培優(yōu)易錯難題硅及其化合物推斷題輔導(dǎo)專題訓(xùn)練及答案

1、培優(yōu) 易錯 難題硅及其化合物推斷題輔導(dǎo)專題訓(xùn)練及答案一、硅及其化合物1.探究無機(jī)鹽 X (僅含三種短周期元素)的組成和性質(zhì)，設(shè)計并完成如下實驗:口魚R迷汎 -*白餉未-無芭議掖(l.SOg)無魚昭諫- -魚切,麗( (3.48)請回答:(1) X 的化學(xué)式是_。(2 )白色粉末溶于氫氧化鈉溶液的離子方程式是 _。(3)高溫條件下白色粉末與焦炭發(fā)生置換反應(yīng)，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式_。_咼溫【答案】MgzSiQ 或 2MgO SiC2SiC2+ 20H=SiQ1 2 3+ H2O SiQ + 2CSi+ 2COf【解析】【詳解】無機(jī)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

2、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 Si02，物質(zhì)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(jī)鹽中含硅酸根離子或原硅酸根離子，物質(zhì)的量為0. 03mol，若為硅酸根離子其質(zhì)量=0.03molx76g/ mol =2. 28g,金屬質(zhì)量=4. 20g-2.28g=1. 92g,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(zhì)的量=3. 48g 十 58g/ mol = 0. 06mol,質(zhì)量為 0.06molx24g/mol=1.44g，不符合，則應(yīng)為原硅酸

3、根，物質(zhì)的量為0. 03mol，質(zhì)量=0.03molx92g/mol=2. 76g，金屬質(zhì)量 4. 20g-2. 76g=1.44g,物質(zhì)的量=1.44g 十 24g/ mol=0. 06mol，得到 X 為 Mg2SiO，則(1) X 的化學(xué)式是 Mg2SiO4或 2MgO SiQ。(2 )白色粉末溶于氫氧化鈉溶液的離子方程式是SiO2+ 2OH=SiQ2+ H2O。咼溫(3)高溫條件下白色粉末與焦炭發(fā)生置換反應(yīng)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式SiO2+ 2CSi+2COf。2.單質(zhì) Z 是一種常見的半導(dǎo)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(jié)構(gòu)與甲烷相似

4、，回答下列問題：1 能與 X 發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的酸是 _ ;由 X 制備 Mg2Z 的化學(xué)方程式為 _2 由 Mg2Z 生成 Y 的化學(xué)反應(yīng)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 _ 。H【答案】氫氟酸SiQ+Mg=02f+Mg2Si Mg2Si+4HCI=2MgCl2+SiHHH：盒汨 非極性H鍵、極性鍵【解析】【詳解】單質(zhì) Z 是一種常見的半導(dǎo)體材料，則Z 為 Si, X 為 Z 的氧化物，則 X 為 Si02, Y 為氫化物，分子結(jié)構(gòu)與甲烷相似，則丫為 SiH4，加熱 SiH4分解得到 Si 與氫氣。(1)能與 Si02發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的酸是氫氟酸；由Si02制

5、備 Mg2Si 的化學(xué)方程式為：Si02+4Mg|_L2MgO+Mg2Si。(2)由 Mg2Z 生成 Y 的化學(xué)反應(yīng)方程式為：Mg2Si+4HCI=2MgCl2+SiH4f,Y 為 SiH4，電子式H為 H：$：H。H(3)Z 為 Si,周期表中位于第三周期IVA 族，其單質(zhì)屬于原子晶體，化學(xué)鍵類型為非極性共價鍵；X 為 Si02，屬于原子晶體，含有的化學(xué)鍵屬于極性共價鍵。3.設(shè)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(zhì)。十白色膠狀沉淀一曲 f 白色粉末一無色幡液l.S gMROH群液龍色溶瘟-白色機(jī)癥3,48 g(1)_ 橄欖石的組成元素是 0 和_、(填元素符號)，化學(xué)式為 _

6、。(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 _【答案】Mg Si 2MgOSiO2光導(dǎo)纖維等合理即可SiQ+2OH-=SiQ2-+H2O【解析】【分析】【詳解】橄欖石與鹽酸反應(yīng)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(zhì)量為 1.8g，則物質(zhì)的量為0.03mol，二氧化硅能溶于 NaOH 溶液生成60g/molNa2SiO3，橄欖石與過量鹽酸反應(yīng)后的無色溶液，與過量的NaOH 溶液反應(yīng)后，生成白色沉淀，該沉淀應(yīng)是 Mg(OH)2，質(zhì)量為 3.48g,則物質(zhì)的量為他0.06mol，因此該化am石58g / mol合

