高考化学 硅及其化合物推断题 综合题含答案.docx

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高考化学硅及其化合物推断题综合题含答案

高考化学硅及其化合物推断题综合题含答案

一、硅及其化合物

1．A、B、C、D、E五种物质之间的相互转换关系如图所示。

已知：

A为单质，可用于制造计算机芯片，E为无色有毒气体。

回答下列问题：

（1）B在物质分类上属于___（填“酸性氧化物”或“碱性氧化物”）。

（2）反应①的化学方程式为___。

（3）反应②的化学方程式为___。

（4）在D的溶液中通入过量CO2气体的离子方程式为___。

【答案】酸性氧化物SiO2+2C

Si+2CO↑SiO2+CaO

CaSiO3SiO32-+2H2O+2CO2=2HCO3-+H2SiO3↓

【解析】

【分析】

A为单质，可用于制造计算机芯片，则A为Si，E为无色有毒气体，结合转化关系可知，B为SiO2，SiO2与碳反应生成Si、CO，所以E为CO；SiO2与CaO反应生成C为CaSiO3；SiO2与NaOH反应生成Na2SiO3和水。

据此解答。

【详解】

（1）B为SiO2，能与碱反应生成盐和水，属于酸性氧化物，故答案为：

酸性氧化物；

（2）反应①是SiO2与C反应生成Si、CO，其化学反应方程式为：

SiO2+2C

Si+2CO↑，故答案为：

SiO2+2C

Si+2CO↑；

（3）反应②是SiO2与CaO反应生成CaSiO3，其化学反应方程式为：

SiO2+CaO

CaSiO3，故答案为：

SiO2+CaO

CaSiO3；

（4）D为Na2SiO3，其溶液中通入过量CO2，其化学反应方程式为：

Na2SiO3+2H2O+2CO2＝2NaHCO3+H2SiO3↓，其离子方程式为：

SiO32-+2H2O+2CO2=2HCO3-+H2SiO3↓，故答案为：

SiO32-+2H2O+2CO2=2HCO3-+H2SiO3↓。

2．A元素的一种单质是重要的半导体材料，含A元素的一种化合物C可用于制造高性能的现代通讯材料—光导纤维，C与烧碱反应生成含A元素的化合物D。

（1）易与C发生化学反应的酸是________，反应的化学方程式是_______________。

（2）将C与纯碱混合，在高温熔融时发生化学反应也可生成D，同时还生成B的最高价氧化物E；将E与D在足量的水中混合后，又发生化学反应生成含A的化合物F。

①写出生成D和F的化学反应方程式：

____________________、__________________。

②要将纯碱在高温下熔化，下列坩埚中不可选用的是________。

A．普通玻璃坩埚B．石英玻璃坩埚C．瓷坩埚D．铁坩埚

【答案】氢氟酸SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2OSiO2＋Na2CO3

Na2SiO3＋CO2↑Na2SiO3＋CO2＋H2O=Na2CO3＋H2SiO3↓ABC

【解析】

【分析】

“A元素的一种单质是重要的半导体材料”说明A为Si，通过“光导纤维”可推测C为SiO2，SiO2与烧碱即氢氧化钠反应生成的含Si元素的化合物为Na2SiO3。

SiO2与纯碱即碳酸钠高温条件下生成Na2SiO3和CO2，故B为C，E为CO2，二氧化碳和硅酸钠在足量水中可生成硅酸和碳酸钠，故F为H2SiO3。

【详解】

（1）SiO2易与氢氟酸发生反应，故答案为：

氢氟酸；

；

（2）①根据分析可知答案为：

；

；

②A项普通玻璃坩埚中含有SiO2，会在高温下与纯碱反应，故A项错误；B项石英玻璃坩埚中含有SiO2，会在高温下与纯碱反应，故B项错误；C项瓷坩埚中含有SiO2，会在高温下与纯碱反应，故C项错误；D项铁坩埚中不含高温条件下与纯碱反应的物质，故D项正确；故答案为：

