2020-2021備戰(zhàn)高考化學硅及其化合物推斷題-經典壓軸題含詳細答案

2020-2021備戰(zhàn)高考化學硅及其化合物推斷題-經典壓軸題含詳細答案一、硅及其化合物1．已知：甲、乙、丙、丁為常見化合物，A、B為單質，相互轉化關系如圖。其中甲是天然氣的主要成分?；卮鹣铝袉栴}：（1）丁物質的名稱：______，丙物質的化學式：_________________________________________。（2）檢驗化合物乙的化學方程式：___________________________________________________。（3）試劑X可能的化學式：________、________(要求：所選物質類別不同)。（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，丙與乙可以相互轉化，則丙是一氧化碳，據(jù)此分析解答。【詳解】(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，反應方程式為：CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O；(3)由丙轉化到乙，則試劑X可以是氧氣，也可以是氧化銅等物質，所屬的類別分別是單質和氧化物；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．A、B、C、D、E五種物質之間的相互轉換關系如圖所示。已知：A為單質，可用于制造計算機芯片，E為無色有毒氣體?；卮鹣铝袉栴}：（1）B在物質分類上屬于___(填“酸性氧化物”或“堿性氧化物”)。（2）反應①的化學方程式為___。（3）反應②的化學方程式為___。（4）在D的溶液中通入過量CO2氣體的離子方程式為___。【答案】酸性氧化物SiO2+2CSi+2CO↑SiO2+CaOCaSiO3SiO32-+2H2O+2CO2=2HCO3-+H2SiO3↓【解析】【分析】A為單質，可用于制造計算機芯片，則A為Si，E為無色有毒氣體，結合轉化關系可知，B為SiO2，SiO2與碳反應生成Si、CO，所以E為CO；SiO2與CaO反應生成C為CaSiO3；SiO2與NaOH反應生成Na2SiO3和水。據(jù)此解答。【詳解】（1）B為SiO2，能與堿反應生成鹽和水，屬于酸性氧化物，故答案為：酸性氧化物；（2）反應①是SiO2與C反應生成Si、CO，其化學反應方程式為：SiO2+2CSi+2CO↑，故答案為：SiO2+2CSi+2CO↑；（3）反應②是SiO2與CaO反應生成CaSiO3，其化學反應方程式為：SiO2+CaOCaSiO3，故答案為：SiO2+CaOCaSiO3；（4）D為Na2SiO3，其溶液中通入過量CO2，其化學反應方程式為：Na2SiO3+2H2O+2CO2＝2NaHCO3+H2SiO3↓，其離子方程式為：SiO32-+2H2O+2CO2=2HCO3-+H2SiO3↓，故答案為：SiO32-+2H2O+2CO2=2HCO3-+H2SiO3↓。3．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(xiàn)象是_____________?！敬鸢浮緾a(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(xiàn)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。4．有一種礦石，經測定含有鎂、硅、氧三種元素且它們的質量比為12∶7∶16。(1)用鹽的組成表示其化學式：___________。(2)用氧化物的組成表示其化學式：_______。(3)該礦石的成分屬于________(填物質的分類)。(4)寫出該礦石(氧化物形式)與鹽酸反應的化學方程式：______。【答案】Mg2SiO42MgO·SiO2硅酸鹽2MgO·SiO2＋4HCl=2MgCl2＋2H2O＋SiO2【解析】【分析】根據(jù)n=及原子個數(shù)比=原子的物質的量之比進行計算，得出正確結論；由金屬離子和酸根離子組成的化合物屬于鹽。【詳解】鎂、硅、氧的質量比為12：7：16，則鎂、硅、氧的原子個數(shù)比為::=2:1:4(1)該礦石用鹽的組成可表示為：Mg2SiO4；(2)該礦石用氧化物的組成可表示為：2MgO?SiO2(3)Mg2SiO4屬于鹽類，且屬于硅酸鹽；(4)Mg2SiO4溶于與稀鹽酸生成MgCl2和SiO2，發(fā)生反應的化學方程式為2MgO·SiO2＋4HCl=2MgCl2＋2H2O＋SiO2?！