7、物中，硅元素與鎂元素的物質(zhì)的量之比為1 : 2，因此橄欖石的化學(xué)式為：2MgO - SiC2；(1)根據(jù)以上分析可知，橄欖石的組成元素是O和 Mg、Si,化學(xué)式為 2MgO - SiO2，本題答案為：Mg Si ; 2MgO - SiQ；(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(dǎo)纖維、電子工業(yè) 的重要部件、光學(xué)儀器、工藝品和耐火材料的原料，本題答案為：光導(dǎo)纖維等；(3)白色粉未為二氧化硅，與NaOH 溶液反應(yīng)的離子方程式為：SiQ+2OH=SiC32-+H2O,本題答案為： SiO2+2OH-=SiQ2-+H2O。4.常見物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化如下圖所示:其中 B 常被用于制

8、造光導(dǎo)纖維，其對應(yīng)的單質(zhì)的結(jié)構(gòu)與金剛石的結(jié)構(gòu)是相似的。(1)_試推測：A_ , F(寫化學(xué)式)(2) 試寫出反應(yīng)的離子方程式 ：_。(3)_寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式。(4)_在反應(yīng)中，碳的作用是 ，當(dāng)生成 ImolA 時，轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為【答案】 Si HSiC3SiO2+20H=SiO32+H2O SiQ+2C_ Si+2COf還原劑 2.408 労 10【解析】本題考查無機(jī)框圖推斷題，B 常用于制造光導(dǎo)纖維，即B 為 SiO2，反應(yīng)工業(yè)上制取粗硅的反應(yīng)，發(fā)生 2C+ SiO2高溫 Si + 2CO A 為 Si, D 為 CO 反應(yīng)SiO2屬于酸性 氧化物，與氫氧化鈉反應(yīng)，即SiO2+ 2OH

9、 =SiO32+ HO,反應(yīng)是 CO 與 Q 反應(yīng)生成 CO，利用硅酸的酸性弱于碳酸，即反應(yīng)是SiOs2-+ CO+ HO=HSiO3J+ CO2, (1)根據(jù)上述分析，A 為 Si, F 為 HSiOs；( 2)反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式為SiO2+ 2OH =SiOs2HQ(3)反應(yīng)的方程式為：2C+ SiO2高溫 Si + 2CO ( 4)根據(jù)反應(yīng)方程式，C 的化合價由 0 價T+2 價，化合價升高，C 作還原劑，Si 的化合價由+ 4 價T0價，化合價降低 4 價，因 此生成 ImolSi，轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量為 4mol，轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目是 4NA。點睛：本題相對比較簡單，熟記光導(dǎo)纖維的成分是S

10、iO2, 工業(yè)上制取硅，注意生成的是CO 不是 CO,同時注意(4),問題是轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目，不是轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量。5.含 A元素的一種單質(zhì)是一種重要的半導(dǎo)體材料，含A 元素的一種化合物 C 可用于制造高性能的現(xiàn)代通訊材料一一光導(dǎo)纖維，C 與燒堿反應(yīng)生成含 A 元素的化合物 D。(1)_A 的原子結(jié)構(gòu)示意圖為, A 與碳在原子的電子層結(jié)構(gòu)上的相同點是(2)_易與 C 發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的酸是(寫名稱)，反應(yīng)的化學(xué)方程式是(3)將 C 與純堿混合高溫熔融時也發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成1寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式： _2要將純堿高溫熔化，下列坩堝中可選用的是_HA.普通玻璃坩堝B.石英玻璃坩堝 C .鐵坩堝(4)10

11、0 g C 與石灰石的混合物充分反應(yīng)后，生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為g 混合物中石灰石的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是最外層均有 4 個電子，最內(nèi)層均有 2 個電子 氫氟酸4HF=SiF4f +2HO SQ2+NQCONQSQ3+CQfC 50%【解析】試題分析：本題考查無機(jī)推斷、側(cè)重硅元素的單質(zhì)及其化合物性質(zhì)的考查、 計算。含 A 元素的一種單質(zhì)是一種重要的半導(dǎo)體材料，含 造光導(dǎo)纖維，則 A 為硅元素，C 為 SiQ ； C (SiO2)與燒堿反應(yīng)生成 NazSiQ 和 H2O，含 A元素的化合物 D 為 Na2SiC3。(1) A 為 Si, Si 原子的核電荷數(shù)為 14, Si 原子核外有 14 個電子，