ABC。

【点睛】

半导体材料为硅单质，光导纤维材料为二氧化硅，为高频考点，一定要注意记忆区分。

3．某课外学习小组对日常生活中不可缺少的调味品M进行探究。

已知C可在D中燃烧发出苍白色火焰。

M与其他物质的转化关系如图1所示（部分产物已略去）：

（1）写出B的电子式________。

（2）若A是一种非金属单质，且可用于制造半导体材料，写出A和B水溶液反应的离子方程式__________________________。

（3）若A是CO2气体，A与B溶液能够反应，反应后所得的溶液再与盐酸反应，生成的CO2物质的量与所用盐酸体积如图2所示，则A与B溶液反应后溶液中所有溶质的化学式为_____________；c（HCl）=________mol/L。

（4）若A是一种常见金属单质，且A与B溶液能够反应，则将过量的F溶液逐滴加入E溶液，边加边振荡，所看到的实验现象是______________________________________。

（5）若A是一种可用于做氮肥的化合物,A和B反应可生成气体E，E与F、E与D相遇均冒白烟，且利用E与D的反应检验输送D的管道是否泄露，写出E与D反应的化学方程式为___________________。

（6）若A是一种溶液，可能含有H＋、NH

、Mg2＋、Fe3＋、Al3＋、CO32-、SO42-中的某些离子，当向该溶液中加入B溶液时发现生成沉淀的物质的量随B溶液的体积发生变化如图3所示，由此可知，该溶液中肯定含有的离子是_____________________，它们的物质的量浓度之比为______________。

【答案】

Si+2OH-+2H2O=SiO32-+2H2↑NaOH、Na2CO30.05先有白色沉淀生成，随后沉淀逐渐减少最终消失3Cl2＋8NH3===N2＋6NH4ClH＋、Al3＋、

、

c（H＋）∶c（Al3＋）∶c（

）∶c（

）＝1∶1∶2∶3

【解析】

【分析】

（1）C可在D中燃烧发出苍白色火焰，为氢气与氯气反应生成HCl，可推知C为H2、D为Cl2、F为HCl，M是日常生活中不可缺少的调味品，由转化关系可知，M的溶液电解生成氢气、氯气与B，可推知M为NaCl、B为NaOH；

（2）若A是一种非金属单质，且可用于制造半导体材料，则A为Si，Si和NaOH的水溶液反应生成Na2SiO3和H2；

（3）曲线中，从0.4L～0.6L发生反应NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O，该阶段消耗盐酸为200mL，而开始产生二氧化碳时消耗盐酸为400mL，大于200mL，所以溶液中的溶质成分NaOH、Na2CO3；

（4）若A是一种常见金属单质，且与NaOH溶液能够反应，则A为Al，E为NaAlO2，则将过量的HCl溶液逐滴加入NaAlO2溶液中，先生成氢氧化铝，而后氢氧化铝溶解；

（5）若A是一种氮肥，实验室可用A和NaOH反应制取气体E，则E为NH3、A为铵盐，E与氯气相遇均冒白烟，且利用E与氯气的反应检验输送氯气的管道是否泄露，则氨气与氯气反应生成氯化铵，同时生成氮气；

（6）由图可知，开始加入NaOH没有沉淀和气体产生，则一定有H+，一定没有CO32-，后来有沉淀产生且最后消失，则一定没有Mg2+、Fe3+，一定含有Al3+；中间段沉淀的质量不变，应为NH4++OH-=NH3•H2O的反应，则含有NH4+，由电荷守恒可知一定含有SO42-，根据各阶段消耗的NaOH体积结合离子方程式计算n（H+）：

n（Al3+）：

n（NH4+）之比，再结合电荷守恒计算与n（SO42-）的比例关系，据此计算。

【详解】

（1）B为NaOH，其电子式为

；

（2）A为Si，Si和NaOH的水溶液反应生成Na2SiO3和H2，反应的离子方程式为Si+2OH-+2H2O=SiO32-+2H2↑；

（3）曲线中，从0.4L～0.6L发生反应NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O，该阶段消耗盐酸为200mL，而开始产生二氧化碳时消耗盐酸为400mL，大于200mL，所以溶液中的溶质成分NaOH、Na2CO3；生成0.01molCO2需要的盐酸为200mL，结合反应原理NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O，则c（HCl）=

