備戰(zhàn)高考化學(xué)-硅及其化合物推斷題的綜合壓軸題專題復(fù)習附答案

備戰(zhàn)高考化學(xué)—硅及其化合物推斷題的綜合壓軸題專題復(fù)習附答案一、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_______________________________________?！敬鸢浮克瓹OCO2＋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)多少進行綜合判斷，注意二氧化硅性質(zhì)的特殊性。3．探究無機鹽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：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）白色沉淀用途廣泛，請列舉一例：__________?！敬鸢浮縈g2SiO4或2MgO·SiO2SiO2＋2OH-=SiO32-+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(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＝0.03mol×76g/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＝0.06mol，質(zhì)量為0.06mol×24g/mol＝1.44g，不符合，則為原硅酸根，物質(zhì)的量為0.03mol，質(zhì)量＝0.03mol×92g/mol＝2.76g，金屬質(zhì)量4.20g-2.76g＝1.44g，物質(zhì)的量＝1.44g÷24g/mol＝0.06mol，得到X為Mg2SiO4。（1）X的化學(xué)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。4．X、Y、Z為三種常見的單質(zhì)，Z為綠色植物光合作用后的產(chǎn)物之一，A、B為常見的化合物。它們在一定條件下可以發(fā)生如圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系（均不是在溶液中進行的反應(yīng)）以下每空中填入一種即可）。（1）當X、Y均為金屬時，X的化學(xué)式為_____________，Z為____________（填名稱）。（2）當X為非金屬且為氣體，Y為金屬且為紫紅色時，X的化學(xué)式為___________，A的化學(xué)式為___________。（3）當X為金屬、Y為非金屬且為固體時，X與A反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________________________。（4）當X、Y均為非金屬固體時，X與A反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________________________________?！敬鸢浮緼l氧氣H2CuO2Mg+CO22MgO+CSiO2+2CSi+2CO【解析】【分析】Z為綠色植物光合作用后的產(chǎn)物之一，應(yīng)為O2，X+A→Y+B的反應(yīng)為置換反應(yīng)，X、Y為單質(zhì)，A、B為氧化物，據(jù)此答題?！驹斀狻浚?）當X、Y均為金屬時，此反應(yīng)應(yīng)為鋁熱反應(yīng)，則X為Al，Z為氧氣，答案應(yīng)為：Al、氧氣；（2）當X為非金屬且為氣體，Y為金屬且為紫紅色時，Y為Cu，則X應(yīng)為H2，答案應(yīng)為：H2、CuO；（3）當X為金屬、Y為非金屬且為固體時，X應(yīng)為Mg，Y應(yīng)為C，該反應(yīng)應(yīng)是Mg和CO2的反應(yīng)，反應(yīng)的方程式為2Mg+CO22MgO+C；（4）當X、Y均為非金屬固體時，X應(yīng)為C，Y應(yīng)為Si，該反應(yīng)應(yīng)是C和SiO2的反應(yīng)，反應(yīng)的方程式為SiO2+2CSi+2CO。5．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：考查工業(yè)制硅、鎂和CO2的反應(yīng)等知識。6．（14分）某新型無機非金屬材料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、抗氧化的特性。它是以中學(xué)化學(xué)中常見物質(zhì)為原料來生產(chǎn)的，圖中C、M、K均含A元素，M的分子式為A（NH2）4；E為不含A元素的氫化物，在空氣中易形成白霧；G、F均為難溶于水的白色沉淀，H為氧化物，J為氣體；其余物質(zhì)均為中學(xué)化學(xué)中常見物質(zhì)。（提示：NH3和H2O的化學(xué)性質(zhì)在某些方面相似）請回答下列問題：（1）寫出指定物質(zhì)的化學(xué)式：A，C，F(xiàn)。（2）K的化學(xué)式為。（3）寫出圖中下列序號的化學(xué)方程式：反應(yīng)④；反應(yīng)⑤。（4）寫出圖中反應(yīng)⑥的離子方程式：?！