轉(zhuǎn)化關(guān)系，D為硫；（4）A、D為固體單質(zhì)且不同主族，B、C為氧化物，Mg與CO2反應(yīng)符合轉(zhuǎn)化關(guān)系，A為Mg，B為CO2，C為MgO，D為C單質(zhì)。【詳解】（1）A、D為單質(zhì)且同主族，B、C為氧化物，A為C，B為SiO2，符合轉(zhuǎn)化關(guān)系，反應(yīng)方程式為：2C+SiO2Si+2CO↑；綜上所述，本題正確答案：2C+SiO2Si+2CO↑；（2）A、D為常態(tài)下的氣體單質(zhì)且不同主族，B、C為化合物且B為水，A為F2，C為HF，D為O2，符合轉(zhuǎn)化關(guān)系，反應(yīng)方程式為：2F2+2H2O═4HF+O2；綜上所述，本題正確答案：2F2+2H2O═4HF+O2；（3）A、B、C均為化合物且C為水，單質(zhì)D常態(tài)下為固體，H2S與SO2反應(yīng)符合轉(zhuǎn)化關(guān)系，反應(yīng)方程式為：SO2+2H2S═3S+2H2O；綜上所述，本題正確答案：SO2+2H2S═3S+2H2O；（4）A、D為固體單質(zhì)且不同主族，B、C為氧化物，Mg與CO2反應(yīng)符合轉(zhuǎn)化關(guān)系，反應(yīng)方程式為：2Mg+CO22MgO+C；綜上所述，本題正確答案：2Mg+CO22MgO+C。4．已知A與D均為非金屬單質(zhì)，其中A有多種同素異形體，其轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖。請(qǐng)回答：（1）反應(yīng)②為工業(yè)制粗硅原理，寫出E的化學(xué)式：。（2）反應(yīng)①的化學(xué)方程式為。【答案】（1）CO；(2)2Mg＋CO22MgO＋C。【解析】試題分析：（1）反應(yīng)②制取粗硅，常用C和SiO2的反應(yīng)：2C＋SiO2Si＋2CO，D為非金屬單質(zhì)，則D為Si，E為CO；（2）C和O2反應(yīng)生成CO2，反應(yīng)①是：CO；(2)2Mg＋CO22MgO＋C?？键c(diǎn)：考查工業(yè)制硅、鎂和CO2的反應(yīng)等知識(shí)。5．材料科學(xué)是近年來與化學(xué)有關(guān)的科學(xué)研究熱點(diǎn)。某新型無(wú)機(jī)非金屬材料K由兩種非金屬元素組成。它是一種超硬物質(zhì)，具有耐磨、耐腐蝕、抗冷熱沖擊、抗氧化的特征。它是以中學(xué)化學(xué)中常見物質(zhì)為原料來生產(chǎn)的。下圖虛線框內(nèi)的其它轉(zhuǎn)化是為探究C的組成而設(shè)。G、F、H均為難溶于水的白色固體；圖中C、H、K均為含A元素。其余物質(zhì)均為中學(xué)化學(xué)中常見物質(zhì)。請(qǐng)回答下列問題：（1）指出K可能所屬的晶體類型__________，K中含有的化學(xué)鍵類型為___________。（2）寫出化學(xué)式：化合物C____________________；化合物F______________。（3）寫出反應(yīng)③的化學(xué)方程式：_______________________________________。（4）寫出反應(yīng)⑤的離子方程式：_______________________________________。（5）化合物K與化合物C類似，也能在一定條件下與水反應(yīng)生成兩種化合物，請(qǐng)寫出K與水反應(yīng)的化學(xué)方程式：_______________________________________?！敬鸢浮吭泳w共價(jià)鍵SiCl4H2SiO3(或H4SiO4)3Si（NH2）4=Si3N4+8NH3SiO2+2OH-==SiO32-+H2O或SiO2+4OH-==SiO44-+2H2OSi3N4+9H2O=3H2SiO3+4NH3或Si3N4+12H2O=3H4SiO4+4NH3【解析】【分析】根據(jù)圖中各物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系，F(xiàn)受熱得H，H能與氫氧化鈉反應(yīng)生成I，I與過量的二氧化碳反應(yīng)生成F，說明F為弱酸且能受熱分解，結(jié)合化合物D中A可形成四個(gè)價(jià)鍵知：A元素為四價(jià)元素，C、H、K均為含A元素，K由兩種非金屬元素組成，具有耐磨、耐腐蝕、抗冷熱沖擊、抗氧化的特征，根據(jù)D的部分組成可知K應(yīng)為Si3N4，可以確定A為Si，H為SiO2，I為Na2SiO3，則F為H2SiO3，由虛線框中上一支推中可知，E與硝酸銀反應(yīng)生成不溶于稀硝酸的沉淀G，則可知E中有Cl－，G為AgCl，故C為SiCl4，B為Cl2；由SiCl4+3H2═4HCl+H2SiO3，生成E：HCl，G、F、H均為難溶于水的白色固體?！驹斀狻坑煞治隹芍篈為Si，B為Cl2，C為SiCl4，D為Si(NH2)4，E為HCl，F(xiàn)為H2SiO3，G為AgCl，H為SiO2，I為Na2SiO3，K為Si3N4。（1）K為Si3N4，它是一種超硬物質(zhì)，具有耐磨、耐腐蝕、抗冷熱沖擊、抗氧化的特征，K可能所屬的晶體類型原子晶體，K中含有Si-N的化學(xué)鍵類型為共價(jià)鍵。（2）化學(xué)式：化合物C為SiCl4

