2020-2021高考化学备考之硅及其化合物推断题压轴突破训练∶培优篇附答案解析

1、2020-2021 高考化学备考之硅及其化合物推断题压轴突破训练培优篇附答案解析一、硅及其化合物1 有一应用前景广阔的纳米材料甲，其由a、 b 两种短周期非金属元素组成，难溶于水，且硬度大，熔点高。取材料甲与熔融的烧碱反应，生成一种含a 元素的含氧酸盐乙和一种含 b 元素的气体丙，丙能使湿润的红色石蕊试纸变蓝；乙能溶于水，加盐酸产生白色沉淀，盐酸过量沉淀不溶解。（1）甲的化学式为 _，其晶体属于 _晶体。（2）乙的水溶液可以用来做 _（写出一种用途）。（3） b 元素的一种氢化物丁，相对分子质量为32，常温下为液体，其燃烧放热多且燃烧产物对环境无污染，因此可用作火箭燃料、燃料电池燃料等。则丁的

2、电子式为 _。丁可由次氯酸钠与过量氨气反应制得，其化学方程式_ 。甲的制备过程中氨气需要过量的理由是_ 。丁的水溶液呈弱碱性，室温下其电离常数k1.0106，则0.01moll 1丁水溶液的1ph 等于 _（忽略丁的二级电离和h2o 的电离）。【答案】 si3n4原子黏合剂、木材等的防腐剂或防火剂naclo 2nh3n h4 nacl h o次氯酸钠有强氧化性，防止n h继续被氧化102224【解析】【分析】甲由 a、 b 两种短周期非金属元素组成，难溶于水，且硬度大，熔点高，考虑甲属于原子晶体。甲与熔融的烧碱反应生成一种含a 元素的含氧酸盐乙和一种含b 元素的气体丙，且丙能使湿润的红色石蕊试

3、纸变蓝，证明丙气体为nh3 ，说明甲中含有氮元素。含氧酸盐乙由短周期元素组成且为钠盐，能溶于水，加盐酸产生白色沉淀，盐酸过量沉淀不溶解，说明生成的沉淀为h2sio3，则乙为na2sio3，证明甲中含有硅元素，故a 为 si 元素， b 为 n 元素，依据元素化合价可推知甲为si3n4，据此分析解答。【详解】( 1) 由分析可知，甲的化学式为si3n4，属于原子晶体，故答案为：si3n4；原子；( 2) 乙的水溶液为硅酸钠溶液，是一种矿物胶，可以做黏合剂、木材等的防腐剂或防火剂，故答案为：黏合剂、木材等的防腐剂或防火剂；( 3) b 元素的一种氢化物丁，相对分子质量为32，常温下为液体，可知丁为

4、n2h4，电子式为：，故答案为：；丁可由次氯酸钠与过量氨气反应制得，反应的化学方程式为：naclo 2nh3+n h+nacl+h o，次氯酸钠有强氧化性，防止n h继续被氧化，氨气需要过量，故答案24224为：naclo 2nh324224+n hnacl h on h继续被氧化；+；次氯酸钠有强氧化性，防止电离方程式为： n2h4+h2o? n2h5+oh- ，该溶液中溶质电离程度较小，则2 4c n 2 h 5+c(oh - )-，可知该溶液中c ohc n h0.01mollk() / ，由平衡常数=c n 2h 4) kc n 2h 4= 1.0 10 6 0.1 =1. 0 10-

5、 4，溶液中 c( h+)=1010144 mol / l=10- 10mol / l，则溶液的ph=10，故答案为：10。【点睛】正确推断元素是解答本题的关键。本题的易错点和难点为( 3) 中 ph 的计算，要注意电离平衡常数表达式和水的离子积的灵活运用。2 探究无机盐x（仅含三种短周期元素）的组成和性质，设计并完成如下实验：请回答：（ 1） x 的化学式是 _。（ 2）白色粉末溶于氢氧化钠溶液的离子方程式是_。（ 3）白色沉淀用途广泛，请列举一例：_。【答案】 mg2 422-32-2sio或 2mgosiosio 2oh =sio+h o 优良的阻燃剂等【解析】【详解】无机盐 x（仅含三

6、种短周期元素），加入过量盐酸溶解，离心分离得到白色胶状物沉淀和无色溶液，白色胶状沉淀为硅酸，白色沉淀充分灼烧得到白色粉末1. 80g 为 sio2，物质的量 1. 8g 60g/ mol 0. 03mol ，溶于氢氧化钠溶液得到无色溶液为硅酸钠溶液，说明无机盐中含硅酸根离子或原硅酸根离子，物质的量为0. 03mol ，若为硅酸根离子其质量0.03mol 76g/ mol 2.28g，金属质量 4. 20g- 2. 28g 1. 92g，无色溶液中加入过量氢氧化钠溶液生成白色沉淀则判断为mg（ oh） 2，金属离子物质的量0. 06mol ，质量为0.06mol24g mol144g0.03mo

