2020-2021杭州高考化学-硅及其化合物推断题-培优-易错-难题练习(含答案)

2020-2021杭州高考化学硅及其化合物推断题培优易错难题练习(含答案)一、硅及其化合物1．已知：甲、乙、丙、丁为常见化合物，A、B为单质，相互转化关系如图。其中甲是天然气的主要成分。回答下列问题：（1）丁物质的名称：______，丙物质的化学式：_________________________________________。（2）检验化合物乙的化学方程式：___________________________________________________。（3）试剂X可能的化学式：________、________(要求：所选物质类别不同)。（4）通过分析表明：燃料充分燃烧的条件之一是______________________________。（5）取变红溶液于试管中加热，观察到的现象有_______________________________________。【答案】水COCO2＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋H2OO2CuO充足的氧气红色溶液变成紫色，有气泡冒出【解析】【分析】甲是天然气的主要成分，则甲是甲烷，甲与A，B与A能燃烧，则A是氧气，丁电解生成A、B，则B是氢气，丁是水，乙与水加入紫色石蕊试液后溶液变红，则乙是二氧化碳，丙与乙可以相互转化，则丙是一氧化碳，据此分析解答。【详解】(1)根据分析可知丁是水，丙是CO，故答案为：水；CO；(2)检验二氧化碳的方法是将气体通入澄清石灰水，反应方程式为：CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O；(3)由丙转化到乙，则试剂X可以是氧气，也可以是氧化铜等物质，所属的类别分别是单质和氧化物；故答案为：O2；CuO；(4)通过分析表明:燃料充分燃烧的条件之一是要有充足的氧气；故答案为：充足的氧气；(5)取变红溶液于试管中加热会发生碳酸分解的过程，故可以观察到的现象是红色溶液变成紫色，有气泡冒出；故答案为：红色溶液变成紫色，有气泡冒出。2．下图中的每一方格表示相关的一种反应物或生成物。其中B是一种单质，其余物质也都是含有B元素的化合物。C是一种钠盐，E是C对应的酸，B的结构类似金刚石，D为氧化物。请回答下列问题：(1)A、D、E的化学式分别为________、________、________。(2)A和B的互相转化在工业上有什么实际意义？_____________________。(3)写出D→C反应的化学方程式：_____________________。(4)写出E→D反应的化学方程式：_____________________。【答案】SiCl4SiO2H2SiO3粗硅提纯SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2OH2SiO3SiO2＋H2O【解析】【分析】B是一种单质,其余物质都是含有B元素的化合物,B的结构类似金刚石，则B属于原子晶体,结合转化关系可以知道B为Si元素，而D为B的氧化物,则D是SiO2，A为SiCl4，C是一种钠盐,则C是Na2SiO3，E是C对应的酸，则E是H2SiO3，结合对应物质的性质以及题目要求解答该题。【详解】B是一种单质,其余物质都是含有B元素的化合物,B的结构类似金刚石，则B属于原子晶体,结合转化关系可以知道B为Si元素，而D为B的氧化物,则D是SiO2，A为SiCl4，C是一种钠盐,则C是Na2SiO3，E是C对应的酸，则E是H2SiO3，(1)由以上分析可以知道A为SiCl4,D为SiO2,E为H2SiO3；因此，本题正确答案是:SiCl4，SiO2，H2SiO3。(2)四氯化硅与氢气反应生成硅和氯化氢，硅与氯气反应生成四氯化硅，因此A和B的互变实际意义是粗硅提纯；因此，本题正确答案是：粗硅提纯；(3)二氧化硅和NaOH溶液反应生成硅酸钠,方程式为SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O；因此，本题正确答案是:SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O。(4)H2SiO3不稳定,加热分解可生成SiO2,方程式为H2SiO3SiO2＋H2O；因此，本题正确答案是:H2SiO3SiO2＋H2O。【点睛】硅能够与氧气反应生成二氧化硅，硅酸加热分解产生二氧化硅；二氧化硅不溶于水，也不与水反应，不能用二氧化硅与水直接反应制备硅酸，因此要制备硅酸，可以先把二氧化硅溶于强碱溶液中，然后加入强酸，可以得到白色胶状沉淀硅酸。3．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A是淡黄色固体，C、D是氧化物，C是造成酸雨的主要物质，但C也有其广泛的用途，写出其中的2个用途：__________________________。