敬鸢浮浚?4分）（1）Si（2分）；SiCl4（2分）；H2SiO3（H4SiO4）（2分）；（2）Si3N4（2分）（3）④Si＋2NaOH＋H2O＝Na2SiO3＋2H2↑（2分）⑤SiO2＋2NaOH＝Na2SiO3＋H2O（2分）（4）⑥SiO32－＋2CO2＋2H2O＝H2SiO3↓＋2HCO3－（2分）【解析】試題分析：根據(jù)題中各種物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，F(xiàn)均為難溶于水的白色沉淀，H為氧化物，H與NaOH溶液發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生I，I與過量的CO2發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生F，，數(shù)目F是弱酸，而且不穩(wěn)定，受熱發(fā)生分解反應(yīng)，結(jié)合化合物A可謂形成四個共價鍵可知A元素為Si價化合物，C、H、K均含有A元素，K抗腐蝕能力強，氮溶液被氫氟酸腐蝕，數(shù)目K中含有Si元素，由此可取代A是Si，H是SiO2，I是Na2SiO3，則F是H2SiO3，E為不含A元素的氫化物，在空氣中易形成白霧；E與AgNO3溶液發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生的F為難溶于水的白色沉淀，則F是AgCl，E是HCl，所以B是Cl2。C是SiCl4，SiCl4與過量的NH3發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生M是Si3N4，K是含有Si元素的兩種短周期元素組成的新型無機非金屬材料，具有超硬物質(zhì)，具有耐磨、耐腐蝕、抗冷熱沖擊、抗氧化的特性。則K是Si3N4。（1）A物質(zhì)的化學(xué)式：是Si；C化學(xué)式是SiCl4，F(xiàn)是H2SiO3，（2）K的化學(xué)式為Si3N4；（3）圖中Si可以與NaOH溶液發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，反應(yīng)④的化學(xué)方程式是：Si＋2NaOH＋H2O＝Na2SiO3＋2H2↑；反應(yīng)⑤是酸性氧化物SiO2與堿NaOH發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生鹽和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式是：SiO2＋2NaOH＝Na2SiO3＋H2O；（4）由于酸性H2CO3>H2SiO3，因此硅酸鹽與碳酸發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生硅酸，由于CO2過量，因此反應(yīng)產(chǎn)生的碳酸鹽是酸式鹽，圖中反應(yīng)⑥是的離子方程式SiO32－＋2CO2＋2H2O＝H2SiO3↓＋2HCO3－【考點定位】考查了物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系和判斷、物質(zhì)化學(xué)式、化學(xué)方程式和離子方程式的書寫的知識?！久麕燑c睛】本題是無機元素及化合物的推斷題，全面考查了元素及化合物的性質(zhì)及應(yīng)用，要掌握元素及化合物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、應(yīng)用，同時把反應(yīng)現(xiàn)象和題干信息充分結(jié)合，與材料及制取方法結(jié)合，注意物質(zhì)的量的多少對反應(yīng)及產(chǎn)物的影響。本題考查的非金屬元素N、Cl、Si元素及其化合物的性質(zhì)和應(yīng)用的知識。從物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系中找準突破口，問題就會各個擊破，迎仍而解。7．A、B、C、D都是初中化學(xué)中的常見物質(zhì)，具有如圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系（反應(yīng)條件、有些反應(yīng)物或產(chǎn)物已略去）：（1）若A是一種白色難溶于水的鈣鹽，由三種元素組成，C是大氣循環(huán)中的一種重要物質(zhì)．則B的化學(xué)式是________，C和D反應(yīng)生成A的化學(xué)方程式是_____________。（2）若A是無色液體，D是一種黑色固體，則C的化學(xué)式是_______，由B生成D的化學(xué)方程式為____。（3）若A是碳酸氫鈉，且已知碳酸氫鈉受熱可分解為碳酸鈉、二氧化碳和水，寫出過量的氣體C與D溶液反應(yīng)生成A的化學(xué)方程式?！敬鸢浮浚?）CaO（1分）；CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O（2分）．（2）H2（1分）；2Cu+O22CuO（或者3Fe+2O2Fe3O4）（2分）（3）CO2+NaOH=NaHCO3（2分）【解析】試題分析：（1）若A是一種白色難溶于水的鈣鹽，由三種元素組成，C是大氣循環(huán)中的一種重要物質(zhì)，所以C是CO2，A是碳酸鈣。碳酸鈣高溫分解生成氧化鈣和CO2，即B是氧化鈣，氧化鈣溶于水生成氫氧化鈣，氫氧化鈣吸收CO2生成碳酸鈣，即D是氫氧化鈣，所以B的化學(xué)式是CaO，C和D反應(yīng)生成A的化學(xué)方程式是CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O。（2）若A是無色液體，則A是水。D是一種黑色固體，則D是氧化銅或四氧化三鐵，因此B是氧氣，C是氫氣，則C的化學(xué)式是H2，由B生成D的化學(xué)方程式為2Cu+O22CuO或者3Fe+2O2Fe3O4。（3）若A是碳酸氫鈉，且已知碳酸氫鈉受熱可分解為碳酸鈉、二氧化碳和水，則氣體C是CO2，D是氫氧化鈉，因此過量的氣體C與D溶液反應(yīng)生成A的化學(xué)方程式為CO2+NaOH=NaHCO3?？键c：考查無機框圖題推斷8．（15分）材料科學(xué)是近年來與化學(xué)有關(guān)的科學(xué)研究熱點。