军c睛】硅酸鹽由鹽的書寫改寫為氧化物的形式為：活潑金屬氧化物?較活潑金屬氧化物?二氧化硅?水的順序書寫；注意：①氧化物之間以“?”隔開；②系數(shù)配置出現(xiàn)的分數(shù)應化為整數(shù)；③金屬氧化物在前(活潑金屬氧化物→較活潑金屬氧化物)，非金屬氧化物在后。5．A元素的一種單質是重要的半導體材料，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—光導纖維，C與燒堿反應生成含A元素的化合物D。(1)易與C發(fā)生化學反應的酸是________，反應的化學方程式是_______________。(2)將C與純堿混合，在高溫熔融時發(fā)生化學反應也可生成D，同時還生成B的最高價氧化物E；將E與D在足量的水中混合后，又發(fā)生化學反應生成含A的化合物F。①寫出生成D和F的化學反應方程式：____________________、__________________。②要將純堿在高溫下熔化，下列坩堝中不可選用的是________。A．普通玻璃坩堝B．石英玻璃坩堝C．瓷坩堝D．鐵坩堝【答案】氫氟酸SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2OSiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑Na2SiO3＋CO2＋H2O=Na2CO3＋H2SiO3↓ABC【解析】【分析】“A元素的一種單質是重要的半導體材料”說明A為Si，通過“光導纖維”可推測C為SiO2，SiO2與燒堿即氫氧化鈉反應生成的含Si元素的化合物為Na2SiO3。SiO2與純堿即碳酸鈉高溫條件下生成Na2SiO3和CO2，故B為C，E為CO2，二氧化碳和硅酸鈉在足量水中可生成硅酸和碳酸鈉，故F為H2SiO3?！驹斀狻浚?）SiO2易與氫氟酸發(fā)生反應，故答案為：氫氟酸；；（2）①根據(jù)分析可知答案為：；；②A項普通玻璃坩堝中含有SiO2，會在高溫下與純堿反應，故A項錯誤；B項石英玻璃坩堝中含有SiO2，會在高溫下與純堿反應，故B項錯誤；C項瓷坩堝中含有SiO2，會在高溫下與純堿反應，故C項錯誤；D項鐵坩堝中不含高溫條件下與純堿反應的物質，故D項正確；故答案為：ABC?！军c睛】半導體材料為硅單質，光導纖維材料為二氧化硅，為高頻考點，一定要注意記憶區(qū)分。6．某課外學習小組對日常生活中不可缺少的調味品M進行探究。已知C可在D中燃燒發(fā)出蒼白色火焰。M與其他物質的轉化關系如圖所示(部分產物已略去)：(1)寫出B的電子式________。(2)若A是一種常見的酸性氧化物，且可用于制造玻璃，寫出A和B水溶液反應的離子方程式________。(3)若A是CO2氣體，A與B溶液能夠反應，反應后所得的溶液再與鹽酸反應，生成的CO2物質的量與所用鹽酸體積如圖所示，則A與B溶液反應后溶液中溶質的化學式_____。(4)若A是一種常見金屬單質，且A與B溶液能夠反應，則將過量的F溶液逐滴加入E溶液，邊加邊振蕩，所看到的實驗現(xiàn)象是__________。(5)若A是一種氮肥,A和B反應可生成氣體E，E與F、E與D相遇均冒白煙，且利用E與D的反應檢驗輸送D的管道是否泄露，寫出E與D反應的化學方程式為_________。(6)若A是一種溶液，可能含有H＋、NH4+、Mg2＋、Fe3＋、Al3＋、CO32-、SO42-中的某些離子，當向該溶液中加入B溶液時發(fā)現(xiàn)生成沉淀的物質的量隨B溶液的體積發(fā)生變化如圖所示，由此可知，該溶液中肯定含有的離子的物質的量濃度之比為______________?！敬鸢浮縎iO2+2OH-====SiO32-+H2ONaHCO3、Na2CO3先有白色沉淀生成，隨后沉淀逐漸減少最終消失3Cl2＋8NH3===N2＋6NH4Clc(H＋)∶c(Al3＋)∶c(NH4+)∶c(SO42-)＝1∶1∶2∶3【解析】【分析】由題給信息可知，C可在D中燃燒發(fā)出蒼白色火焰，則該反應為氫氣與氯氣反應生成HCl，故C為H2、D為Cl2、F為HCl，M是日常生活中不可缺少的調味品，由題給轉化關系可知，M的溶液電解生成氫氣、氯氣與B，則M為NaCl、B為NaOH?！