武漢高考化學-硅及其化合物推斷題綜合試題

武漢高考化學硅及其化合物推斷題綜合試題一、硅及其化合物1．如圖為一定量飽和Ca(OH)2溶液中通入CO2氣體后，產生CaCO3白色沉淀的質量與通入的CO2體積之間的關系曲線。請回答：①OA段曲線所表示的化學反應方程式：_________，A點處已參加反應的CO2與Ca(OH)2的物質的量之比為________。②B處溶液中存在的濃度較大的兩種離子是________和________(填離子符號)，將B處生成的溶液煮沸，可見到的現象是_____________。【答案】Ca(OH)2＋CO2=CaCO3↓＋H2O1∶1Ca2＋HCO3—溶液變渾濁(或產生白色沉淀)【解析】【分析】二氧化碳與氫氧化鈣飽和溶液的反應與二氧化碳的量有關，少量二氧化碳與氫氧化鈣反應生成碳酸鈣和水，反應的化學方程式為CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O，過量二氧化碳與氫氧化鈣反應生成碳酸氫鈣，反應的化學方程式為2CO2+Ca(OH)2=Ca(HCO3)2，由圖可知OA段隨著CO2通入CaCO3的量逐漸增大，A點達到沉淀最大值，AB段隨CO2的通入，生成的CaCO3不斷溶解轉化為Ca(HCO3)2，B點CaCO3全溶解，溶液又變得澄清?！驹斀狻竣儆蓤D可知OA段隨著CO2通入CaCO3的量逐漸增大，A點達到沉淀最大值，則OA段發(fā)生的反應為二氧化碳與氫氧化鈣反應生成碳酸鈣和水，反應的化學方程式為CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O，由方程式可知A點處已參加反應的二氧化碳和氫氧化鈣的物質的量比為1:1，故答案為：CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O；1:1；②由圖可知AB段隨CO2的通入，生成的CaCO3不斷溶解，發(fā)生的反應為二氧化碳與碳酸鈣反應生成碳酸氫鈣，則溶液中存在的濃度較大的兩種離子是鈣離子和碳酸氫根離子；將碳酸氫鈣溶液煮沸，碳酸氫鈣受熱分解生成難溶的碳酸鈣、二氧化碳和水，則可見到的現象是澄清溶液變渾濁，故答案為：Ca2＋；HCO3—；溶液變渾濁(或產生白色沉淀)?！军c睛】明確碳酸的正鹽與過量的CO2反應時生成碳酸氫鹽、碳酸氫鹽與堿反應時生成碳酸的正鹽和水、碳酸氫鹽在加熱條件下生成碳酸正鹽、水和CO2是解答關鍵。2．有一應用前景廣闊的納米材料甲，其由A、B兩種短周期非金屬元素組成，難溶于水，且硬度大，熔點高。取材料甲與熔融的燒堿反應，生成一種含A元素的含氧酸鹽乙和一種含B元素的氣體丙，丙能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍；乙能溶于水，加鹽酸產生白色沉淀，鹽酸過量沉淀不溶解。（1）甲的化學式為____________，其晶體屬于____________晶體。（2）乙的水溶液可以用來做________________________（寫出一種用途）。（3）B元素的一種氫化物丁，相對分子質量為32，常溫下為液體，其燃燒放熱多且燃燒產物對環(huán)境無污染，因此可用作火箭燃料、燃料電池燃料等。則①丁的電子式為_____。②丁可由次氯酸鈉與過量氨氣反應制得，其化學方程式________________________。甲的制備過程中氨氣需要過量的理由是____________________________________。③丁的水溶液呈弱堿性，室溫下其電離常數K1≈1.0×10－6，則0.01mol·L－1丁水溶液的pH等于____________（忽略丁的二級電離和H2O的電離）?！敬鸢浮縎i3N4原子黏合劑、木材等的防腐劑或防火劑NaClO＋2NH3＝N2H4＋NaCl＋H2O次氯酸鈉有強氧化性，防止N2H4繼續(xù)被氧化10【解析】【分析】甲由A、B兩種短周期非金屬元素組成，難溶于水，且硬度大，熔點高，考慮甲屬于原子晶體。