=0.05mol/L；

（4）若A是一种常见金属单质，且与NaOH溶液能够反应，则A为Al，E为NaAlO2，则将过量的HCl溶液逐滴加入NaAlO2溶液中，先生成氢氧化铝，而后氢氧化铝溶解，故看到的现象为：

液中逐渐有白色絮状沉淀生成，且不断地增加，随后沉淀逐渐溶解最终消失；

（5）若A是一种氮肥，实验室可用A和NaOH反应制取气体E，则E为NH3、A为铵盐，E与氯气相遇均冒白烟，且利用E与氯气的反应检验输送氯气的管道是否泄露，则氨气与氯气反应生成氯化铵，同时生成氮气，反应方程式为：

3Cl2+8NH3=N2+6NH4Cl，

（6）由图可知，开始加入NaOH没有沉淀和气体产生，则一定有H+，一定没有CO32-，后来有沉淀产生且最后消失，则一定没有Mg2+、Fe3+，一定含有Al3+；中间段沉淀的质量不变，应为NH4++OH-=NH3•H2O的反应，则含有NH4+，由电荷守恒可知一定含有SO42-，发生反应H++OH-=H2O，氢离子消耗NaOH溶液的体积为1体积，发生反应Al3++3OH-=Al（OH）3↓，铝离子消耗NaOH溶液的体积为3体积，发生反应NH4++OH-=NH3•H2O，铵根消耗氢氧化钠为2体积，则n（H+）：

n（Al3+）：

n（NH4+）=1：

1：

2，由电荷守恒可知，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。

4．X、Y、Z为三种常见的单质，Z为绿色植物光合作用后的产物之一，A、B为常见化合物．它们在一定条件下可以发生如图反应（均不是在溶液中进行的反应）（以下每个空中只需填入一种物质）

（1）X、Y均为金属时，此反应在工业上称为___反应，其反应方程式为________  

（2）X为金属，Y为非金属时，A为__B__

（3）X为非金属Y为金属时，A为__B为_______

（4）X为非金属，Y为非金属时，A为_____B为______

【答案】铝热反应3Fe3O4+8Al

9Fe+4Al2O3CO2MgOCuOH2OSiO2CO

【解析】

【分析】

Z为绿色植物光合作用后的产物之一，应为O2，X+A

Y+B的反应为置换反应，X、Y为单质，A、B为氧化物。

【详解】

（1）当X、Y均为金属时,应为铝热反应,则X为Al、A为Fe3O4,Y为Fe,B为Al2O3,Z为氧气,

反应方程式为3Fe3O4+8Al

9Fe+4Al2O3；

（2）当X为金属、Y为非金属,应为Mg和CO2的反应,反应的方程式为:

Mg+CO2

MgO+C；

（3）当X为非金属时,Y为金属时,碳、氢气还原氧化铜符合此反应,A为CuO,B为H2O,反应方程式为CuO+H2

Cu+H2O；

（4）当X、Y均为非金属固体时,为C和SiO2的反应,反应的方程式为SiO2+2C

Si+2CO。

【点睛】

本题考查无机物的推断，题目难度中等，解答本题的关键是能把握常见单质+氧化物→单质+氧化物的置换反应的类型，注意把握常见相关物质的性质。

5．X、Y、Z为三种常见的单质，Z为绿色植物光合作用后的产物之一，A、B为常见的化合物。

它们在一定条件下可以发生如图所示的转化关系（均不是在溶液中进行的反应）以下每空中填入一种即可）。

（1）当X、Y均为金属时，X的化学式为_____________，Z为____________（填名称）。

（2）当X为非金属且为气体，Y为金属且为紫红色时，X的化学式为___________，

A的化学式为___________。

（3）当X为金属、Y为非金属且为固体时，X与A反应的化学方程式为

__________________________________________。

（4）当X、Y均为非金属固体时，X与A反应的化学方程式为

___________________________________________。

【答案】Al氧气H2CuO2Mg+CO2

2MgO+CSiO2+2C

Si+2CO

【解析】

【分析】

Z为绿色植物光合作用后的产物之一，应为O2，X+A→Y+B的反应为置换反应，X、Y为单质，A、B为氧化物，据此答题。

【详解】

（1）当X、Y均为金属时，此反应应为铝热反应，则X为Al，Z为氧气，答案应为：

Al、氧气；

（2）当X为非金属且为气体，Y为金属且为紫红色时，Y为Cu，则X应为H2，答案应为：

H2、CuO；

（3）当X为金属、Y为非金属且为固体时，X应为Mg，Y应为C，该反应应是Mg和CO2的反应，反应的方程式为2Mg+CO2

2MgO+C；

（4）当X、Y均为非金属固体时，X应为C，Y应为Si，该反应应是C和SiO2的反应，反应的方程式为SiO2+2C

Si+2CO。

6．

（1）X、Y、Z都是短周期元素的单质，X元素原子的最外层电子数是其次外层电子数的2倍；Y元素有两种常见单质，二者质量相等时其物质的量之比为3：

2；Z元素原子的次外层电子数是其最外层电子数的4倍。

则：

①写出化合物甲的电子式___________________；

②写出Z与甲反应的化学方程式_______________________________________________；

（2）X、Y、Z都是非金属单质，X是原子晶体，Y、Z都是分子晶体，X、Y都能与强碱溶液反应；乙的水溶液是工业三酸之一，也是实验室常用试剂。

则：

①写出X与NaOH溶液反应的离子方程式________________________________________；

②在①所得溶液中加入乙的溶液，观察到的现象___________________________________

（3）.X、Z是常见金属，Z与甲的反应只有在高温下才能进行，甲是一种具有磁性的化合物，乙在工业上常用于制取Z单质。

则：

①写出乙与NaOH溶液反应的化学方程式______________________________________；

②将等物质的量的X和Z分别与足量的稀硫酸反应，当两种金属完全溶解后，得到气体的质量之比是____________________________。

【答案】

2Mg+CO2

2MgO+CSi＋2OH－＋H2O＝SiO32－+2H2↑产生白色胶状沉淀Al2O3＋2NaOH＝2NaAlO2＋H2O2:

3

【解析】

【分析】

（1）根据X、Y、Z都是短周期元素的单质，X元素原子的最外层电子数是其次外层电子数的2倍，X为C；Y元素有两种常见单质，二者质量相等时其物质的量之比为3：

2，所以Y为O，氧元素形成的单质为O2和O3；Z元素原子的次外层电子数是其最外层电子数的4倍，Z为Mg；碳和氧气反应生成二氧化碳（甲）；氧气与镁反应生成氧化镁（乙），镁与二氧化碳反应生成氧化镁和碳，以上推断符合图示转化关系；据以上分析进行解答；

（2）X、Y、Z都是非金属单质，X是原子晶体，X能与强碱溶液反应，所以X为硅；乙的水溶液是工业三酸之一，也是实验室常用试剂，所以乙是氯化氢，则Y是氯原子，Z是氢元素，氯气、氢气的固体均属于分子晶体，符合题意；据以上分析进行解答；

（3）甲是一种具有磁性的化合物，则甲是四氧化三铁，乙在工业上常用于制取Z单质，所以Z是铝，X是铁，乙是氧化铝，Y是氧气，符合上述转化关系；据以上分析进行解答。

【详解】

（1）根据X、Y、Z都是短周期元素的单质，X元素原子的最外层电子数是其次外层电子数的2倍，X为C；Y元素有两种常见单质，二者质量相等时其物质的量之比为3：

2，所以Y为O，氧元素形成的单质为O2和O3；Z元素原子的次外层电子数是其最外层电子数的4倍，Z为Mg；碳和氧气反应生成二氧化碳（甲）；氧气与镁反应生成氧化镁（乙），镁与二氧化碳反应生成氧化镁和碳，以上推断符合图示转化关系；