驹斀狻浚?）B為NaOH，氫氧化鈉是由鈉離子和氫氧根離子組成的離子化合物，電子式為，故答案為：；（2）若A是一種常見的酸性氧化物，且可用于制造玻璃，則A為SiO2，E為Na2SiO3，二氧化硅與氫氧化鈉溶液反應生成硅酸鈉和水，反應的離子方程式為SiO2+2OH-=SiO32-+H2O，故答案為：SiO2+2OH-=SiO32-+H2O；（3）若A是CO2氣體，CO2與NaOH溶液能夠反應生成碳酸鈉或碳酸氫鈉或兩者的混合物，也有可能氫氧化鈉過量，反應后所得的溶液再與鹽酸反應，溶液中溶質只有碳酸鈉，則碳酸鈉轉化為碳酸氫鈉消耗鹽酸體積與碳酸氫鈉反應生成二氧化碳消耗鹽酸體積相等，由圖可知消耗鹽酸體積之比為1：2，則CO2與NaOH溶液反應后溶液中溶質為Na2CO3和NaHCO3，故答案為：Na2CO3和NaHCO3；（4）若A是一種常見金屬單質，且與NaOH溶液能夠反應，則A為Al，E為NaAlO2，則將過量的HCl溶液逐滴加入NaAlO2溶液中，先生成氫氧化鋁，而后氫氧化鋁溶解，故看到的現(xiàn)象為溶液中先有白色絮狀沉淀生成，且不斷地增加，隨后沉淀逐漸溶解最終消失，故答案為：先有白色沉淀生成，隨后沉淀逐漸減少最終消失；（5）若A是一種化肥，實驗室可用A和NaOH反應制取氣體E，E與F相遇均冒白煙，則E為NH3、A為銨鹽，E與氯氣相遇均冒白煙，且利用E與氯氣的反應檢驗輸送氯氣的管道是否泄露，則E與D的反應為氨氣與氯氣反應生成氯化銨和氮氣，反應方程式為：3Cl2+8NH3=N2+6NH4Cl，故答案為：3Cl2+8NH3=N2+6NH4Cl；（6）由圖可知，開始加入NaOH沒有沉淀和氣體產生，則一定有H+，一定沒有CO32-，后來有沉淀產生且最后消失，則一定沒有Mg2+、Fe3+，一定含有Al3+；中間段沉淀的質量不變，應為NH4++OH-=NH3?H2O的反應，則含有NH4+，由電荷守恒可知一定含有SO42-，發(fā)生反應H++OH-=H2O，氫離子消耗NaOH溶液的體積與Al3++3OH-=Al(OH)3↓鋁離子消耗NaOH溶液的體積之比為1：3，發(fā)生反應NH4++OH-=NH3?H2O，銨根消耗氫氧化鈉為2體積，則n（H+）：n（Al3+）：n（NH4+）=1：1：2，由電荷守恒可知，n（H+）：n（Al3+）：n（NH4+）：n（SO42-）=1：1：2：3，故c（H+）：c（Al3+）：c（NH4+）：c（SO42-）=1：1：2：3，故答案為：c（H+）：c（Al3+）：c（NH4+）：c（SO42-）=1：1：2：3?！军c睛】根據(jù)圖象中的平臺確定溶液中含有銨根離子是解答關鍵，注意利用離子方程式與電荷守恒進行計算是解答難點。7．已知A是一種不溶于水的固體非金屬氧化物，根據(jù)圖中的轉化關系，回答：（1）A是______，B是_____，D是_____。（2）寫化學方程式：①_________；⑤_________。（3）寫離子方程式：②__________；③________；④________。【答案】SiO2Na2SiO3H2SiO3Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑H2SiO3H2O＋SiO2CO2＋H2O＋SiO32-＝CO32-＋H2SiO3↓SiO2＋2OH－＝SiO32-＋H2OSiO32-＋2H＋＝H2SiO3↓【解析】【分析】由“A是一種不溶于水的固體非金屬氧化物”可推知A為SiO2，再結合SiO2的相關性質：SiO2跟Na2CO3在高溫下反應生成Na2SiO3和CO2，二者在水中會反應生成H2SiO3沉淀，則D為H2SiO3，H2SiO3受熱分解生成SiO2和H2O，說明A為SiO2是正確的，③為SiO2和NaOH的反應，可知B為Na2SiO3，則C為CO2，Na2SiO3可與酸反應生成硅酸，據(jù)此答題。【詳解】由以上分析可知A為SiO2，B為Na2SiO3，C為CO2，D為H2SiO3。（1）由以上分析可知A為SiO2，B為Na2SiO3，D為H2SiO3，故答案為：SiO2；Na2SiO3；H2SiO3。（2）①SiO2和碳酸鈉在高溫下反應生成硅酸鈉和二氧化碳，反應的方程式為SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑，故答案為：SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑。⑤H2SiO3受熱分解生成SiO2和H2O，反應方程式為：H2SiO3H2O＋SiO2，故答案為：H2SiO3H2O＋SiO2。（3）②硅酸酸性比碳酸弱，硅酸鈉和二氧化碳、水反應可生成硅酸，反應的方程式為Na2SiO3+CO2+H2O═H2SiO3↓+Na2CO3，離子方程式為：CO2＋H2O＋SiO32-=CO32-＋H2SiO3↓，故答案為：CO2＋H2O＋SiO32-=CO32-＋H2SiO3↓。