備戰(zhàn)高考化學(xué)壓軸題專題復(fù)習(xí)-硅及其化合物推斷題的綜合及答案

備戰(zhàn)高考化學(xué)壓軸題專題復(fù)習(xí)—硅及其化合物推斷題的綜合及答案一、硅及其化合物1．已知：甲、乙、丙、丁為常見化合物，A、B為單質(zhì)，相互轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖。其中甲是天然氣的主要成分?；卮鹣铝袉栴}：（1）丁物質(zhì)的名稱：______，丙物質(zhì)的化學(xué)式：_________________________________________。（2）檢驗(yàn)化合物乙的化學(xué)方程式：___________________________________________________。（3）試劑X可能的化學(xué)式：________、________(要求：所選物質(zhì)類別不同)。（4）通過分析表明：燃料充分燃燒的條件之一是______________________________。（5）取變紅溶液于試管中加熱，觀察到的現(xiàn)象有_______________________________________。【答案】水COCO2＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋H2OO2CuO充足的氧氣紅色溶液變成紫色，有氣泡冒出【解析】【分析】甲是天然氣的主要成分，則甲是甲烷，甲與A，B與A能燃燒，則A是氧氣，丁電解生成A、B，則B是氫氣，丁是水，乙與水加入紫色石蕊試液后溶液變紅，則乙是二氧化碳，丙與乙可以相互轉(zhuǎn)化，則丙是一氧化碳，據(jù)此分析解答?！驹斀狻?1)根據(jù)分析可知丁是水，丙是CO，故答案為：水；CO；(2)檢驗(yàn)二氧化碳的方法是將氣體通入澄清石灰水，反應(yīng)方程式為：CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O；(3)由丙轉(zhuǎn)化到乙，則試劑X可以是氧氣，也可以是氧化銅等物質(zhì)，所屬的類別分別是單質(zhì)和氧化物；故答案為：O2；CuO；(4)通過分析表明:燃料充分燃燒的條件之一是要有充足的氧氣；故答案為：充足的氧氣；(5)取變紅溶液于試管中加熱會發(fā)生碳酸分解的過程，故可以觀察到的現(xiàn)象是紅色溶液變成紫色，有氣泡冒出；故答案為：紅色溶液變成紫色，有氣泡冒出。2．有兩種短周期元素、，元素原子的最外層電子數(shù)為，次外層電子數(shù)為；元素原子的層（有電子）電子數(shù)為，層電子數(shù)為。（1）推斷元素名稱和符號：_______、______，______、_______。（2）、兩元素形成的化合物可能具有的性質(zhì)是_______（填序號）。A.能與水反應(yīng)B.能與硫酸反應(yīng)C.能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)（3）元素的原子含有_______個能層，Y元素的原子含有_______個能層。【答案】氧O硅SiC23【解析】【分析】短周期元素X和元素Y，元素X原子的最外層電子數(shù)為a，次外層電子數(shù)為b；元素Y原子的M層電子數(shù)為(a－b)，L層電子數(shù)為(a＋b)，則L層電子數(shù)為8，所以a＋b＝8，所以元素X原子有2個電子層，故b＝2，所以a＝8－b＝8－2＝6，故X為O元素；故元素Y原子的M層電子數(shù)為a－b＝6－2＝4，Y為Si元素，X、Y兩元素形成的化合物為SiO2，結(jié)合元素化合物的性質(zhì)判斷?！驹斀狻?1)X為O元素，Y為Si元素，故答案為：氧；O；硅；Si；(2)X、Y兩元素形成的化合物為SiO2；A．SiO2不與水反應(yīng)，故A錯誤；B．SiO2性質(zhì)穩(wěn)定，溶于HF酸，不溶于其它酸，故B錯誤；C．SiO2與氫氧化鈉反應(yīng)生成硅酸鈉與水，故C正確；D．SiO2不與氯氣反應(yīng)，故D錯誤；故答案為：C；(3)氧原子和硅原子的原子結(jié)構(gòu)示意圖分別為：、，所以氧原子有2個能層，硅原子有3個能層，故答案為：2；3?！军c(diǎn)睛】本題推斷元素種類是解題關(guān)鍵，根據(jù)每一能層能夠排布的電子數(shù)多少進(jìn)行綜合判斷，注意二氧化硅性質(zhì)的特殊性。3．某同學(xué)用某化合物X（兩種短周期元素組成的純凈物）進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)步驟②中還觀測到生成黑色固體和無色無味氣體，生成的溶液可作為建筑行業(yè)的一種黏合劑。