甲與熔融的燒堿反應生成一種含A元素的含氧酸鹽乙和一種含B元素的氣體丙，且丙能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍，證明丙氣體為NH3，說明甲中含有氮元素。含氧酸鹽乙由短周期元素組成且為鈉鹽，能溶于水，加鹽酸產生白色沉淀，鹽酸過量沉淀不溶解，說明生成的沉淀為H2SiO3，則乙為Na2SiO3，證明甲中含有硅元素，故A為Si元素，B為N元素，依據元素化合價可推知甲為Si3N4，據此分析解答。【詳解】(1)由分析可知，甲的化學式為Si3N4，屬于原子晶體，故答案為：Si3N4；原子；(2)乙的水溶液為硅酸鈉溶液，是一種礦物膠，可以做黏合劑、木材等的防腐劑或防火劑，故答案為：黏合劑、木材等的防腐劑或防火劑；(3)①B元素的一種氫化物丁，相對分子質量為32，常溫下為液體，可知丁為N2H4，電子式為：，故答案為：；②丁可由次氯酸鈉與過量氨氣反應制得，反應的化學方程式為：NaClO+2NH3＝N2H4+NaCl+H2O，次氯酸鈉有強氧化性，防止N2H4繼續(xù)被氧化，氨氣需要過量，故答案為：NaClO+2NH3＝N2H4+NaCl+H2O；次氯酸鈉有強氧化性，防止N2H4繼續(xù)被氧化；③電離方程式為：N2H4+H2O?N2H5++OH-，該溶液中溶質電離程度較小，則c(N2H4)≈0.01mol/L，由平衡常數K=，可知該溶液中c(OH-)≈==1.0×10-4，溶液中c(H+)=mol/L=10-10mol/L，則溶液的pH=10，故答案為：10。【點睛】正確推斷元素是解答本題的關鍵。本題的易錯點和難點為(3)③中pH的計算，要注意電離平衡常數表達式和水的離子積的靈活運用。3．短周期主族元素X、Y、Z、W原子序數依次增大，X、Z、W均可形成酸性氧化物。X的一種氫化物分子空間構型為三角錐型，YW是氯堿工業(yè)的主要原料，Z的最外層電子數為4，請回答以下問題：(1)表示氯堿工業(yè)生產原理的化學方程式為____________________________________。(2)X的另一種氫化物X2H4可作為火箭推進器燃料，其結構式為__________________。(3)Y的氧化物中，有一種既含離子鍵又含共價鍵，該氧化物的電子式為___________。(4)Z的氧化物屬于晶體，工業(yè)制備Z單質的化學方程式為________________________。(5)W單質是毒性很大的窒息性氣體。工業(yè)上用X氣態(tài)氫化物的濃溶液檢驗W單質是否泄露，寫出反應的化學方程式_________________________________________?！敬鸢浮?NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑2C+SiO22CO↑+Si8NH3+3Cl2=6NH4Cl+N2【解析】【分析】短周期主族元素X、Y、Z、W原子序數依次增大，X、Z、W均可形成酸性氧化物。X的一種氫化物分子空間構型為三角錐型，該氫化物為氨氣，在X為N元素；YW是氯堿工業(yè)的主要原料，該物質為NaCl，則Y為Na、W為Cl元素；Z的最外層電子數為4，原子序數大于Na，則Z為Si元素，據此進行解答?！驹斀狻扛鶕治隹芍?，X為N元素，Y為Na，Z為Si，W為Cl元素。(1)氯堿工業(yè)中電解飽和食鹽水生成氫氧化鈉、氫氣和氯氣，該反應的化學方程式為：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑；(2)X2H4為N2H4，其結構簡式為NH2-NH2，每個氮原子形成三個化學鍵，N2H4的結構式為；(3)Na的氧化物中既含離子鍵又含共價鍵的為過氧化鈉，過氧化鈉為離子化合物，其電子式為；(4)Z為Si元素，其氧化物為SiO2，二氧化硅屬于原子晶體；工業(yè)上用碳與二氧化硅在高溫下反應制取硅，該反應的化學方程式為：2C+SiO22CO↑+Si；(5)W單質為氯氣，氯氣是毒性很大的窒息性氣體，X氣態(tài)氫化物為氨氣，氯氣與氨氣反應生成氯化銨和氮氣，結合電子守恒、質量守恒配平該反應的化學方程式為：8NH3+3Cl2=6NH4Cl+N2?！