（2）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。B与C在一定条件下反应生成的A是大气的主要成分，写出该反应的化学方程式：________________。（3）若D物质具有两性，②、③反应均要用强碱溶液。如④反应时通入过量的一种引起温室效应的主要气体，写出该气体的电子式：_________，A的元素在周期表中的位置：__________________。（4）若A是太阳能电池用的光伏材料。C、D为钠盐，两种物质中钠、氧外的元素为同一主族，且溶液均显碱性。写出②反应的化学方程式：_____________________。D的化学式是______。【答案】漂白、杀菌、消毒、作为硫酸的原料等4NH3＋6NO5N2＋6H2O第三周期ⅢA族Si＋2NaOH＋H2O=Na2SiO3＋2H2↑Na2CO3【解析】【分析】（1）淡黄色的固体单质是硫，B是H2S；C为SO2，D为SO3；（2）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。B与C在一定条件下反应生成的A是大气的主要成分，则A、B、C、D分别为N2、NH3、NO、NO2；（3）中学阶段学习的两性物质有铝及铝的氧化物和氢氧化物，根据物质之间的转化关系可知：A是Al；B是Al2O3，C是NaAlO2，D是Al(OH)3；（4）若A是太阳能电池用的光伏材料，则A是晶体Si；C、D为钠盐，两种物质中钠、氧外的元素为同一主族，且溶液均显碱性。根据物质的转化关系及已知条件可知B是SiO2；C是Na2SiO3；D是Na2CO3。【详解】（1）由以上分析可知，A是硫，B是H2S；C为SO2，D为SO3，SO2的用途如漂白、杀菌，制备硫酸等。（2）由以上分析可知，A、B、C、D分别为N2、NH3、NO、NO2，B与C在一定条件下发生反应4NH3+6NO5N2+6H2O是归中反应，产生氮气。（3）由以上分析可知，A是Al；B是Al2O3，C是NaAlO2，D是Al(OH)3。通入的导致温室效应的气体是CO2，其电子式是；铝元素的位置为第三周期ⅢA族；（4）由以上分析可知，A是晶体Si，B是SiO2，C是Na2SiO3，D是Na2CO3。②反应的化学方程式：Si＋2NaOH＋H2O=Na2SiO3＋2H2↑。D的化学式是Na2CO3。4．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）指出K可能所属的晶体类型__________，K中含有的化学键类型为___________。（2）写出化学式：化合物C____________________；化合物F______________。（3）写出反应③的化学方程式：_______________________________________。（4）写出反应⑤的离子方程式：_______________________________________。（5）化合物K与化合物C类似，也能在一定条件下与水反应生成两种化合物，请写出K与水反应的化学方程式：_______________________________________。【答案】原子晶体共价键SiCl4H2SiO3(或H4SiO4)3Si（NH2）4=Si3N4+8NH3SiO2+2OH-==SiO32-+H2O或SiO2+4OH-==SiO44-+2H2OSi3N4+9H2O=3H2SiO3+4NH3或Si3N4+12H2O=3H4SiO4+4NH3【解析】【分析】根据图中各物质转化关系，F受热得H，H能与氢氧化钠反应生成I，I与过量的二氧化碳反应生成F，说明F为弱酸且能受热分解，结合化合物D中A可形成四个价键知：A元素为四价元素，C、H、K均为含A元素，K由两种非金属元素组成，具有耐磨、耐腐蚀、抗冷热冲击、抗氧化的特征，根据D的部分组成可知K应为Si3N4，可以确定A为Si，H为SiO2，I为Na2SiO3，则F为H2SiO3，由虚线框中上一支推中可知，E与硝酸银反应生成不溶于稀硝酸的沉淀G，则可知E中有Cl－，G为AgCl，故C为SiCl4，B为Cl2；由SiCl4+3H2═4HCl+H2SiO3，生成E：HCl，G、F、H均为难溶于水的白色固体。【详解】由分析可知：A为Si，B为Cl2，C为SiCl4，D为Si(NH2)4，E为HCl，F为H2SiO3，G为AgCl，H为SiO2，I为Na2SiO3，K为Si3N4。（1）K为Si3N4，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，K可能所属的晶体类型原子晶体，K中含有Si-N的化学键类型为共价键。（2）化学式：化合物C为SiCl4