請回答：（1）X的化學(xué)式是____，步驟①的離子方程式是___。（2）步驟②的化學(xué)方程式是_____?！敬鸢浮縈g2SiMg2Si+4H+=SiH4↑+2Mg2+SiH4+2KMnO4=2MnO2↓+Na2SiO3+H2↑+H2O【解析】【分析】短周期元素形成的化合物中，與過量燒堿溶液生成白色沉淀，則灼燒后得到白色固體的為MgO，4.0g白色固體可得X中0.1molMg原子，無色氣體A與高錳酸鉀可生成黏合劑硅酸鉀溶液，可知無色氣體A具有還原性且含有Si元素，據(jù)此分析作答?！驹斀狻浚?）根據(jù)化合物X7.20g計(jì)算得到Mg原子與Si原子個數(shù)之比為2:1，則X的化學(xué)式為Mg2Si，在鹽酸作用下會生成硅烷氣體與氯化鎂，故其離子方程式為：Mg2Si+4H+=SiH4↑+2Mg2+，故答案為：Mg2Si；Mg2Si+4H+=SiH4↑+2Mg2+；（2）在強(qiáng)氧化劑高錳酸鈉的作用下，硅烷被氧化為硅酸鈉與氫氣，同時生成黑色固體二氧化錳，根據(jù)氧化還原反應(yīng)得失電子守恒與元素守恒可得，其化學(xué)方程式為：SiH4+2KMnO4=2MnO2↓+K2SiO3+H2↑+H2O。4．現(xiàn)有如圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系，水和部分產(chǎn)物已略去。已知：①X和Z是兩種透明、不溶于水的堅(jiān)硬固體，其中Z無固定熔點(diǎn)，是現(xiàn)代建筑不可缺少的裝飾和采光材料；②無色氣體A是引起溫室效應(yīng)的主要?dú)怏w；③B、D均為難溶于水的白色固體；④高純度的F是使用最廣泛的半導(dǎo)體材料。據(jù)此回答下列問題：（1）Z的名稱是________，工藝師在Z表面刻蝕花紋圖案需用的試劑為________(填名稱)。（2）由X、Y制F的化學(xué)方程式為________________________，此反應(yīng)中Y作________劑(填“氧化”或“還原”)。（3）轉(zhuǎn)化①的化學(xué)方程式為________________________；轉(zhuǎn)化②(A少量)的離子方程式為______________________。【答案】玻璃氫氟酸SiO2+2CO2CO2+Si還原SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2OSiO＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋CO【解析】【分析】①X為不溶于水的堅(jiān)硬固體，Z無固定熔點(diǎn)，是現(xiàn)代建筑中不可缺少的裝飾材料，判斷為玻璃，說明X為SiO2；②無色氣體A是引起溫室效應(yīng)的主要?dú)怏w為CO2；③B、D均為難溶于水的白色固體，流程分析可知B為CaCO3，；④高純度的F是制造電腦芯片的一種非金屬單質(zhì)為Si；結(jié)合流程分析判斷可知X為SiO2，B為CaCO3，C為Na2SiO3，D為H2SiO3，E為Na2CO3，Z為玻璃，Y為CO，F(xiàn)為Si．【詳解】由以上分析：（1）Z無固定熔點(diǎn)，是現(xiàn)代建筑中不可缺少的裝飾材料，判斷為玻璃；工藝師在Z表面刻蝕花紋圖案需用的試劑為氫氟酸。（2）由X、Y制F的過程為SiO2+2CO2CO2+Si，CO做還原劑。（3）轉(zhuǎn)化①的化學(xué)方程式為SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O；無色氣體A是引起溫室效應(yīng)的主要?dú)怏w，則A為CO2，轉(zhuǎn)化②(A少量)的離子方程式為SiO＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋CO。5．A、B、C、D、E、F六種物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示（反應(yīng)條件和部分副產(chǎn)物未標(biāo)出），其中反應(yīng)①是置換反應(yīng)。（1）若A、D、F都是非金屬單質(zhì)，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橫行，則反應(yīng)①的化學(xué)方程式是_______________________。