12、根據(jù)原子核外電子排布碳原子的電子層結(jié)構(gòu)上的相同點是：最外層均有 4 個電子，最內(nèi)層均有 2 個電子。(2) C 為 SiO2,易與 SiO2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的酸是氫氟酸,SiO2與 HF 反應(yīng)生成 Sif4和 H2O,反應(yīng)的化學(xué)方程式為SiC2+4HF=SiFf+2H2O。(3)SiO2與純堿高溫熔融時反應(yīng)生成 NazSiQ 和 CO2,反應(yīng)的化學(xué)方程式為SiC2+Na2CO3 J “Na2SiC3+CC2f。A,普通玻璃的成分為 NazSiQ、CaSiQ 和 SiQ, SiQ 與純堿高溫下反應(yīng)生成 NazSiQ 和CQ,不能選用普通玻璃坩堝熔化純堿 ；B,石英玻璃的成分為 SiQ, SiO2與純

13、堿高溫下反 應(yīng)生成Na2SiC3和 CO2,不能選用石英玻璃坩堝熔化純堿 ;C,鐵與 Na2CC3高溫不反應(yīng)，可 選用鐵坩堝熔化純堿；答案選CO(4)SiQ 與石灰石的混合物充分反應(yīng)， 可能發(fā)生的反應(yīng)有SiQ+CaC(LcaSiQ+CQf、-曰CaCQqCaO+COf，根據(jù) C 守恒，n ( CaCO) =n (CQ) =112L=0.5mol, m22.4L / mol(CaCQ) =0.5mol100g/mol=50g , 100g 混合物中石灰石的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50g100%=50%。100g6.A、B、C D、E 五種物質(zhì)中均含有同一種非金屬元素，他們能發(fā)生如圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān) 系。若該元素用

14、 R 表示，則 A 為 R 的氧化物，D 與 NaOH 溶液反應(yīng)生成 C 和 H2。VaOll溶液CD11.2 L,100SiO2+【答化學(xué)A 元素的一種化合物 C 可用于制規(guī)律,A 的原子結(jié)構(gòu)示意圖為碳的原子結(jié)構(gòu)示意圖為24 ,硅原子與請回答：(1)寫出對應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)式：_A_ ; C ; E。(2)_ 反應(yīng) 的化學(xué)方程式為： _ 。(3)_ 反應(yīng) 的離子方程式為： _ 。(4)_H2CQ 的酸性強(qiáng)于 E 的，請用離子方程式予以證明： _?！敬鸢浮縎iC2NseSiQ H2SiQ (或 WSiO)SiQ+ 2C 一 Si+ 2COf Si+ 20H+H20= SiO32-+2H2fSiO2-

15、+C02+H2O=H2SiQJ +HCO2-或 SiOs2-+ CQ+ H2O=H2SiO3J+ CO32-(寫成 SiQ 同樣給分)【解析】【分析】【詳解】試題分析：非金屬單質(zhì)R 能與 NaOH 溶液反應(yīng)生成鹽(Na2ROs)和氫氣，貝 V R 為 Si 元素，由轉(zhuǎn)化關(guān)系可知 D 為 Si, A 為 SiO2, B 為 CaSiQ, C 為 NazSiQ, E 為 H2SiOs,(1 )由以上分析可知 A 為 SiQ, C 為 Na2SiOs，故答案為 SiQ ； NazSiOs；(2) 反應(yīng) 的化學(xué)方程式為 2C+SiQ 一 Si+2COf；(3) 反應(yīng)的離子方程式為 Si+2OH+H2O

16、=SiO32-+2H2f；(4) H2CO3的酸性強(qiáng)于 H2SiO3的酸性，可在硅酸鈉溶液中通入二氧化碳，如生成硅酸沉淀，可說明，反應(yīng)的離子方程式為SiQ2-+CQ+H2O=H2SiO3J+CO2-?？键c：以硅為載體考查了無機(jī)物的推斷7.在下圖所示的物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)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(dǎo)纖維，J 是一種乳白色凝膠狀沉淀。(部分 生成物和部分反應(yīng)條件未列出)請回答下列問題：(1 )形成單質(zhì) D 的元素在周期表中的位置(2)形成 C D F 單質(zhì)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，

17、最終產(chǎn)物是(4)_H 在高溫下與碳反應(yīng)方程式為，若轉(zhuǎn)移 4mol 電子參加反應(yīng)的碳為mol。(5) 寫出反應(yīng) 的離子方程式(6) 寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式【答案】(1)第三周期第 ;( 2) NaCIH;( 3) Na2CO3( 4)SiO2+2C 耳丄 Si+2COf;(5)Cl2+ 2OH-= Cl - +-+1H2O(2分)(6)Na2SiC+2HCI = H2SiO4+2NaCI(2 分)【解析】試題分析：根據(jù)題意可知：A 是 NaCI; B 是 出 0; C 是 Na； D 是 CI2; E 是 NaOH; F 是 H2；G 是 HCI；H 是 Si02； I 是 Na2SiQ； K 是