军c睛】本題考查元素周期表、元素周期律的應用的知識，推斷元素為解答關鍵，注意掌握元素周期律內容及常見化學用語的書寫原則，物質的化學性質及物理性質，試題培養(yǎng)了學生的學以致用的能力。4．設計如下實驗探究橄欖石（僅含三種短周期元素）的組成和性質。（1）橄欖石的組成元素是O和____、____（填元素符號），化學式為__________。（2）寫出白色粉末A的一種用途：__________________________。（3）白色粉末A溶于NaOH溶液的離子方程式是_________________________________?！敬鸢浮縈gSi2MgO·SiO2光導纖維等合理即可SiO2+2OH-=SiO32-+H2O【解析】【分析】【詳解】橄欖石與鹽酸反應后生成了白色膠狀沉淀，推知該膠狀沉淀為硅酸，灼燒后生成二氧化硅，質量為1.8g，則物質的量為，二氧化硅能溶于NaOH溶液生成Na2SiO3，橄欖石與過量鹽酸反應后的無色溶液，與過量的NaOH溶液反應后，生成白色沉淀，該沉淀應是Mg(OH)2，質量為3.48g，則物質的量為，因此該化合物中，硅元素與鎂元素的物質的量之比為1：2，因此橄欖石的化學式為：2MgO·SiO2；（1）根據以上分析可知，橄欖石的組成元素是O和Mg、Si，化學式為2MgO·SiO2，本題答案為：Mg；Si；2MgO·SiO2；（2）白色粉末為二氧化硅，用途有：制造玻璃、石英玻璃、水玻璃、光導纖維、電子工業(yè)的重要部件、光學儀器、工藝品和耐火材料的原料，本題答案為：光導纖維等；（3）白色粉未為二氧化硅，與NaOH溶液反應的離子方程式為：SiO2+2OH-=SiO32-+H2O，本題答案為：SiO2+2OH-=SiO32-+H2O。5．甲、乙分別是兩種主族元素形成的氧化物，它們廣泛存在于地殼中，均不溶于水，且都有如下相同的轉化關系，不同之處是乙對應的轉化過程中需控制鹽酸用量，若鹽酸過量則得不到白色沉淀B。(1)寫出甲、乙的化學式：甲_______,乙_______；(2)寫出下列反應的化學方程式：甲+NaOH溶液_______,乙+NaOH溶液_______；(3)分別寫出甲、乙對應的A溶液與過量鹽酸反應的離子方程式：甲_______乙_______(4)若將5.1g乙溶于適量的鹽酸（二者恰好完全反應）后，再加入175mL的2mol.L－1NH3H2O溶液，得到沉淀_______g【答案】SiO2Al2O3SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OAl2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2OSiO32-+2H+＝H2SiO3↓AlO2-+4H+=Al3++2H2O7.8【解析】【分析】甲、乙分別是兩種主族元素形成的氧化物，均不溶于水，且都有如圖的轉化關系，不同之處是乙對應的轉化過程中需控制鹽酸用量，若鹽酸過量則得不到白色沉淀B，可推出甲是二氧化硅、乙是氧化鋁。二氧化硅與氫氧化鈉反應生成硅酸鈉和水，硅酸鈉與鹽酸反應生成硅酸沉淀；氧化鋁與氫氧化鈉溶液反應生成偏鋁酸鈉，偏鋁酸鈉和少量鹽酸反應生成氫氧化鋁沉淀?！