；化合物F為H2SiO3

(或H4SiO4)

。（3）Si（NH2）4在高溫條件下分解生成Si3N4和NH3，反應(yīng)③的化學(xué)方程式：3Si（NH2）4=Si3N4+8NH3。（4）SiO2是酸性氧化物，與堿反應(yīng)生成硅酸鹽和水，反應(yīng)⑤的離子方程式：SiO2+2OH-=SiO32-+H2O或SiO2+4OH-=SiO44-+2H2O。（5）化合物Si3N4與化合物SiCl4類似，也能在一定條件下與水反應(yīng)生成兩種化合物，則反應(yīng)方程式為：Si3N4+9H2O=3H2SiO3↓+4NH3↑或Si3N4+12H2O=3H4SiO4↓+4NH3↑。6．下圖是化學(xué)中部分常見的氧化物和單質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系。其中，氧化物f是制造光導(dǎo)纖維的重要原料，氧化物c是一種具有磁性的黑色物質(zhì)?；卮鹣铝袉栴}：(1)寫出下列物質(zhì)的化學(xué)式：?jiǎn)钨|(zhì)F________，氧化物d________。(2)寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式：①_____________________________________________；④_____________________________________________。【答案】SiH2O2Mg＋CO2C＋2MgOC＋H2O(g)CO＋H2【解析】【分析】氧化物f是制造光導(dǎo)纖維的重要原料，f是SiO2，氧化物c是一種具有磁性的黑色物質(zhì)，c是Fe3O4，以此為突破口推出五個(gè)置換反應(yīng)?！驹斀狻垦趸飂是制造光導(dǎo)纖維的重要原料，f是SiO2，氧化物c是一種具有磁性的黑色物質(zhì)，c是Fe3O4，反應(yīng)①2Mg＋CO2C＋2MgO，反應(yīng)②Fe3O4＋2C2CO2＋3Fe，反應(yīng)③3Fe＋4H2O（g）Fe3O4＋4H2，反應(yīng)④C＋H2O(g)CO＋H2，反應(yīng)⑤2C＋SiO2Si＋2CO。（1）根據(jù)反應(yīng)⑤物質(zhì)的化學(xué)式：?jiǎn)钨|(zhì)F為Si，結(jié)合反應(yīng)③④氧化物d為H2O。（2）反應(yīng)①和④的化學(xué)方程式：①2Mg＋CO2C＋2MgO④C＋H2O(g)CO＋H2。7．A、B、C、D、E、F、X七種物質(zhì)之間可按下列框圖發(fā)生反應(yīng)（部分產(chǎn)物可能被省略）。其中，A、D、E、X是四種常見的非金屬單質(zhì)，常溫下A、X為氣體，D、E為固體。A的水溶液具有漂白性，A、D的水溶液均能使淀粉KI試紙變藍(lán)色，B的焰色反應(yīng)為黃色。請(qǐng)回答下列問題：（1）寫出A、F的化學(xué)式：A：_______、F：__________。（2）寫出B的電子式：_________，EO2的晶體類型為_______。（3）寫出E與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式____________________________。（4）E單質(zhì)可作高能燃料。已知ag固體E燃燒放出bkJ的熱量，請(qǐng)寫出表示E燃燒熱的熱化學(xué)方程式（△H用含a、b的式子表示）___________________________?！敬鸢浮緼：Cl2Ｆ：SiCl4原子晶體Si+2OH-+H2O=SiO32-+2H2↑Si（s）+O2（g）=SiO2（s）；△H=-28b/akJ/mol【解析】【分析】根據(jù)A是一種常見的非金屬單質(zhì)，常溫下為氣體，且A的水溶液具有漂白性，可推知A為氯氣；由于D也是一種常見的非金屬單質(zhì)，常溫下為固體，且由氯氣制備可得，說明其氧化性弱于氯氣，且其水溶液能使淀粉KI試紙變藍(lán)色，因此D可能為碘單質(zhì)；根據(jù)B的焰色反應(yīng)為黃色，可知B為NaI，C為NaCl。根據(jù)已知條件E是非金屬單質(zhì)，且E為固體，能與氫氧化鈉溶液、氧氣反應(yīng)，因此可推測(cè)E為Si、F為SiCl4；能將SiCl4還原為Si的非金屬單質(zhì)為H2，因此X為H2。據(jù)此解題?！驹斀狻浚?）根據(jù)分析，可知A、F的化學(xué)式分別為：A：Cl2、F：SiCl4；（2）根據(jù)分析，B物質(zhì)NaI的電子式為：