①二氧化碳为共价化合物，碳氧原子间形成共价键，电子式

；

综上所述所，本题正确答案：

；

②镁与二氧化碳反应生成氧化镁和碳，反应的化学方程式：

2Mg+CO2

2MgO+C；

综上所述所，本题正确答案：

2Mg+CO2

2MgO+C；

（2）X、Y、Z都是非金属单质，X是原子晶体，X能与强碱溶液反应，所以X为硅；乙的水溶液是工业三酸之一，也是实验室常用试剂，所以乙是氯化氢，则Y是氯原子，Z是氢元素，氯气、氢气的固体均属于分子晶体，符合题意；

①硅与NaOH溶液反应生成硅酸钠和氢气，离子方程式为：

Si＋2OH－＋H2O＝SiO32－+2H2↑；

综上所述所，本题正确答案：

Si＋2OH－＋H2O＝SiO32－+2H2↑；

②由于盐酸的酸性大于硅酸，所以硅酸钠溶液中加入盐酸，反应生成硅酸白色胶状沉淀和氯化钠，因此可观察到产生白色胶状沉淀生成；

综上所述所，本题正确答案：

白色胶状沉淀生成；

（3）甲是一种具有磁性的化合物，则甲是四氧化三铁，乙在工业上常用于制取Z单质，所以Z是铝，X是铁，乙是氧化铝，Y是氧气，符合上述转化关系； 

①氧化铝与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和水，反应的化学方程式为：

Al2O3＋2NaOH＝2NaAlO2＋H2O； 

综上所述所，本题正确答案：

Al2O3＋2NaOH＝2NaAlO2＋H2O； 

②已知反应Fe+H2SO4=FeSO4+H2，2Al+3H2SO4=Al2（SO4）3+3H2；根据反应关系可知，将等物质的量的铁和铝分别与足量的稀硫酸反应，当两种金属完全溶解后，生成氢气的量之比为：

1：

1.5，质量之比是1:

1.5，整理为2:

3；

综上所述所，本题正确答案：

2:

3。

7．A、B、C、D均为中学化学常见的纯净物，A是单质。

它们之间有如下的反应关系：

（1）若B是气态氢化物。

C、D是氧化物且会造成光化学烟雾污染。

写③反应的化学方程式_________。

（2）若D物质具有两性，②③反应均要用强碱溶液，④反应是通入过量的一种引起温室效应的主要气体。

写④反应离子方程式_________________________________。

（3）若A是太阳能电池用的光伏材料。

C、D为钠盐，两种物质中除钠、氧外的元素均为同一主族，且溶液均显碱性。

写出②反应的化学方程式_____________________________。

（4）若A是当今应用最广泛的金属。

④反应用到A，②⑤反应均用到同一种非金属单质。

C的溶液用于蚀刻印刷铜电路板，写出该反应的离子方程式____________________________________。

【答案】4NH3+5O2

4NO+6H2OAlO2-+2H2O+CO2=Al（OH）3↓+HCO3-Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+

【解析】

【分析】

【详解】

（1）C、D是氧化物且会造成光化学烟雾污染，氮的氧化物会造成光化学污染，所以C、D是氮的氧化物，则B是氨气；A是氮气，C为NO，D为二氧化氮，氨气与氧气催化氧化为NO和水，化学方程式为4NH3+5O2

4NO+6H2O；

（2）造成温室效应的气体是二氧化碳，若D物质具有两性，②③反应均要用强碱溶液，则A是Al，B是氧化铝，与强碱反应生成偏铝酸盐，则D是氢氧化铝，④反应是通入过量二氧化碳，生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢根离子，离子方程式为AlO2-+2H2O+CO2=Al（OH）3↓+HCO3-；