驹斀狻?1)根據以上分析，甲為SiO2、乙為Al2O3；(2)二氧化硅與NaOH溶液反應生成硅酸鈉和水，反應方程式是SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O；氧化鋁和NaOH溶液反應生成偏鋁酸鈉和水，反應化學方程式是Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O；(3)甲對應的A是Na2SiO3，Na2SiO3與過量鹽酸反應生成硅酸沉淀和氯化鈉，反應離子方程式是SiO32-+2H+＝H2SiO3↓；乙對應的A是偏鋁酸鈉，偏鋁酸鈉與過量鹽酸反應生成氯化鋁和氯化鈉，反應的離子方程式是AlO2-+4H+=Al3++2H2O；(4)5.1g氧化鋁的物質的量是，n(Al3+)=0.1mol，n(NH3H2O)=0.175L×2mol.L－1=0.35mol，氨水過量，氯化鋁與過量氨水反應生成氫氧化鋁沉淀，根據鋁元素守恒，生成氫氧化鋁的物質的量是0.1mol，質量是0.1mol×78g/mol=7.8g。6．X是一種新型無機非金屬材料，具有耐磨、耐腐蝕、抗冷熱沖擊性。有關生產過程如下：為了確定C的組成，某同學進行了以下的探究過程。已知F、G都是難溶于水和稀硝酸的白色沉淀，I可做光導纖維。按要求回答下列問題：（1）C的空間構型為__________；X的化學式為__________。（2）反應②的化學方程式為__________。（3）反應⑦的離子方程式__________?！敬鸢浮浚?）正四面體；Si3N4；（2）SiCl4+8NH3=Si(NH2)4+4NH4Cl；（3）SiO32-+2CO2+2H2O=H2SiO3↓+2HCO3-；【解析】試題分析：I可做光導纖維，所以I是二氧化硅，則F是硅酸，H是硅酸鈉.又因為F、G都是難溶于水和稀硝酸的白色沉淀，所以G是氯化銀，因此C是SiCl4，則A是硅，B是氯氣。根據X的性質可知，X是原子晶體，所以X是Si3N4。由轉化關系可知，SiCl4與NH3反應生成Si(NH2)4，根據原子守恒可知還生成HCl，由于氨氣過量，故應生成NH4Cl；CO2是過量的，因此生成物是碳酸氫鈉與硅酸。（1）由以上分析可知C為SiCl4，具有甲烷的結構，為正四面體，X為Si3N4；（2）由轉化關系可知，SiCl4與NH3反應生成Si(NH2)4，根據原子守恒可知還生成HCl，由于氨氣過量，故應生成NH4Cl，故反應于的反應方程式為：SiCl4+8NH3=Si(NH2)4+4NH4Cl；（3）CO2是過量的，因此生成物是碳酸氫鈉與硅酸，反應輿的離子方程式為：SiO32-+2H2O+2CO2=2H2SiO3↓+2HCO3-。【考點定位】本題考查無機物的推斷，硅及其化合物的性質。【名師點晴】本題考查無機物的推斷。此類題的解答一般有以下步驟：思維起點的選擇：思維起點是指開始時的思維指向、思維對象或思維角度，推斷題中的思維起點應是最具特征的某個條件(包括文字敘述或某個變化過程)；思維過程的展開：解題者在確定思維起點的基礎上，利用題目所給信息，結合已有的化學知識和解題經驗，不斷地縮小問題狀態(tài)與目標狀態(tài)的距離；思維過程的檢驗：將上述思維過程的結果代入題中，檢查一下是否符合題中條件。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、特殊現象、特殊制法、特殊用途等。7．云母是一種重要的硅酸鹽，它具有韌度、彈性、透明度、高介電強度、化學惰性和熱穩(wěn)定性。白云母可看作葉臘石中1/4的SiⅣ被AlⅢ所取代，再由KⅠ平衡其電荷后形成的。而葉臘石可以看作SiO2中有1/3的SiⅣ被AlⅢ取代，再由KⅠ平衡其電荷形成的。(1)白云母寫成氧化物形式的化學式為_______________。(2)研究表明，在硅酸鹽中，AlⅢ很容易取代SiⅣ，取代后不會引起原硅酸鹽結構大的變化。從立體幾何的知識看，AlⅢ與SiⅣ最直接的關系是_______________。(3)黑云母的化學式為KMg3AlSi3O10(OH)2，在水與二氧化碳的同時作用下，風化為高嶺土［AI2Si2O5(OH)4］。①寫出離子反應方程式_______________。