高考化学压轴题之硅及其化合物推断题(高考题型整理,突破提升)含答案一

1、高考化学压轴题之硅及其化合物推断题( 高考题型整理 , 突破提升 ) 含答案 (1)一、硅及其化合物1 有一种矿石，经测定含有镁、硅、氧三种元素且它们的质量比为12 7 16。(1)用盐的组成表示其化学式：_。(2)用氧化物的组成表示其化学式：_。(3)该矿石的成分属于_(填物质的分类 )。(4)写出该矿石 (氧化物形式 )与盐酸反应的化学方程式： _。【答案】 mg2sio42mgo sio2硅酸盐 2mgo sio2 4hcl=2mgcl2 2h2 o sio2【解析】【分析】根据 n= m 及原子个数比 =原子的物质的量之比进行计算，得出正确结论；由金属离子和酸m根离子组成的化合物属于盐

2、。【详解】镁、硅、氧的质量比为12716=2:1:412： 7： 16，则镁、硅、氧的原子个数比为:242816(1)该矿石用盐的组成可表示为：mg 2sio4；(2)该矿石用氧化物的组成可表示为：2mgo?sio2(3)mg 2sio4 属于盐类，且属于硅酸盐；(4)mg 2sio4 溶于与稀盐酸生成mgcl2 和 sio2，发生反应的化学方程式为2mgosio22224hcl=2mgcl 2h o sio 。【点睛】硅酸盐由盐的书写改写为氧化物的形式为：活泼金属氧化物?较活泼金属氧化物?二氧化硅 ?水的顺序书写；注意：氧化物之间以“?隔”开；系数配置出现的分数应化为整数；金属氧化物在前 (

3、活泼金属氧化物较活泼金属氧化物)，非金属氧化物在后。2 有三种透明、不溶于水的坚硬固体。a 固体在氧气中完全燃烧只得到一种无色无味气体，此气体能使澄清石灰水变浑浊，标准状况下测得此气体的密度是氧气密度的1.375倍。 b 固体能溶于热的苛性钠溶液，再往该溶液中加入过量盐酸时，析出白色沉淀，此沉淀是一种比h2co3 还弱的酸，干燥后为不溶于水的白色粉末。b 与石灰石、纯碱按一定比例混合加热后，能得到c， c 在高温时软化，无固定熔点。根据以上事实，判断a、b、 c各为何物： _、 _、 _；写出有关反应的化学方程式_。【答案】金刚石石英普通玻璃co2co2， co2 ca(oh)2caco3 h

4、2o； sio22naoh na2sio3 h2 o；na2sio3 2hcl h2 o h4sio4 2nacl； h4sio4 h2sio3 h2o；caco3 sio2casio3 co2；sio2 na2co3na2sio3 co2【解析】【详解】a 物质燃烧后产生气体的相对分子质量为：32 1.37544。结合它无色无味且使澄清石灰水变浑浊的性质，可推断此气体为co2，又因为 a 为透明不溶于水的坚硬固体，故可判断a 为金刚石。方程式为：c o2co 。2b 物质能与苛性钠反应，且所得溶液与盐酸反应生成一种比h co 还弱的酸，且这种酸是23一种难溶于水的白色固体，故可判断b 为石英

5、。相关方程式为：sio2232naohna sio h o； na sio 2hclh o h sio 2nacl； h sio h sio ho。22324444232c 物质由石灰石、纯碱、b 物质（石英）混合加热而制得，结合高温时软化且无固定熔点，判断 c 物质为普通玻璃。相关方程式为：sio23322 cacocasio co； sio na cona sio co 。23232【点睛】本题考查有关sio2、 na2sio3、 h2sio3 以及玻璃等物质的性质以及推理判断能力。其突破口是 c 高温时软化，无固定熔点，这是玻璃的特性，由此推知b 可能为 sio2 是解题的关键。3a 元

6、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。写出生成 d 和 f 的化学反应方程式：_、 _。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铁坩埚高温【答案】氢氟酸sio22223232234hf=sif 2h osio

7、na cona sio co na sio co2 h2o=na2co3 h2sio3abc【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na2 sio3。 sio2 与纯碱即碳酸钠高温条件下生成 na2 sio3 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；sio2 +4hf=sif4+2h 2o ；高温（2）根据分析可知答案