（3）太阳能电池的材料是Si，所以A是Si，C中含有Si元素，与Si同主族的元素为C，则C、D为硅酸钠和碳酸钠，碳酸钠与二氧化硅高温反应生成硅酸钠和二氧化碳，则②反应是Si与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和氢气，化学方程式为Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑；

（4）C的溶液用于蚀刻印刷铜电路板，即铁离子与Cu的反应，所以A是Fe，则C是氯化铁，B是氧化铁，②⑤反应均用到同一种非金属单质氯气，所以氯化铁与Cu反应的离子方程式为Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+。

8．在下图所示的物质转化关系中，A是海水中含量最丰富的盐，B是常见的无色液体，F在D中燃烧发出苍白色火焰。

H可用于制造光导纤维，J是一种乳白色凝胶状沉淀。

（部分生成物和部分反应条件未列出）请回答下列问题：

（1）形成单质D的元素在周期表中的位置

（2）形成C、D、F单质的元素半径由大到小的顺序（填写元素符号）

（3）C长期暴露在空气中，最终产物是

（4）H在高温下与碳反应方程式为，若转移4mol电子参加反应的碳为mol。

（5）写出反应①的离子方程式

（6）写出反应②的化学方程式

【答案】

（1）第三周期第

；

（2）Na>Cl>H；（3）Na2CO3（4）SiO2+2C

Si+2CO↑；

（5）Cl2+2OH--="Clˉ+"ClO-+H2O（2分）（6）Na2SiO3+2HCl=H2SiO3↓+2NaCl（2分）

【解析】

试题分析：

根据题意可知：

A是NaCl；B是H2O；C是Na；D是Cl2；E是NaOH；F是H2；G是HCl；H是SiO2；I是Na2SiO3；K是NaClO；J是H2SiO3。

（1）形成单质D的元素在周期表中的位置是第三周期第

；

（2）同一周期的元素，原子序数越大，原子半径就越小；不同周期的元素，原子核外电子层数越多，原子半径就越大，所以形成C、D、F单质的元素半径由大到小的顺序是Na>Cl>H；（3）C暴露在空气中，首先被氧化变为Na2O，Na2O与空气中的水发生反应产生NaOH，NaOH潮解变为溶液，溶液吸收CO2变为Na2CO3，所以最终产物是Na2CO3。

（4）H在高温下与碳反应方程式为SiO2+2C

Si+2CO↑；根据方程式可知每转移4mol的电子，反应消耗C单质的物质的量是2mol；（5）反应①的离子方程式是Cl2+2OH--="Clˉ+"ClO-+H2O；（6）反应②的化学方程式是Na2SiO3+2HCl=H2SiO3↓+2NaCl。

考点：

考查元素及化合物的知识。

包括物质的推断、元素在周期表中的位置、原子半径大小比较、物质的保存及成分、化学方程式和离子方程式的书写的知识。

9．（15分）材料科学是近年来与化学有关的科学研究热点。

某新型无机非金属材料K由两种非金属元素组成。

它是一种超硬物质，具有耐磨、耐腐蚀、抗冷热冲击、抗氧化的特征。

它是以中学化学中常见物质为原料来生产的。

下图虚线框内的其它转化是为探究C的组成而设。

G、F、H均为难溶于水的白色固体；图中C、H、K均为含A元素。

其余物质均为中学化学中常见物质。

请回答下列问题：

（1）实验室通常用MnO2制取气体B，发生该反应的化学方程式为，为防止气体B污染环境通常

用（填化学式）溶液吸收，反应的离子方程式为

（2）化合物H与碳混合加强热可制得单质A，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量比为

（3）写出反应③的化学方程式3D==K+8X↑,K的化学式为，X的化学式为。

（4）K抗腐蚀能力很强，但易被氢氟酸腐蚀，K与氢氟酸反应生成一种气体和一种盐，此盐中存在的化学键类型有。

（5）写出反应②的化学方程式。

【答案】

（1）MnO2+4HCl（浓）

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）离子键、共价键（或极性共价键）（2分）

（5）SiCl4+8NH3=Si（N