，EO2為SiO2，其晶體類型為原子晶體；（3）E為Si，其與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式為：Si+2OH-+H2O=SiO32-+2H2↑

；（4）當(dāng)ag單質(zhì)Si的物質(zhì)的量為：mol作高能燃料進(jìn)行燃燒時(shí)放出的熱量為bkJ，因此當(dāng)1molSi燃燒時(shí)，放出的熱量應(yīng)為kJ，因此Si單質(zhì)燃燒熱的熱化學(xué)方程式可表示為：Si（s）+O2（g）=SiO2（s）；△H=-28b/akJ/mol

。8．閱讀下面信息，推斷元素，按要求回答問題：信息問題①短周期元素X、Y、Z、W，原子序數(shù)依次增大，最外層電子數(shù)均不少于最內(nèi)層電子數(shù)(1)X一定不是______；A．氫B．碳C．氧D．硫②一定條件下，上述四種元素的單質(zhì)均能與足量的氧氣反應(yīng)，生成的氧化物有兩種能溶于稀硫酸，三種能溶于濃NaOH，氧化物的相對(duì)式量都大于26(2)這四種元素含有鋁元素嗎?__；③上述四種元素的單質(zhì)的混合物，加入足量的鹽酸溶液，固體部分溶解，過濾，向?yàn)V液中加入過量的燒堿溶液，最終溶液中有白色沉淀(3)白色沉淀的化學(xué)式為________；④上述四種元素的單質(zhì)的混合物，加入足量的燒堿溶液，固體部分溶解，過濾，向?yàn)V液中加入過量的鹽酸溶液，最終溶液中有白色沉淀(4)生成白色沉淀的離子方程式為______________________；【答案】AD一定含有鋁元素Mg(OH)2SiO32－+2H＋＝H2SiO3↓【解析】【分析】(1)X若為氫時(shí)，其最外層電子數(shù)為1；X若為硫，原子序數(shù)比X大的Y、Z、W不可能都是短周期元素；(2)有一種元素的氧化物既能與酸反應(yīng)、又能與堿反應(yīng)；(3)白色沉淀應(yīng)為堿，短周期元素中只有Mg(OH)2符合；(4)濾液中加入過量的鹽酸溶液，得到的應(yīng)是難溶于水的弱酸，可為H2SiO3或H4SiO4；【詳解】(1)X若為氫時(shí)，其最外層電子數(shù)為1，不合理；X若為硫，原子序數(shù)比X大的Y、Z、W不可能都是短周期元素，不合理，X為碳或氧時(shí)合理，故答案為AD；(2)四種元素的單質(zhì)均能與足量的氧氣反應(yīng)，生成的氧化物有兩種能溶于稀硫酸，三種能溶于濃NaOH，氧化物的相對(duì)式量都大于26，說明四種元素均為第三周期主族元素，且有一種元素的氧化物既能與酸反應(yīng)、又能與堿反應(yīng)，則一定含有鋁元素；(3)對(duì)所有短周期元素進(jìn)行試探，唯有鎂元素符合性質(zhì)，可知白色沉淀物的化學(xué)式為Mg(OH)2；(4)唯有硅元素在④變化中最終得到白色沉淀H2SiO3(或H4SiO4)，生成該白色沉淀的離子方程式為SiO32-+2H+=H2SiO3↓(或SiO32-+2H++H2O=H4SiO4↓)。9．離子方程式和化學(xué)方程式是學(xué)習(xí)化學(xué)的基本用語(yǔ)，請(qǐng)按要求書寫：(1)寫出下列反應(yīng)的離子方程式①向石灰石滴加鹽酸________________；②硅酸鈉溶液中滴加稀鹽酸__________。(2)寫出下列離子反應(yīng)方程式所對(duì)應(yīng)的化學(xué)方程式①________________；②____________________(3)寫出稀硝酸與銅反應(yīng)的化學(xué)方程式____________。【答案】CaCO3+2H+=CO2↑+H2O+Ca2++2H+=H2SiO3↓2NaOH+CO2=Na2CO3+H2OFe+CuSO4=Cu+FeSO43Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O【解析】【分析】(1)①碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣和二氧化碳、水；②硅酸鈉溶液中滴加稀鹽酸生成硅酸沉淀和氯化鈉；(2)①可表示為CO2溶于可溶性強(qiáng)堿生成可溶性碳酸鹽和水；②可表示Fe溶于可溶性銅鹽；(3)稀硝酸與銅反應(yīng)生成硝酸銅、NO和水。【詳解】(1)①碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣和二氧化碳、水，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為CaCO3+2H+=CO2↑+H2O+Ca2+；②硅酸鈉溶液中滴加稀鹽酸生成硅酸沉淀和氯化鈉，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為