（2）若A是常見的金屬單質(zhì)，D、F是氣態(tài)單質(zhì)，反應(yīng)①在水溶液中進(jìn)行，則反應(yīng)②（在水溶液中進(jìn)行）的離子方程式是_____________________；（3）若B、C、F都是氣態(tài)單質(zhì)，且B有毒，③和④兩個反應(yīng)中都有水生成，反應(yīng)②需要放電才能發(fā)生，A、D相遇有白煙生成，反應(yīng)③的化學(xué)方程式是________________。（4）若A、D為單質(zhì)，且A原子核內(nèi)所含質(zhì)子數(shù)是D的2倍，B是參與大氣循環(huán)的一種物質(zhì)，③和④兩個反應(yīng)中都有紅棕色氣體生成，反應(yīng)④的化學(xué)方程式是_________?！敬鸢浮縎iO2＋2CSi＋2CO↑2Fe2＋＋Cl2＝2Fe3＋＋2Cl－4NH3＋5O24NO＋6H2OC＋4HNO3CO2↑＋4NO2↑＋4H2O【解析】【分析】【詳解】（1）若A、D、F都是非金屬單質(zhì)，反應(yīng)①是置換反應(yīng)，A、D同主族，根據(jù)框圖可知，A與F生成E，C與F也能生成E，因此只能是SiO2與C反應(yīng)，則A是C、B是SiO2、C是CO、D是Si，E是CO2、F是O2。反應(yīng)①的方程式為SiO2＋2CSi＋2CO↑。（2）若A是常見的金屬單質(zhì)，反應(yīng)①是置換反應(yīng)，D、F是氣態(tài)單質(zhì)，根據(jù)框圖可知，A與F生成E，C與F也能生成E，因此A只能為Fe，D為H2，F(xiàn)為Cl2，B為HCl，C為FeCl2，E為FeCl3。反應(yīng)②的方程式為2Fe2＋＋Cl2＝2Fe3＋＋2Cl－。（3）若B、C、F都是氣態(tài)單質(zhì)，且B有毒，③和④兩個反應(yīng)中都有水生成，反應(yīng)②需要放電才能發(fā)生，A、D相遇有白煙生成，所以A是氨氣，B是氯氣，C是氮?dú)?，D是氯化氫，F(xiàn)是氧氣，E是NO，反應(yīng)③的化學(xué)方程式是4NH3＋5O24NO＋6H2O。（4）若A、D為短周期元素單質(zhì)，且所含元素的原子序數(shù)A是D的2倍，所含元素的原子核外最外層電子數(shù)D是A的2倍，B是參與大氣循環(huán)的一種物質(zhì)，反應(yīng)①是置換反應(yīng)，根據(jù)框圖可知，A為Mg，D為C，B為CO2，C為MgO，又知③和④兩個反應(yīng)中都有紅棕色氣體生成，F(xiàn)為HNO3。反應(yīng)④的化學(xué)方程式是C＋4HNO3CO2↑＋4NO2↑＋4H2O?！军c(diǎn)晴】解框圖題的方法的最關(guān)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(yīng)、特殊現(xiàn)象、特殊制法、特殊用途等。6．已知A是灰黑色的硬而脆的固體，B是氣態(tài)物質(zhì)，A~E各種物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖所示。（1）寫出B、D、E三種物質(zhì)的化學(xué)式：B______，D_______，E________；（2）畫出A的原子結(jié)構(gòu)示意圖__________；（3）寫出C→A的化學(xué)方程式___________。【答案】SiF4Na2SiO3H2SiO3或H4SiO42C+SiO2Si+2CO【解析】【分析】A是灰黑色的硬而脆的固體，且能溶于NaOH溶液，可知A為Si，其與F2反應(yīng)生成的B是氣態(tài)SiF4，Si與O2在加熱條件下生成的C為SiO2，Si溶于NaOH溶液生成的D為Na2SiO3，Na2SiO3溶液中滴加稀酸生成不溶于水的E為硅酸(H2SiO3)，據(jù)此分析解題。【詳解】(1)由分析可知：B的化學(xué)式為SiF4、D的化學(xué)式為Na2SiO3、E的化學(xué)式為H2SiO3；(2)硅原子的核電荷數(shù)為14，其原子結(jié)構(gòu)示意圖為；(3)SiO2在高溫下和碳反應(yīng)生成Si，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2C+SiO2Si+2CO。7．A、B、C、D、E、F六種物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示(反應(yīng)條件和部分產(chǎn)物未標(biāo)出)。(1)若A是常見的變價金屬的單質(zhì)，D、F是氣態(tài)單質(zhì)，且反應(yīng)①在水溶液中進(jìn)行。反應(yīng)②也在水溶液中進(jìn)行，寫出反應(yīng)②離子方程式是______________________________________，已知光照條件下D與F反應(yīng)生成B，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________。