18、 NaCIO；J 是 H2SiQ( 1)形成單質(zhì) D 的元素在周 期表中的位置是第三周期第 I I, ；( 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(zhì)的元素半徑由大到小的順序是NaCIH;( 3)C 暴露在空氣中，首先被氧化變?yōu)镹a2O,Na2O 與空氣中的水發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生NaOH, NaOH 潮解變?yōu)槿芤?，溶液吸?CQ 變?yōu)镹a2CO3，所以最終產(chǎn)物是 Na2CO3。(4) H 在高溫下與碳反應(yīng)方程式為SiO2+2C禹二Si+2COf；根據(jù)方程式可知每轉(zhuǎn)移4mol 的電子，反應(yīng)消耗 C 單質(zhì)的物質(zhì)的量是 2

19、moI ； ( 5)反應(yīng)的離子方程式是 CI2+ 2OH-= CI - +-+IH2O ；( 6)反應(yīng)的化學(xué) 方程式是Na2SiO3+ 2HCI = H2SiO3j+ 2NaC。考點：考查元素及化合物的知識。包括物質(zhì)的推斷、元素在周期表中的位置、原子半徑大 小比較、物質(zhì)的保存及成分、化學(xué)方程式和離子方程式的書寫的知識。& A、B、C D 是初中化學(xué)常見物質(zhì)，它們之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系(反應(yīng)的條件未標(biāo)出)如圖所示已知 A 是一種堿，常用于改良酸性土壤，C 是最常見溶劑.(1 )若 B 是引起大氣溫室效應(yīng)的主要氣體，則D 的化學(xué)式是 _ , A, B, C, D 中均含有的一種元素是_ (填元素符

20、號).(2)若 B 是人體胃酸中含有的酸，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式 _【解析】【分析】【詳解】(1)若 B 是引起大氣溫室效應(yīng)的主要氣體，則B 為 CQ,氫氧化鈣和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈣和水，所以 D 是 CaCO,通過以上分析知，D 是 CaCO，根據(jù) A、B、C、D 的化學(xué)式知， 這四種物質(zhì)中都含有的一種元素是O 元素；若 B 是人體胃酸中含有的酸，則為HCI，氫氧化鈣和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣和水，所以D為 CaC2,該反應(yīng)方程式為 CaCQ+2HCI=CaC2+H2O+CO4 ,9.簡要回答下列問題(1)醫(yī)療上，常用胃舒平主要成分 AI(OH)3來治療胃酸(主要成分鹽酸)過多，其理由是(用離子方

21、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(xué)方程式表示)。(3)工業(yè)制備漂白粉原理是 _ (用化學(xué)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(yīng)的化學(xué)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CQ,會出現(xiàn)軟而透明的凝膠膠體，其化學(xué)方程式是 _ ?！敬鸢浮?H+AI(0H)3= Al3+3H2O Al2O3+2NaOH = 2NaAI02+H2O;2AI+2NaOH+2H2O=2NaA1O2+3H2f2CI2+2Ca(OH)2=CaCI2+Ca(CI0)2+2H2O SiO2+4HF=SiF4f+2H2O Na2Si

22、O3+2CO2+2H2O=H2SQ3J+2NaHCQ【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(yīng)，但能與氫氟酸發(fā)生反應(yīng)。不過，二氧化硅與氫氟酸反應(yīng)，表現(xiàn)的不是酸性氧化物的性 質(zhì)，是氫氟酸特有的性質(zhì)?！驹斀狻?1)胃舒平中的 AI(OH)3與胃酸中的鹽酸反應(yīng)，生成氯化鋁和水，其理由是3H+AI(OH)3=AI3+3H2O；答案為： 3H+AI(OH)3= AI3+3H2O；生活中不能用鋁制容器儲存氫氧化鈉溶液，因為鋁表面的AI2O3與 NaOH 反應(yīng)后，里面的 AI 與 NaOH 溶液繼續(xù)反應(yīng)，化學(xué)方程式為AI2O3+2NaOH= 2NaAIO2+H2O；2AI+2NaOH+2H2O=2NaA1O2+3H2f；答案為： AI2O3+2NaOH= 2NaAIO2+H2O； 2AI+2NaOH+2H2O=2NaA1O2+3H2f；(3) 工業(yè)上利用氯氣與石灰乳反應(yīng)生產(chǎn)漂白粉，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2CI2+2Ca(OH)2=CaC2I+Ca(CIO)2+2H2O；答案為： 2CI2+2Ca(OH)2=CaC2I+Ca(CIO)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(fù)分解反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為SiO2+4HF=SiF4f+2H2O；答案為： SiO2+4HF=SiF4f+2H2O；(5