②上述反應為什么能夠發(fā)生_______________③風化后Al為什么不能以Al3＋形式被地下水溶解_______________【答案】K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2OAlⅢ與SiⅣ的半徑相近，插入后不會引起結構改變2KMg3AlSi3O10(OH)2＋14H2CO3＋H2O=2K＋＋6Mg2＋＋14HCO3－＋4H4SiO4＋Al2Si2O5(OH)4碳酸較硅酸酸性強，強酸可取代弱酸中性條件下Al3＋完全水解，主要以沉淀形式存在【解析】【分析】【詳解】(1)由復雜硅酸鹽改寫成氧化物形式的一般原則是先寫一系列金屬氧化物，并按金屬活動性順序排列，較活潑的金屬氧化物寫在前面，再寫SiO2，含有氫元素的H2O最后寫，氧化物之間加黑點隔開，各氧化物的系數均為整數，并寫在相應氧化物前面，寫成氧化物后，原化學式中的各元素、原子的個數比應保持不變，因此白云母寫成氧化物形式的化學式為K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O，故答案為：K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O；(2)從立體幾何的知識來看，由于AlⅢ與SiⅣ的半徑相近，在硅酸鹽中，AlⅢ插入后很容易取代SiⅣ，不會引起原硅酸鹽結構大的變化，故答案為：AlⅢ與SiⅣ的半徑相近，插入后不會引起結構改變；(3)①由題干信息可知，黑云母在水與二氧化碳的同時作用下，風化為高嶺土［AI2Si2O5(OH)4］，反應的離子方程式為2KMg3AlSi3O10(OH)2＋14H2CO3＋H2O=2K＋＋6Mg2＋＋14HCO3－＋4H4SiO4＋Al2Si2O5(OH)4，故答案為：2KMg3AlSi3O10(OH)2＋14H2CO3＋H2O=2K＋＋6Mg2＋＋14HCO3－＋4H4SiO4＋Al2Si2O5(OH)4；②上述反應中碳酸與黑云母反應生成了硅酸，因為碳酸的酸性比硅酸強，可以強酸制弱酸，所以上述反應可以發(fā)生，故答案為：碳酸較硅酸酸性強，強酸可取代弱酸；③由于中性條件下Al3＋完全水解，主要以Al(OH)3的沉淀形式存在，因此風化后Al為什么不能以Al3＋形式被地下水溶解，故答案為：中性條件下Al3＋完全水解，主要以沉淀形式存在。8．簡要回答下列問題（1）醫(yī)療上，常用胃舒平[主要成分Al(OH)3]來治療胃酸（主要成分鹽酸）過多，其理由是__________（用離子方程式表示）。（2）生活中不能用鋁制容器儲存氫氧化鈉溶液的原因是__________（用化學方程式表示）。（3）工業(yè)制備漂白粉原理是__________（用化學方程式表示）。（4）人們常用雕花玻璃裝飾房間。在玻璃上雕花時發(fā)生反應的化學方程式是__________。（5）硅酸鈉的水溶液俗稱水玻璃，向其中通入過量的CO2，會出現軟而透明的凝膠膠體，其化學方程式是__________?！敬鸢浮?H++Al(OH)3＝Al3++3H2OAl2O3+2NaOH＝2NaAlO2+H2O；2Al+2NaOH+2H2O=2NaA1O2+3H2↑2Cl2+2Ca(OH)2==CaCl2+Ca(ClO)2+2H2OSiO2+4HF=SiF4↑+2H2ONa2SiO3+2CO2+2H2O==H2SiO3↓+2NaHCO3【解析】【分析】玻璃的主要成分之一為二氧化硅，它是酸性氧化物，不能與硫酸、硝酸、鹽酸等發(fā)生反應，但能與氫氟酸發(fā)生反應。不過，二氧化硅與氫氟酸反應，表現的不是酸性氧化物的性質，是氫氟酸特有的性質。