③二氧化硅和氫氧化鈉反應生成硅酸鈉和水，反應的化學方程式為SiO2+2NaOH═Na2SiO3+H2O，離子方程式為SiO2+2OH-═SiO32-+H2O，故答案為：SiO2+2OH-═SiO32-+H2O。④Na2SiO3可與鹽酸反應生成硅酸，方程式為Na2SiO3+2HCl═2NaCl+H2SiO3↓，離子方程式為：SiO32-＋2H＋=H2SiO3↓，故答案為：SiO32-＋2H＋=H2SiO3↓?！军c睛】解框圖題的方法：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(xiàn)象、特殊制法、特殊用途等，本題的突破口為：“A是一種不溶于水的固體非金屬氧化物”。8．A、B、C、D、E代表單質或化合物，它們之間的相互轉換關系如下圖所示。A為地殼中含量僅次于氧的非金屬元素的單質。請?zhí)羁眨?1)形成單質A的原子的結構示意圖為______，它的最高化合價為______。(2)B的化學式(分子式)為______，B和碳反應生成A和E的化學方程式是____________。(3)C的化學式(分子式)為___________，D的化學式(分子式)為_____________?！敬鸢浮?4SiO2SiO2+2CSi+2CO↑CaSiO3Na2SiO3【解析】【分析】A為地殼中含量僅次于氧的非金屬元素的單質，可確定A是Si單質，它可由SiO2和C在高溫條件下反應制取，則B為SiO2，E為CO，C為CaSiO3，D為Na2SiO3，結合對應的物質的性質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，B是SiO2，C為CaSiO3，D為Na2SiO3，E為CO。(1)Si是14號元素，形成單質A的原子結構示意圖為；Si原子最外層有4個電子，由于原子最外層電子數(shù)等于該元素的最高正化合價，所以Si元素的最高正化合價為+4價；(2)根據(jù)上述推斷可知B為二氧化硅，B的化學式為SiO2；二氧化硅和碳在高溫下反應生成硅單質和一氧化碳，反應的化學方程式是：SiO2+2CSi+2CO↑；(3)C是硅酸鈣，化學式為CaSiO3；D為硅酸鈉，其化學式Na2SiO3?！军c睛】本題考查無機物的推斷的知識，側重硅及其化合物轉化的考查，把握地殼中元素的含量推斷A為解答的突破口，注意性質與用途的關系。9．含A元素的一種單質是一種重要的半導體材料，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——光導纖維，C與燒堿反應生成含A元素的化合物D。(1)A的原子結構示意圖為________，A與碳在原子的電子層結構上的相同點是________________________________________________________。(2)易與C發(fā)生化學反應的酸是_________(寫名稱)，反應的化學方程式是_______________________________。(3)將C與純堿混合高溫熔融時也發(fā)生化學反應生成D①寫出該反應的化學方程式：___________________________________________。②要將純堿高溫熔化，下列坩堝中可選用的是________。A．普通玻璃坩堝B．石英玻璃坩堝C．鐵坩堝(4)100gC與石灰石的混合物充分反應后，生成的氣體在標準狀況下的體積為11.2L,100g混合物中石灰石的質量分數(shù)是________?！敬鸢浮孔钔鈱泳?個電子，最內層均有2個電子氫氟酸SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2OSiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑C50%【解析】試題分析：本題考查無機推斷、側重硅元素的單質及其化合物性質的考查、化學計算。含A元素的一種單質是一種重要的半導體材料，含A元素的一種化合物C可用于制造光導纖維，則A為硅元素，C為SiO2；C（SiO2）與燒堿反應生成Na2SiO3和H2O，含A元素的化合物D為Na2SiO3。（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，根據(jù)原子核外電子排布規(guī)律，A的原子結構示意圖為。碳的原子結構示意圖為，硅原子與碳原子的電子層結構上的相同點是：最