；化合物F为H2SiO3

(或H4SiO4)

。（3）Si（NH2）4在高温条件下分解生成Si3N4和NH3，反应③的化学方程式：3Si（NH2）4=Si3N4+8NH3。（4）SiO2是酸性氧化物，与碱反应生成硅酸盐和水，反应⑤的离子方程式：SiO2+2OH-=SiO32-+H2O或SiO2+4OH-=SiO44-+2H2O。（5）化合物Si3N4与化合物SiCl4类似，也能在一定条件下与水反应生成两种化合物，则反应方程式为：Si3N4+9H2O=3H2SiO3↓+4NH3↑或Si3N4+12H2O=3H4SiO4↓+4NH3↑。5．（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+CO22MgO+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+CO22MgO+C；综上所述所，本题正确答案：2Mg+CO22MgO+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。6．某固体混合物X可能由Na2O2、Al2O3、Fe2O3、Cu、SiO2中的一种或几种物质组成。为确定X的成分，进行了如下三个实验。分析并回答下列问题：（1）由实验①可得出的结论为：_______。（2）步骤Ⅰ所发生反应的离子方程式为：__________，________。反应Ⅱ涉及固体质量变化的化学方程式为：_________。（3）由步骤Ⅲ可得出的结论为：______。（4）步骤Ⅳ所得蓝色溶液中阳离子为____。（5）原混合物中各成分的质量之比是____。（不必简化）【答案】混合物X中无Na2O2Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2OCu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O混合物X中无Al2O3H+、Cu2+、Fe2+m(Fe2O3):m（Cu）：m(SiO2)=3.2：3.2：3.0【解析】【分析】【详解】（1）由于Na2O2能与水反应生成NaOH和O2，实验①取4.7gX投入水中，有不溶物出现，过滤、洗涤、干燥、称量不溶物，其质量仍为4.7g，得出的结论是混合物X中无Na2O2。（2）实验②向9.4gX中加入过量的盐酸得到蓝色溶液和4.92g固体，该蓝色溶液中含Cu2+，但Cu与HCl不反应，所以X中必有Fe2O3和Cu，步骤I中所发生反应的离子方程式为Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O、Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+；向4.92g固体中加入过量NaOH，固体减少4.92g-1.92g=3.0g，减少的固体为SiO2，9.4gX中含3.0gSiO2，反应II涉及固体质量变化的化学方程式为SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O。（3）实验③向9.4gX中加入过量NaOH，固体减少9.4g-6.4g=3.0g，减少的固体的质量与SiO2的质量相等，说明溶解的物质只有SiO2、没有Al2O3，步骤III可得出的结论是：混合物X中无Al2O3。（4）由上面的分析，步骤III得到的6.4g固体是Cu和Fe2O3的混合物，实验③向6.4g固体中加入过量HCl得到蓝色溶液和1.92g固体，发生反应的离子方程式为Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O、Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+，由于仍有固体未溶解说明Fe2O3与HCl反应生成的Fe3+不能将Cu完全溶解，1.92g固体为Cu，Fe3+完全被还原为Fe2+，步骤IV所得蓝色溶液中的阳离子为Cu2+、Fe2+和H+（H+来自过量HCl）。（5）根据上述分析，设6.4g固体中Fe2O3物质的量为y，根据反应Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O、Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+，溶解的Cu的物质的量为y，160g/moly+64g/moly+1.92g=6.4g，解得y=0.02mol，则9.4gX中含Fe2O3的质量为0.02mol×160g/mol=3.2g、含SiO23.0g、含Cu的质量为（9.4g-3.2g-3.0g）=3.2g，则原混合物中m(Fe2O3):m（Cu）：m(SiO2)=3.2：3.2