【詳解】(1)胃舒平中的Al(OH)3與胃酸中的鹽酸反應，生成氯化鋁和水，其理由是3H++Al(OH)3＝Al3++3H2O；答案為：3H++Al(OH)3＝Al3++3H2O；(2)生活中不能用鋁制容器儲存氫氧化鈉溶液，因為鋁表面的Al2O3與NaOH反應后，里面的Al與NaOH溶液繼續(xù)反應，化學方程式為Al2O3+2NaOH＝2NaAlO2+H2O；2Al+2NaOH+2H2O=2NaA1O2+3H2↑；答案為：Al2O3+2NaOH＝2NaAlO2+H2O；2Al+2NaOH+2H2O=2NaA1O2+3H2↑；(3)工業(yè)上利用氯氣與石灰乳反應生產漂白粉，反應的化學方程式為2Cl2+2Ca(OH)2==CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O；答案為：2Cl2+2Ca(OH)2==CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O；(4)在玻璃上雕花是利用氫氟酸與玻璃中的SiO2發(fā)生復分解反應，反應的化學方程式為SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O；答案為：SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O；(5)向硅酸鈉水溶液中通入過量的CO2，會出現軟而透明的硅酸凝膠和NaHCO3，反應的化學方程式為Na2SiO3+2CO2+2H2O==H2SiO3↓+2NaHCO3；答案為：Na2SiO3+2CO2+2H2O==H2SiO3↓+2NaHCO3?！军c睛】“向硅酸鈉水溶液中通入過量的CO2”，若不注意審題，我們很容易寫成Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3，解題時，對關鍵詞“過量”一定要引起高度重視。9．金屬和非金屬被廣泛應用于人類生產生活中。（1）Na的一種化合物常用于潛艇中處理CO2和供氧，它處理CO2的化學方程式為_____________。（2）缺鐵性貧血患者應補充Fe2＋，通常以硫酸亞鐵的形式補充，而硫酸鐵無這種藥效。當用硫酸亞鐵制成藥片時外表包有一層特殊的糖衣，這層糖衣的作用___________。（3）工業(yè)上將氯氣通入石灰乳制取漂白粉，漂白粉的有效成分是____________（填化學式），它能殺菌消毒是因為有__________________性。（4）人們常常選用雕花玻璃裝飾房間。在玻璃上雕花時發(fā)生的化學方程式是______________________。（5）許多人喜歡佩戴玉石飾品。玉石的主要成分基本都屬于硅酸鹽，例如和田玉(Ca2Mg5H2Si8O24)可表示為復雜氧化物形式2CaO·5MgO·8SiO2·H2O，則南陽玉(CaAl2Si2O8)表示為復雜氧化物形式是__________。（6）向一鋁制易拉罐中充滿CO2后，再往罐中注入足量的質量分數為20%的NaOH溶液，立即嚴封罐口，不—會兒就發(fā)現易拉罐變癟，再過一會易拉罐又鼓脹起來，解釋上述實驗現象，易拉罐又鼓脹起來的原因是______________________(用化學方程式表示)【答案】2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2保護FeSO4不被空氣中的氧氣氧化Ca(ClO)2強氧化SiO2+4HF=SiF4↑+2H2OCaO·Al2O3·2SiO22Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑【解析】【分析】（1）過氧化鈉與二氧化碳反應生成碳酸鈉和氧氣；（2）亞鐵離子具有還原性，易被氧化；（3）漂白粉主要成分氯化鈣、次氯酸鈣，有效成分次氯酸鈣；它能殺菌消毒是因為有強氧化性；（4）玻璃上雕花時發(fā)生氫氟酸與二氧化硅反應生成四氟化硅和水；（5）根據硅酸鹽化學式可表示為：活潑金屬氧化物?金屬氧化物?非金屬氧化物?水，注意質量守恒進行解答；（6）金屬鋁