(2)若A、D、F都是短周期非金屬元素單質(zhì)，且A、D所含元素同主族，A、F所含元素同周期，則反應(yīng)①的化學(xué)方程式為__________________________________________________________?！敬鸢浮?Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－H2＋Cl22HCl2C＋SiO22CO↑＋Si【解析】（1）A是常見的金屬單質(zhì)，D、F是氣態(tài)單質(zhì)，反應(yīng)①為置換反應(yīng)，且在水溶液中進(jìn)行，由轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，A為變價金屬，F(xiàn)具有強(qiáng)氧化性，可推知A為Fe，F(xiàn)為Cl2，故B為HCl、C為氯化亞鐵、D為氫氣、E為氯化鐵，則：反應(yīng)②（在水溶液中進(jìn)行）的離子方程式是：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-，D與F的光照條件下反應(yīng)的化學(xué)方程式為：H2＋Cl22HCl。（2）A、D、F都是短周期元素組成的非金屬單質(zhì)，且A、D所含元素同主族，A、F所含元素同周期，C、E、F為氣體，C有毒，反應(yīng)①為置換反應(yīng)，考慮是碳與二氧化硅反應(yīng)生成硅與CO，碳與F反應(yīng)生成E，CO與F生成E，則F為氧氣，驗(yàn)證符合轉(zhuǎn)化關(guān)系，則：反應(yīng)①的化學(xué)方程式是：2C＋SiO22CO↑＋Si【點(diǎn)睛】：本題考查無機(jī)物的推斷，題目信息量大，難度較大，需要學(xué)生熟練掌握常見元素化合物的性質(zhì)。8．某氧化鋁樣品中含有氧化鐵和二氧化硅(一種酸性氧化物)雜質(zhì)，現(xiàn)欲制取純凈的氧化鋁，某同學(xué)設(shè)計(jì)如下的實(shí)驗(yàn)方案?；卮鹣铝袉栴}：(1)在操作①中要用到的玻璃儀器有_____________________________________________;(2)沉淀C的化學(xué)式是_____________。濾液B中含有的溶質(zhì)有__________(寫化學(xué)式)；(3)步驟③的離子方程式為_____________________________________?！敬鸢浮繜?、漏斗、玻璃棒SiO2NaAlO2、NaCl、NaOHAlO2-+CO2+2H2O=HCO3-+Al(OH)3↓【解析】【分析】氧化鋁樣品中含有氧化鐵和二氧化硅，加入過量鹽酸氧化鋁、氧化鐵溶解生成氯化鋁、氯化鐵溶液，過濾得到沉淀C為二氧化硅，濾液為氯化鐵溶液和氯化銅溶液，加入過量氫氧化鈉溶液生成氫氧化鐵沉淀和偏鋁酸鈉溶液，過濾得到沉淀D為Fe(OH)3，濾液為NaAlO2，通入過量二氧化碳?xì)怏w反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀和碳酸氫鈉，過濾得到氫氧化鋁沉淀，加熱分解生成氧化鋁?！驹斀狻?1)步驟①為過濾，用到的玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒；(2)沉淀C為不溶于鹽酸的二氧化硅；氧化鋁與過量鹽酸反應(yīng)生成氯化鋁，氧化鐵和鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵，濾液A中為氯化鋁、氯化鐵、鹽酸，濾液A中加入過量NaOH，氯化鋁與堿反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氯化鈉，氯化鐵與堿反應(yīng)生成氫氧化鐵沉淀和氯化鈉，鹽酸與堿反應(yīng)生成氯化鈉，則濾液B中有NaAlO2、NaCl、NaOH；(3)步驟③為二氧化碳和偏鋁酸鈉溶液的反應(yīng)，離子方程式為：AlO2-+CO2+2H2O=HCO3-+Al(OH)3↓。9．金屬和非金屬被廣泛應(yīng)用于人類生產(chǎn)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(xué)方程式為_____________。（2）缺鐵性貧血患者應(yīng)補(bǔ)充Fe2＋，通常以硫酸亞鐵的形式補(bǔ)充，而硫酸鐵無這種藥效。