高考化学硅及其化合物推断题的综合热点考点难点及答案(1)

高考化学硅及其化合物推断题的综合热点考点难点及答案(1)
一、硅及其化合物
1．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Mg2Z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 SiO2+Mg O2↑+Mg2Si Mg2Si+4HCl=2MgCl2+SiH4非极性
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SiH4，加热SiH4分解得到Si与氢气。

（1）能与SiO2发生化学反应的酸是氢氟酸；由SiO2制备Mg2Si的化学方程式为：
SiO2+4Mg2MgO+Mg2Si。

（2）由Mg2Z生成Y的化学反应方程式为：Mg2Si+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。

2．在如图所示的物质相互转化关系中，A是一种固体单质，E是一种白色不溶于水的物质。

据此填空。

（1）写出各物质的化学式：
A．________、B________、C________、
D．________、E________、F________。

（2）B与a溶液反应的离子方程式是_________。

（3）A与a溶液反应的离子方程式是__________。

【答案】Si SiO2 Na2SiO3 H2O H2SiO3 H2 SiO2＋2OH－=SiO32-＋H2O Si＋2OH－＋
H2O=SiO32-＋2H2↑
【分析】
C中加入过量HCl产生不溶于盐酸的白色沉淀，推知E可能是硅酸，A可能是Si，代入题目验证，a溶液是强碱（如NaOH）溶液或HF溶液，而Si和SiO2与NaOH溶液反应均生成Na2SiO3．Na2SiO3与过量盐酸反应生成NaCl和H2SiO3白色沉淀：H2SiO3SiO2+H2O，与题意相符．Si和SiO2与HF溶液反应均生成SiF4，SiF4与盐酸不反应．因此A是Si，B是SiO2，C是Na2SiO3（或K2SiO3），D是H2O，E是H2SiO3，F是H2，a是NaOH（或KOH），据此回答问题。

【详解】
（1）由以上分析可知A是Si，B是SiO2，C是Na2SiO3，D是H2O，E是H2SiO3，F是H2；答案：Si；SiO2；Na2SiO3；H2O；H2SiO3；H2；
（2）B和a溶液反应是二氧化硅和氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和水，反应的离子方程式为SiO2+2OH-=SiO32-+H2O；
答案：SiO2+2OH-=SiO32-+H2O
（3）A和a溶液反应是硅和氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和氢气，反应的离子方程式为Si+2OH-+H2O=SiO32+2H2↑；
答案：Si+2OH-+H2O=SiO32+2H2↑
3．已知A是一种装饰品的主要成分，是地壳中含量最高的两种元素形成的化合物。

根据下图转化关系，回答下列问题。

(1)A的用途：________(任写一种)，B是________，D是________。

(2)写出下列反应的化学方程式：①______________。

(3)写出下列反应的离子方程式：②____________，③_______，⑤____________。

【答案】制光导纤维 Na2SiO3 H2SiO3 Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑ CO2＋H2O＋SiO32—=CO32—＋H2SiO3↓(或2CO2＋2H2O＋SiO32—=2HCO3—＋H2SiO3↓) SiO2＋2OH－=SiO32—＋H2O SiO32—＋2H＋=H2SiO3↓
【解析】
【分析】
由A是一种装饰品的主要成分，是地壳中含量最高的两种元素形成的化合物可知A是二氧化硅；高温下，二氧化硅与纯碱反应生成硅酸钠和二氧化碳，硅酸钠溶于水与二氧化碳反应生成硅酸沉淀，则D是硅酸；二氧化硅与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和水，则B是硅酸钠，C是二氧化碳；硅酸钠溶液与盐酸反应生成硅酸沉淀。

（1）A是二氧化硅，二氧化硅是光导纤维的主要成分，是制普通玻璃的原料，B是硅酸钠，D是硅酸，故答案为：制光导纤维；Na2SiO3；H2SiO3；
（2）反应①是高温下，二氧化硅与纯碱反应生成硅酸钠和二氧化碳，反应的化学方程式为Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑，故答案为：Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑；（3）反应②是硅酸钠溶于水与二氧化碳反应生成硅酸沉淀和碳酸钠或碳酸氢钠，反应的离子方程式为CO2＋H2O＋SiO32—=CO32—＋H2SiO3↓(或2CO2＋2H2O＋SiO32—=2HCO3—＋
H2SiO3↓)，反应③是二氧化硅与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和水，反应的离子方程式为SiO2＋2OH－=SiO32—＋H2O；反应⑤是硅酸钠溶液与盐酸反应生成硅酸沉淀和氯化钠，反应的离子方程式为SiO32—＋2H＋=H2SiO3↓，故答案为：CO2＋H2O＋SiO32—=CO32—＋H2SiO3↓(或2CO2＋2H2O＋SiO32—=2HCO3—＋H2SiO3↓)；SiO2＋2OH－=SiO32—＋H2O；SiO32—＋2H＋
=H2SiO3↓。