7、l，质量/ .，不符合，则为原硅酸根，物质的量为0.03mol 92g/ mol 2.76g，金属质量 4. 20g- 2. 76g1 . 44g，物质的量 1. 44g 24g/ mol0. 06mol ，得到 x 为 mg2sio4。（1） x 的化学式为， mg24sio ；（2）白色粉末溶于氢氧化钠溶液的离子方程式是-+h2o；sio2 2oh sio32（3）氢氧化镁是优良的阻燃剂。3 短周期主族元素x、 y、z、 w 原子序数依次增大，x、 z、 w 均可形成酸性氧化物。x 的一种氢化物分子空间构型为三角锥型，yw 是氯碱工业的主要原料，z 的最外层电子数为4，请回答以下问题：(1

8、)表示氯碱工业生产原理的化学方程式为_ 。(2)x 的另一种氢化物x2h4 可作为火箭推进器燃料，其结构式为_。(3)y 的氧化物中，有一种既含离子键又含共价键，该氧化物的电子式为_。(4)z 的氧化物属于晶体，工业制备z 单质的化学方程式为_。(5)w单质是毒性很大的窒息性气体。工业上用x 气态氢化物的浓溶液检验w 单质是否泄露，写出反应的化学方程式_。【答案】2nacl+2h2o2naoh+h2 +cl22c+sio2co +si8nh3+3cl2=6nh4cl+n2【解析】【分析】短周期主族元素x、y、 z、 w 原子序数依次增大，x、 z、w 均可形成酸性氧化物。x 的一种氢化物分子空

9、间构型为三角锥型，该氢化物为氨气，在x 为 n 元素； yw 是氯碱工业的主要原料，该物质为nacl，则 y为 na、 w 为 cl 元素； z 的最外层电子数为4，原子序数大于 na，则 z 为 si 元素，据此进行解答。【详解】根据分析可知， x 为 n 元素， y 为 na，z 为 si， w 为 cl 元素。(1)氯碱工业中电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氢气和氯气，该反应的化学方程式为：2nacl+2h2o2naoh+h2 +cl2；(2)x2 h4 为n2h4，其结构简式为nh2-nh2，每个氮原子形成三个化学键，n2h4 的结构式为；(3)na 的氧化物中既含离子键又含共价键的为过氧

10、化钠，过氧化钠为离子化合物，其电子式为；(4)z 为 si 元素，其氧化物为sio2，二氧化硅属于原子晶体；工业上用碳与二氧化硅在高温下反应制取硅，该反应的化学方程式为：2c+sio2co +si；2(5)w 单质为氯气，氯气是毒性很大的窒息性气体，x 气态氢化物为氨气，氯气与氨气反应生成氯化铵和氮气，结合电子守恒、质量守恒配平该反应的化学方程式为：8nh3+3cl2=6nh4cl+n2。【点睛】本题考查元素周期表、元素周期律的应用的知识，推断元素为解答关键，注意掌握元素周期律内容及常见化学用语的书写原则，物质的化学性质及物理性质，试题培养了学生的学以致用的能力。4a、 b、 c、 d、 e、

11、 f 六种物质的相互转化关系如图所示（反应条件和部分副产物未标出），其中反应是置换反应。（ 1）若 a、d、 f 都是非金属单质，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横行，则反应的化学方程式是_。（ 2）若 a 是常见的金属单质， d、f 是气态单质，反应在水溶液中进行，则反应（在水溶液中进行）的离子方程式是 _ ；（ 3）若 b、 c、 f 都是气态单质，且 b 有毒，和两个反应中都有水生成，反应需要放电才能发生， a、 d 相遇有白烟生成，反应的化学方程式是_。（4）若 a、d 为单质，且 a 原子核内所含质子数是d 的 2 倍， b 是参与大气循环的

12、一种物质，和两个反应中都有红棕色气体生成，反应的化学方程式是_。【答案】 sio2 2csi 2co2fe2 cl2 2fe3 2cl4nh3 5o4no 6h o c 4hnoco 4no2 4h o22322【解析】【分析】【详解】（1）若 a、 d、 f 都是非金属单质，反应是置换反应，a、 d 同主族，根据框图可知，a与 f 生成 e， c 与 f 也能生成 e，因此只能是 sio2与 c 反应，则2是a 是 c、 b 是 sio 、 c高温co、 d 是 si， e 是 co2、 f 是 o2。反应的方程式为sio22csi 2co 。（2）若 a 是常见的金属单质，反应是置换反应，