當(dāng)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(xué)式），它能殺菌消毒是因?yàn)橛衉_________________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(xué)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(fù)雜氧化物形式2CaO·5MgO·8SiO2·H2O，則南陽玉(CaAl2Si2O8)表示為復(fù)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(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的NaOH溶液，立即嚴(yán)封罐口，不—會兒就發(fā)現(xiàn)易拉罐變癟，再過一會易拉罐又鼓脹起來，解釋上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，易拉罐又鼓脹起來的原因是______________________(用化學(xué)方程式表示)【答案】2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2保護(hù)FeSO4不被空氣中的氧氣氧化Ca(ClO)2強(qiáng)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(yīng)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?yàn)橛袕?qiáng)氧化性；（4）玻璃上雕花時發(fā)生氫氟酸與二氧化硅反應(yīng)生成四氟化硅和水；（5）根據(jù)硅酸鹽化學(xué)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(zhì)量守恒進(jìn)行解答；（6）金屬鋁能和強(qiáng)堿反應(yīng)生成氫氣，導(dǎo)致罐內(nèi)氣體壓強(qiáng)又增大而重新鼓起?！驹斀狻浚?）過氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和氧氣，方程式：2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2；（2）亞鐵離子具有還原性，易被氧化，故答案為保護(hù)FeSO4不被空氣中的氧氣氧化；（3）漂白粉主要成分氯化鈣、次氯酸鈣，有效成分次氯酸鈣，次氯酸鈣化學(xué)式：Ca(ClO)2；它能殺菌消毒是因?yàn)橛袕?qiáng)氧化性；故答案為Ca(ClO)2；強(qiáng)氧化；（4）玻璃上雕花時發(fā)生氫氟酸與二氧化硅反應(yīng)生成四氟化硅和水，反應(yīng)方程式為：4HF+SiO2=SiF4↑+2H2O，故答案為4HF+SiO2=SiF4↑+2H2O；（5）南陽玉(CaAl2Si2O8)，用氧化物形式可表示為：CaO?Al2O3?2SiO2，故答案為CaO?Al2O3?2SiO2；（6）金屬鋁能和強(qiáng)堿反應(yīng)生成氫氣，導(dǎo)致罐內(nèi)氣體壓強(qiáng)又增大而重新鼓起，金屬鋁能和強(qiáng)堿反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，故答案為2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑?！军c(diǎn)睛】本題考查了元素化合物知識，涉及藥品的保存、離子方程式的書寫等，明確鈉、鐵及其化合物、漂白粉、二氧化硅的性質(zhì)是解題關(guān)鍵，注意硅酸鹽改寫為氧化物的一般方法。10．A、B、C、D均為中學(xué)化學(xué)常見的純凈物，A是單質(zhì)。它們之間有如下的反應(yīng)關(guān)系：（1）若A是當(dāng)前最常用的太陽能轉(zhuǎn)換為電能的材料。（2）C的水溶液俗稱水玻璃，D為硅酸。則：寫出反應(yīng)②的化學(xué)方程式。寫出反應(yīng)③的離子方程式。（2）若A是應(yīng)用最廣泛的金屬。反應(yīng)①、⑤均用鹽酸，D物質(zhì)是紅褐色。則：寫出反應(yīng)③的化學(xué)方程式。B溶液中加入NaOH溶液的現(xiàn)象是，沉淀顏色發(fā)生變化對應(yīng)的化學(xué)方程式是。C的溶液用于蝕刻印刷銅電路板（銅質(zhì)），寫該反應(yīng)的離子方程式。（3）若D物質(zhì)是常見的兩性氫氧化物，反應(yīng)②③⑤均要用強(qiáng)堿溶液，反應(yīng)④是通入過量的CO2。則：反應(yīng)②的離子方程式為