8、为： sio 2 +na 2co3 = na2 sio3 +co 2；na2sio3 +co 2 +h 2 o=na 2co 3 +h 2sio3；a 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 sio2b 项错误； c 项瓷坩埚中含有2，会在高温，会在高温下与纯碱反应，故sio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。4 单质 z 是一种常见的半导体材料，可由x 通过如下图所示的路线制备，其中

9、x 为 z 的氧化物， y 为氢化物，分子结构与甲烷相似，回答下列问题：（1）能与 x 发生化学反应的酸是_；由 x 制备 mg 2z 的化学方程式为 _。（2）由 mg2z 生成 y 的化学反应方程式为 _， y 分子的电子式为 _。（3） z、x 中共价键的类型分别是_。【答案】氢氟酸sio222224非极性+mgo+mg simg si+4hcl=2mgcl +sih键、极性键【解析】【详解】单质 z 是一种常见的半导体材料，则z 为 si， x 为 z 的氧化物，则x 为 sio2 ，y 为氢化物，分子结构与甲烷相似，则y 为 sih44si 与氢气。，加热 sih 分解得到（1）能与

10、 sio2发生化学反应的酸是氢氟酸；由22si 的化学方程式为：sio 制备 mgsio2+4mg2mgo+mg 2si。（ 2）由 mg2z 生成 y 的化学反应方程式为： mg 2si+4hcl=2mgcl2+sih4， y 为 sih4，电子式为。（ 3） z 为 si，周期表中位于第三周期 iva 族，其单质属于原子晶体，化学键类型为非极性共价键； x 为 sio2，属于原子晶体，含有的化学键属于极性共价键。5 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

11、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k16，则 0. 011 丁水溶液的1. 010mol lph 等于 _（忽略丁的二级电离和h2o 的电离）。【答案】 si3n4

12、原子黏合剂、木材等的防腐剂或防火剂naclo 2nh3n2h4 nacl h2o次氯酸钠有强氧化性，防止n2h4 继续被氧化10【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

13、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+2nh3n2h4+nacl+h2o，次氯酸钠有强氧化性，防止n2h4 继续被氧化，氨气需要过量，故答案为： naclo+2nh3 n2 h4+nacl+h2o；次氯酸钠

14、有强氧化性，防止n2h4 继续被氧化；电离方程式为： n2h4+h2o? n2h5+oh- ，该溶液中溶质电离程度较小，则c n 2 h 5+c(oh - )-c n2 h4001mollk，可知该溶液中c oh.() / ，由平衡常数=c n 2h 4) kc n 2h 4 = 1.0 10 6 0.1 =1. 0 10- 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。6 常见物质之间

15、的转化如下图所示：其中 b 常被用于制造光导纤维，其对应的单质的结构与金刚石的结构是相似的。（ 1）试推测： a_，f_(写化学式 )（ 2）试写出反应的离子方程式 ： _。（ 3）写出反应的化学方程式 _。（ 4）在反应中，碳的作用是 _，当生成 1mola 时，转移电子的数目为_。【答案】 si h2 323222si+2co还原剂 2.40824sio sio +20h =sio+h o sio +2c l0【解析】本题考查无机框图推断题，b 常用于制造光导纤维，即b 为 sio2，反应工业上制取粗硅的反应，发生2c sio2si 2co， a 为 si ， d 为 co，反应 sio

16、2 属于酸性氧化物，与氢氧化钠反应，即2 h o，反应是 co与 o 反应生成 co，利sio2 2oh =sio3222用硅酸的酸性弱于碳酸，即反应是22，（ 1）根据上述分sio3 co2 h2o=h2sio3 co3析， a 为 si ， f 为 h2sio3；（ 2）反应的离子反应方程式为2 h2o；sio2 2oh =sio3（3）反应的方程式为：2c sio2si 2co；（ 4）根据反应方程式，c 的化合价由0 价 +2 价，化合价升高， c 作还原剂， si 的化合价由4 价0价，化合价降低4 价，因此生成 1molsi ，转移电子物质的量为4mol ，转移电子的数目是4na。

17、点睛：本题相对比较简单，熟记光导纤维的成分是 sio2，工业上制取硅，注意生成的是co，不是 co2，同时注意（ 4），问题是转移电子的数目，不是转移电子的物质的量。7 含 a 元素的一种单质是一种重要的半导体材料，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)a 的原子结构示意图为_，a 与碳在原子的电子层结构上的相同点是_ 。(2) 易与 c发生化学反应的酸是 _( 写名称 ) ，反应的化学方程式是_ 。(3) 将 c 与纯碱混合高温熔融时也发生化学反应生成d写出该反应的化学方程式：_ 。要将纯碱高温熔化，下列坩埚中可选用的是