13、d、 f 是气态单质，根据框图可知，a与 f 生成 e， c 与 f 也能生成 e，因此 a 只能为 fe，d 为 h2 ，f 为 cl2，b 为 hcl， c 为fecl2， e 为 fecl3。反应的方程式为2 cl32cl 。2fe2 2fe（ 3）若 b、 c、 f 都是气态单质，且 b 有毒，和两个反应中都有水生成，反应需要放电才能发生， a、 d 相遇有白烟生成，所以 a 是氨气， b 是氯气， c 是氮气， d 是氯化氢， f是氧气， e 是 no，反应的化学方程式是4nh3 5o2催化剂4no6h2o。（4）若 a、 d 为短周期元素单质，且所含元素的原子序数a 是 d 的 2

14、 倍，所含元素的原子核外最外层电子数 d 是 a 的 2 倍， b 是参与大气循环的一种物质，反应是置换反应，根据框图可知， a 为 mg， d 为 c，b 为 co2 ， c 为 mgo，又知和两个反应中都有红棕色气体生成， f 为 hno33222。反应的化学方程式是c 4hnoco 4no 4h o。【点晴】解框图题的方法的最关键的是寻找“” “”“ ”突破口， 突破口就是抓特 字，例如特殊颜色、特殊状态、特殊气味、特殊反应、特殊现象、特殊制法、特殊用途等。5已知 a 与 d 均为非金属单质，其中a 有多种同素异形体，其转化关系如下图。请回答：（1）反应 为工业制粗硅原理，写出e 的化学

15、式：。（2）反应 的化学方程式为。【答案】（ 1） co； (2)2mg co22mgo c。【解析】试题分析：（1）反应 制取粗硅，常用c 和 sio22si 2co， d 为的反应： 2c sio非金属单质，则d 为 si， e 为 co；（ 2）c 和 o2 反应生成co2，反应 是： co； (2)2mg co22mgo c。考点：考查工业制硅、镁和co2 的反应等知识。6 下图是一些重要工业生产的转化关系（反应条件略去）：请完成下列问题：若 d 是单质，且与a 属于同一主族，则： 反应的化学方程式是_ 。d 的原子结构示意图是_。d 单质的一种重要用途是_ 。若 b 为黄色固体， d

16、 为固体化合物，则 该反应的化学方程式是_ 。 生产该工业品的工厂应建在离_较近的地方。 实验室检验c 的方法是 _ 。若 b 是一种有刺激性气味的气体，则b 的分子形状是_。 实验室进行此实验时，常看到有大量白烟产生，请说明产生大量白烟的原因_。 化合物 c在一定体积的容器中，在一定条件下发生反应，测得容器内气体的压强略小于原来的 2/3，请写出该反应的化学方程式 _。【答案】 2c+siosi+2co制半导体材料24fes2+11o22fe2o3 +8so2消费中心将气体 c 通入品红溶液中，溶液褪色，将溶液加热，又恢复红色三角锥形生成的 no 气体被氧气氧化生成no2， no2 与水反应

17、生成的硝酸与 nh3 反应而产生大量白烟3no=no2+n2o【解析】【分析】(1)根据常见的置换反应，a、 d 同主族及工业制取硅的化学反应分析(2)根据 b 为黄色固体，d 为固体化合物及工业生产硫酸的原理思考(3)根据工业氨气催化氧化制取硝酸分析。【详解】：(1)d 与 a 同主族， a 能置换出d，且该反应是重要反应，则分析元素周期表，可知a 是c， d 是 si，即 2c+sio2co+si si 的原子结构示意图是，硅单质的一种重要用途是制半导体材料；(2)化合物 b 为黄色固体，中学阶段的黄色固体化合物有agi、硫铁矿等，能用于工业生产的只能是用黄铁矿生成浓硫酸，即a 是氧气，

18、b 是 fes22，因此化学方程式为，c 是 so222324fes +11o2fe o +so ；该反应用于工业生产硫酸，由于浓硫酸是腐蚀品，运输成本较高，且危险性大，因此建厂时应该选择在使用浓硫酸密集的地方，即工业区集中的消费中心；因为氯气和二氧化硫都能使品红试液褪色，所以利用二者化学性质的差别，实验室检验二氧化硫通常采用：将气体 c 通入品红溶液中，溶液褪色，将溶液加热，又恢复红色；(3)该反应为工业生产的转化关系，又实验室做该实验有白烟，结合中学阶段氨气与挥发性酸相遇会产生白烟的知识，可知该反应是工业上氨气催化氧化制取硝酸的反应，即：4nh3+5o24no+6h2o，因此 b 是 nh