【点睛】
由A是地壳中含量最高的两种元素形成的化合物确定A为二氧化硅是推断的突破口。

4．奥运五环“象征五大洲的团结，全世界的运动员以公正、坦率的比赛和友好的精神，在奥运会上相见”。

下图所示五元环代表A、B、C、D、E五种化合物，圆圈交叉部分指两种化合物含有一种相同元素；五种化合物由四种短周期元素形成，每种化合物仅含有两种元素。

A是工业制取硝酸的主要原料之一；B、E分子中所含电子数都为18，B不稳定，具有较强的氧化性，E是由六个原子构成的分子，可作火箭燃料；C是工业制光导纤维的主要原料；D中所含的两种元素的原子个数之比为3∶4。

根据以上信息回答下列问题：
(1)A用于工业制取硝酸所发生反应的化学方程式_______________________。

(2)D的化学式是_______，E分子中含有_________键和______________键。

(3)B的水溶液呈弱酸性，其电离方程式可表示为____________，B在实验室中可以用于制取某种常见气体，其反应的化学方程式为______________________。

(4)B与E反应可生成单质G和一种常见的液体H，其反应的化学方程式为____________。

(5)用化学方程式表示C的另一种用途___________________。

【答案】4NH 3+5O24NO+6H2O Si3N4极性非极性 H2O2HO2-+H+
2H2O22H2O+O2↑ 2H2O2+N2H4=N2↑+4H2O SiO2+2C Si+2CO↑
【解析】
【分析】
A是工业制取硝酸的主要原料之一，则A是NH3；B、E分子中所含电子数都为18，B不稳定，具有较强的氧化性，则B是H2O2；E是由六个原子构成的分子，可作火箭燃料，则E 为N2H4；C是工业制光导纤维的主要原料，C是SiO2；D中所含的两种元素的原子个数之
比为3∶4，则根据元素的组成及圆圈交叉部分指两种化合物含有一种相同元素，结合D 中元素原子个数关系，可推知D 是Si 3N 4，然后对问题分析、解答。

【详解】
根据上述分析可知A 是是NH 3，B 是H 2O 2，C 是SiO 2，D 是Si 3N 4，E 为N 2H 4。

(1)在工业上用氨的催化氧化法制取硝酸，反应的化学方程式为：
4NH 3+5O 24NO+6H 2O ；
(2) D 的化学式是Si 3N 4，E 是N 2H 4，在该物质的分子中含有N-H 极性共价键和N-N 非极性共价键，但该物质分子空间排列不对称，因此物质分子属于极性分子；
(3)B 是H 2O 2，该物质分子能够在水中微弱电离，存在电离平衡，主要是第一步的电离，电离方程式为：H 2O 2HO 2-+H +；在实验室中通常是用H 2O 2为原料，加入少量MnO 2作催
化剂制取O 2，反应的化学方程式为：2H 2O 2
2H 2O+O 2↑； (4) H 2O 2与N 2H 4会发生反应，产生N 2、H 2O ，根据电子守恒、原子守恒，可得该反应的化学方程式为：2H 2O 2+N 2H 4=N 2↑+4H 2O ；
(5) C 是SiO 2，可以与焦炭在高温下发生反应，制取Si 单质，反应的化学方程式为：SiO 2+2C Si+2CO ↑。

由于光线在SiO 2中会全反射，因此也可用作制光导纤维的原料。

5．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】4NH 3+5O 2 催化剂 4NO+6H 2O AlO 2-+2H 2O +CO 2= Al(OH)3↓+HCO 3- Si+2NaOH +H 2O =Na 2SiO 3+2H 2↑ Cu +2Fe 3+= Cu 2+ + 2Fe 2+
【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4NH 3+5O 2 催化剂 4NO+6H 2O ；
（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AlO 2-+ 2H 2O +CO 2= Al(OH)3↓+HCO 3-；
（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 +H 2O =
Na 2SiO 3+2H 2↑；
（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 +2Fe 3+= Cu 2+ + 2Fe 2+。

6．铁橄榄石是天然的铁矿石，可以通过如下反应和相应的数据推知它的化学式。

其中A~J 是中学化学中的常见物质，G 是一种红褐色固体，D 是一种难溶于水的含氧酸，J 是一种主要的温室气体，A 的焰色反应呈黄色，E 和B 分别与酸化的硝酸银溶液反应时的实验现象相同，均有白色沉淀产生。