18、_。a普通玻璃坩埚b石英玻璃坩埚c 铁坩埚(4)100 g c与石灰石的混合物充分反应后，生成的气体在标准状况下的体积为11.2 l,100g 混合物中石灰石的质量分数是_。【答案】最外层均有4 个电子，最内层均有2 个电子氢氟酸sio2422232324hf=sif 2h o sio na cona sio co c 50%【解析】试题分析：本题考查无机推断、侧重硅元素的单质及其化合物性质的考查、化学计算。含 a 元素的一种单质是一种重要的半导体材料，含a 元素的一种化合物c 可用于制造光导纤维，则a 为硅元素， c 为 sio2 ；c（sio2）与烧碱反应生成 na2sio3 和 h2o，

19、含 a元素的化合物d 为 na2 sio3。（1） a 为 si， si 原子的核电荷数为14， si 原子核外有14 个电子，根据原子核外电子排布规律， a 的原子结构示意图为。碳的原子结构示意图为，硅原子与碳原子的电子层结构上的相同点是：最外层均有4 个电子，最内层均有2 个电子。（2） c 为 sio2，易与 sio2 发生化学反应的酸是氢氟酸，sio2 与 hf 反应生成 sif4 和 h2o，反应的化学方程式为sio2+4hf=sif +2ho。（3） sio2 与纯碱高温熔融时反应生成na2sio3和 co2，反应的化学方程式为sio2+na2co3na2sio3+co2。a ，普

20、通玻璃的成分为na2sio3、 casio3 和 sio2， sio2 与纯碱高温下反应生成na2sio3 和co2，不能选用普通玻璃坩埚熔化纯碱； b，石英玻璃的成分为sio2， sio2 与纯碱高温下反应生成 na2sio3 和 co2，不能选用石英玻璃坩埚熔化纯碱； c，铁与 na2co3 高温不反应，可选用铁坩埚熔化纯碱；答案选c。（4） sio2 与石灰石的混合物充分反应，可能发生的反应有sio2+caco3casio3 +co2 、caco3cao+co2，根据 c守恒， n（ caco3 ）=n（co2） =11.2l=0.5mol ， m22.4l / mol（caco3） =

21、0.5mol100g/mol=50g ，100g 混合物中石灰石的质量分数为50g100%=50%。100g8x、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

22、， x 与 a 反应的化学方程式为_ 。【答案】 al 氧气 h2 cuo 2mg+co2mgo+c sio2+2csi+2co【解析】【分析】z 为绿色植物光合作用后的产物之一，应为2x、 y 为单o ， x+a y+b的反应为置换反应，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

23、mg 和 co2的反应，反应的方程式为2mg+co22mgo+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+2csi+2co。9a、 b、 c、 d、 e 五种物质中均含有同一种非金属元素，他们能发生如图所示的转化关系。若该元素用 r 表示，则 a 为 r 的氧化物， d 与 naoh 溶液反应生成 c 和 h2。请回答：（1）写出对应物质的化学式：a_； c_； e_。（ 2）反应 的化学方程式为： _ 。（ 3）反应 的离子方程式为： _ 。（4） h2co3 的酸性强于e 的，请用离子方程式予以证

24、明：_ 。【答案】 sio22323442si 2cona sioh sio（或 h sio ）sio 2csi 2ohh2o= sio32- 2h2sio32- co2h2o=h2 sio3hco32-或 sio32- co2 h2o=h2sio3 co32-（写成 h4sio4 同样给分）【解析】【分析】【详解】试题分析：非金属单质r 能与 naoh 溶液反应生成盐（ na2ro3）和氢气，则r 为 si 元素，由转化关系可知 d 为 si， a 为 sio2， b 为 casio3， c 为 na2sio3，e 为 h2sio3，（1）由以上分析可知a 为 sio2 ， c 为 na2sio3，故答案为 sio2 ；na2sio3；（2）反应 的化学方程式为 2c+siosi+2co；（ 3）反应 的离子方程式为 si+2oh-+h2o=sio32-+2h2；（ 4） h2co3 的酸性强于 h2sio3 的酸性，可在硅酸钠溶液中通入二氧化碳，如生成硅酸沉淀，可说明，反应的离子方程式为sio2-2-。3+co2+h2o=h2sio3 +co3考点：以硅为载体考