：3.0。7．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+2CSi+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+2CSi+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。8．A、B、C、D是初中化学常见物质，它们之间的转化关系（反应的条件未标出）如图所示．已知A是一种碱，常用于改良酸性土壤，C是最常见溶剂．（1）若B是引起大气温室效应的主要气体，则D的化学式是_____，A，B，C，D中均含有的一种元素是_____（填元素符号）．（2）若B是人体胃酸中含有的酸，写出反应的化学方程式________【答案】CaCO3OCaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑【解析】【分析】【详解】(1)若B是引起大气温室效应的主要气体，则B为CO2，氢氧化钙和二氧化碳反应生成碳酸钙和水，所以D是CaCO3，通过以上分析知，D是CaCO3，根据A、B、C、D的化学式知，这四种物质中都含有的一种元素是O元素；(2)若B是人体胃酸中含有的酸，则为HCl，氢氧化钙和盐酸反应生成氯化钙和水，所以D为CaCl2，该反应方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑，9．用氮化硅(Si3N4)陶瓷代替金属制造发动机的耐热部件,能大幅度提高发动机的热效率。工业上用化学气相沉积法制备氮化硅,反应如下:3SiCl4+2N2+6H2Si3N4+12HCl。完成下列填空:(1)氮化硅可用于制造发动机的耐热部件,因为它属于_____________晶体。有关氮化硅的上述反应中,原子最外层只有一个未成对电子的元素是______________(填写元素符号);属于非极性分子的化合物的电子式是

__________。(2)比较Si和Cl两种元素非金属性强弱的方法是__________

。a.比较两种元素的气态氢化物的沸点b.比较两种元素的原子获得一个电子时释放能量的大小c.比较相同条件下两种元素氢化物水溶液的酸性强弱(3)Si与Al、Be具有相似的化学性质,因为_________________(简述理由),写出Si与强碱溶液反应的离子反应方程式:____________________________。【答案】原子H、Clb处在金属与非金属的分界线上Si+2OH-+H2O=SiO32-+2H2↑【解析】（1）氮化硅是一种新型的无机非金属材料，耐高温，属于原子晶体；H、N、Si、Cl四种原子的最外层电子构型分别为1s1、2s22p3、3s23p2、3s23p5，最外层未成对电子数分别为1、3、2、1，所以原子最外层只有一个未成对电子的元素是H和Cl；SiCl4为非极性分子，其电子式为：。（2）气态氢化物沸点的大小与分子间作用力及氢键有关，与非金属性无关，a错误；原子获得一个电子时释放的能量越大，元素的非金属性越大，b正确；最高价氧化物的水化物的酸性越强，元素的非金属性越大，而不是指氢化物的酸性，c错误，故可以比较Si和Cl两种元素非金属性强弱的方法是答案b。（3）Si、Al、Be三种元素均处于金属与非金属元素的交界处，所以三者的化学性质相似；Si与强碱溶液反应的离子反应方程式为：Si+2OH-+H2O=SiO32-+2H2↑。10．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A是当前最常用的太阳能转换为电能的材料。（2）C的水溶液俗称水玻璃，D为硅酸。则：写出反应②的化学方程式。写出反应③的离子方程式。（2）若A是应用最广泛的金属。反应