19、3， c 是 no氨气分子是三角锥形；实验室进行此反应，no 会被过量氧气氧化为no2，进而与水反应生成硝酸，硝酸与氨气反应生成硝酸铵而产生大量白烟，即：生成的no 气体被氧气氧化生成no2， no2 与水反应生成的硝酸与nh3 反应而产生大量白烟，故答案为生成的no 气体被氧气氧化生成no2，no2 与水反应生成的硝酸与nh3 反应而产生大量白烟；no 在密闭容器中一定条件下可以分解为二氧化氮和一氧化二氮，发生的反应为3no=no2+n2o，由于存在 2no2? n2o4 而容器内气体的压强略小于原来的2 。37（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

20、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： 写出化合物甲的电子式_ ； 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： 写出 x 与 naoh 溶液反应的离子方程式 _ ； 在 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

21、。则： 写出乙与 naoh 溶液反应的化学方程式_ ； 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+co h o sio2+2h 产生白色2mgo+c si 2oh322胶状沉淀23222:3al o 2naoh 2naalo h o【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

22、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

23、）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；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：；镁与二氧化碳反应生成氧化镁和碳，反应的化学方程式：2mg+co2mgo+c；综上所述所，本题正确答

24、案：2mg+co2mgo+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；硅与 naoh溶液反应生成硅酸钠和氢气，离子方程式为：2+2h2；si 2oh h2o sio3综上所述所，本题正确答案：2322；si 2oh h o sio+2h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

25、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；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：al 2o3 2naoh2naalo2 h2o；综上所述所，本题正确答案：al 2o3 2naoh2naalo2 h2o；已知反应fe+h2so4=feso4+h2， 2al+3h2so4=al 2(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

26、确答案：2:3 。8a、 b、 c、 d 都是初中化学中的常见物质，具有如图所示的转化关系（反应条件、有些反应物或产 物已略去）：（1）若 a 是一种白色难溶于水的钙盐，由三种元素组成，c 是大气循环中的一种重要物质则（2）若b 的化学式是 _， c 和 d 反应生成a 的化学方程式是_。a 是无色液体， d 是一种黑色固体，则c 的化学式是 _，由 b 生成 d 的化学方程式为_。（3）若 a 是碳酸氢钠，且已知碳酸氢钠受热可分解为碳酸钠、二氧化碳和水，写出过量的气体 c 与 d 溶液反应生成a 的化学方程式。【答案】（ 1） cao（ 1 分）； co2+ca（ oh） 2=caco3 +

27、h2o（ 2 分）（2） h2（ 1 分）； 2cu+o22cuo（或者 3fe+2o2fe3o4）（ 2 分）（ 3） co2+naoh=nahco3（ 2 分）【解析】试题分析：（1）若 a 是一种白色难溶于水的钙盐，由三种元素组成，c 是大气循环中的一种重要物质，所以c 是 co2 ， a 是碳酸钙。碳酸钙高温分解生成氧化钙和co2，即 b 是氧化钙，氧化钙溶于水生成氢氧化钙，氢氧化钙吸收co2生成碳酸钙，即d 是氢氧化钙，所以b 的化学式是 cao， c 和 d 反应生成 a 的化学方程式是co2+ca（ oh） 2=caco3 +h2o。（2）若 a 是无色液体，则 a 是水。 d

28、是一种黑色固体，则 d 是氧化铜或四氧化三铁，因此 b 是氧气， c 是氢气，则 c 的化学式是 h2，由 b 生成 d 的化学方程式为 2cu+o22cuo或者 3fe+2o2fe3o4。（3）若 a 是碳酸氢钠，且已知碳酸氢钠受热可分解为碳酸钠、二氧化碳和水，则气体c是 co2， d 是氢氧化钠，因此过量的气体c 与 d 溶液反应生成 a 的化学方程式为23。co +naoh=nahco考点：考查无机框图题推断9 材料是人类赖以生存的重要物质基础。材料种类很多，通常可分为金属材料、无机非金属材料（包括硅酸盐材料）、高分子合成材料及复合材料。（ 1） 合金是生活中常见的材料。某合金具有密度小、强度高的优良性能，常用于制造门窗框架。该合金中含量最高的金属为_(填元素符号 )。 铁锈的主要成分是_(填化学式 )，它是钢铁在潮湿的空气中发生_腐蚀的结果，其负极反应式为_ 。 玻璃是一种常用的硅酸盐材料。制备普通玻璃的原料有caco3 、_和 _(填化学式 )。（2）聚苯乙烯是造成白色污染的物质之一，其结构简式为，则制取聚苯乙烯的单体是_。【答案】 alfe2 3 22 3电化 (或“电化学 ”或 “吸氧 ”)fe 2e fe223o xh o(或 fe o )