某新型無機非金屬材料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)。請回答下列問題：（1）實驗室通常用MnO2制取氣體B，發(fā)生該反應(yīng)的化學(xué)方程式為，為防止氣體B污染環(huán)境通常用（填化學(xué)式）溶液吸收，反應(yīng)的離子方程式為（2）化合物H與碳混合加強熱可制得單質(zhì)A，該反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量比為（3）寫出反應(yīng)③的化學(xué)方程式3D==K+8X↑,K的化學(xué)式為，X的化學(xué)式為。（4）K抗腐蝕能力很強，但易被氫氟酸腐蝕，K與氫氟酸反應(yīng)生成一種氣體和一種鹽，此鹽中存在的化學(xué)鍵類型有。（5）寫出反應(yīng)②的化學(xué)方程式。【答案】（1）MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O；（2分）NaOH；（1分）Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O；（2分）（2）1:2（2分）（3）Si3N4，（2分）NH3；（2分）（4）離子鍵、共價鍵（或極性共價鍵）（2分）（5）SiCl4+8NH3=Si(NH2)4+4NH4Cl.（2分）【解析】試題分析：G、F、H均為難溶于水的白色固體，E與硝酸銀溶液產(chǎn)生白色沉淀，則G是氯化銀沉淀，氯化銀不溶于稀硝酸，說明E中含有氯離子；H是白色固體，與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，而與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的白色固體可能是二氧化硅、氧化鋁，但A元素是非金屬元素，所以H是二氧化硅，所以F是硅酸，I是硅酸鈉。則C是氯化硅，B是氯氣。氯化硅與過量氨氣反應(yīng)生成D是Si(NH2)4。（1）實驗室用濃鹽酸和二氧化錳加熱制取氯氣，化學(xué)方程式為MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O；氯氣有毒，通常用NaOH溶液吸收，生成氯化鈉、次氯酸鈉、水，離子方程式為Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O；（2）二氧化硅與C在高溫下發(fā)生置換反應(yīng)生成Si和CO，化學(xué)方程式為SiO2+2C2CO↑+Si該反應(yīng)的氧化劑是二氧化硅，還原劑是C，所以氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量比為1:2；（3）反應(yīng)③的化學(xué)方程式3D==K+8X↑，K由兩種非金屬元素組成，根據(jù)元素守恒，則K中含有3個Si原子，所以K是Si3N4，其余原子在X中，所以X是NH3；（4）Si3N4與氫氟酸反應(yīng)生成一種氣體和一種鹽，該氣體是SiF4，則鹽是NH4F，銨鹽中含有離子鍵、共價鍵；（5）反應(yīng)②是氯化硅與過量的氨氣反應(yīng)生成Si(NH2)4和氯化銨，化學(xué)方程式是SiCl4+8NH3=Si(NH2)4+4NH4Cl.考點：考查物質(zhì)的推斷，化學(xué)性質(zhì)的應(yīng)用，化學(xué)方程式、離子方程式的書寫9．X、Y、Z為常見的三種單質(zhì)，Z是綠色植物光合作用的產(chǎn)物之一，A、B為常見化合物。它們在一定條件下可發(fā)生如圖所示的反應(yīng)（均是在非溶液中進行的反應(yīng)）：（1）畫出Z的原子結(jié)構(gòu)示意圖_______；（2）當X為金屬，Y為非金屬時，A可能的電子式為__________或_________；（3）當X為非金屬，Y為金屬時，X可能的化學(xué)式為__________或_________；（4）當X與Y均為金屬時，寫出X與A反應(yīng)的化學(xué)方程式_______________________；（5）當X與Y均為非金屬時，若X與Y同主族，寫出X與A反應(yīng)的化學(xué)方程式_____________________________________；若X與Y不在同一主族，寫出X與A反應(yīng)的化學(xué)方程式______________________________?！敬鸢浮緾H22Al+Fe2O32Fe+Al2O3C+SiO2Si+CO2C+H2OH2+CO【解析】【分析】先根據(jù)C是單質(zhì)且C是綠色植物光合作用的產(chǎn)物之一，判斷C是氧氣，A、B是單質(zhì)，與氧氣反應(yīng)，得出X、Y是含氧化合物，然后采用假設(shè)的方法分析．【詳解】C是單質(zhì)且C是綠色植物光合作用的產(chǎn)物之一，所以C是O2．A、B是單質(zhì)，分別與O2反應(yīng)生成含氧化合物，A+X→B+Y，屬置換反應(yīng)．（2）如果X是鈉，Y是氫氣，A就是H2O，B就是NaOH，鈉與水反應(yīng)的方程式為2Na+2H2O=2NaOH+H2；（3）當X為非金屬，Y為金屬時，就是以氫氣或一氧化碳為還原劑的熱氧化還原反應(yīng)；（4）當X與Y均為金屬時，考慮鋁熱反應(yīng)；(5)X是碳，Y是硅，A就是SiO2，B就是CO，C與SiO2的反應(yīng)方程式為：2C+SiO2Si+2CO↑；如果X是碳，B是氫氣，X就是H2O，Y就是CO，C+H2OH2+CO?！军c睛】本題的題眼是：C是單質(zhì)且C是綠色植物光合作用的產(chǎn)物之一，通過判斷A、B、X、Y，確定該反應(yīng)是置換反應(yīng)，學(xué)過的置換反應(yīng)方程式較多，考查學(xué)生的發(fā)散