由实验测得铁橄榄石的摩尔质量为204g ·mol －
1，其中铁元素的质量分数为54.9%，流程中的部分生成物已略去。

回答下列问题：
（1）A 的电子式_____________。

（2）铁橄榄石的化学式_____________。

（3）写出C →F 的离子方程式_____________。

（4）写出H →G 的化学方程式_____________。

【答案】
Fe 2SiO 4或2FeO•SiO 2 2Fe 2++Cl 2=2Fe 3++2Cl - 4Fe(OH)2+O 2+2H 2O=4Fe(OH)3
【解析】
其中A~J 是中学化学中的常见物质，G 是一种红褐色固体，G 为Fe(OH)3，则H 为Fe(OH)2，C 为液体盐；D 是一种难溶于水的含氧酸，D 为H 2SiO 3，J 是一种主要的温室气体，J 为CO 2，则I 为硅酸盐，A 的焰色反应呈黄色，A 含有钠元素，因此I 为Na 2SiO 3，则A 为NaOH ；E 和B 分别与酸化的硝酸银溶液反应时的实验现象相同，均有白色沉淀产生，则EB 中均含有氯离子，根
据流程图，B为HCl，C为FeCl2，则E为Cl2，根据上述分析，铁橄榄石中含有铁、硅元素，则铁橄榄石为含亚铁离子的硅酸盐，根据摩尔质量为204g ·mol－
1，其中铁元素的质量分数为54.9%，则1mol铁橄榄石含有2molFe，结合摩尔质量，铁橄榄石的化学式为Fe2SiO4。

(1)A为NaOH，A的电子式为，故答案为：；
(2)根据上述分析，铁橄榄石的化学式为Fe2SiO4，故答案为：Fe2SiO4；
(3)C→F是亚铁离子被氯气氧化的反应，离子方程式为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
，故答案为：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-；
(4)H→G是氢氧化亚铁被氧化的反应，化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，故答案为：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。

7．某氧化铝样品中含有氧化铁和二氧化硅(一种酸性氧化物)杂质，现欲制取纯净的氧化铝，某同学设计如下的实验方案。

回答下列问题：
(1)在操作①中要用到的玻璃仪器有_____________________________________________;
(2)沉淀C的化学式是_____________。

滤液B中含有的溶质有__________(写化学式)；
(3)步骤③的离子方程式为_____________________________________。

【答案】烧杯、漏斗、玻璃棒 SiO2 NaAlO2、NaCl、NaOH AlO2-+CO2+2H2O=HCO3-
+Al(OH)3↓
【解析】
【分析】
氧化铝样品中含有氧化铁和二氧化硅，加入过量盐酸氧化铝、氧化铁溶解生成氯化铝、氯化铁溶液，过滤得到沉淀C为二氧化硅，滤液为氯化铁溶液和氯化铜溶液，加入过量氢氧化钠溶液生成氢氧化铁沉淀和偏铝酸钠溶液，过滤得到沉淀D为Fe(OH)3，滤液为NaAlO2，通入过量二氧化碳气体反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠，过滤得到氢氧化铝沉淀，加热分解生成氧化铝。

【详解】
(1)步骤①为过滤，用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒；
(2)沉淀C为不溶于盐酸的二氧化硅；氧化铝与过量盐酸反应生成氯化铝，氧化铁和盐酸反应生成氯化铁，滤液A中为氯化铝、氯化铁、盐酸，滤液A中加入过量NaOH，氯化铝与碱反应生成偏铝酸钠和氯化钠，氯化铁与碱反应生成氢氧化铁沉淀和氯化钠，盐酸与碱反应生成氯化钠，则滤液B中有NaAlO2、NaCl、NaOH；
(3)步骤③为二氧化碳和偏铝酸钠溶液的反应，离子方程式为：AlO2-+CO2+2H2O=HCO3-
+Al(OH)3↓。

8．已知：Pb 的化合价只有＋2、＋4，且＋4价的Pb 具有强氧化性，常温下能氧化浓HCl 生成Cl 2；PbO 2不稳定，随温度升高按下列顺序逐步分解：PbO 2→Pb 2O 3→Pb 3O 4→PbO 。

现将a mol PbO 2加热分解，收集产生的O 2；加热反应后所得固体中，Pb 2＋占Pb 元素的物
质的量分数为x ；向加热后所得固体中加入足量的浓盐酸，收集产生的Cl 2。

两步反应中收集的O 2和Cl 2的物质的量之和为y mol 。

（1）若Fe 3O 4可表示为FeO·
Fe 2O 3，则Pb 3O 4可表示为_____________________________ （2）试写出Pb 2O 3与浓盐酸反应的化学方程式____________________________________ （3）通过计算确定y 与a 、x 的函数关系式____________________________。

【答案】2PbO·
PbO 2 Pb 2O 3+6HCl=2 Pb Cl 2+Cl 2+3H 2O y=a （1-2x ）
【解析】
【详解】
（1）Pb 在化合物里显+2价或+4价，根据化合价代数和为零的原则写出Pb 的两种氧化物形式为：PbO 和PbO 2，那么Pb 2O 3的氧化物的表示形式可以写成PbO•PbO 2； （2）Pb 2O 3中Pb 的化合价只有+2、+4，再根据化合价代数和等于零，求得Pb 的总化合价为+3价，即可确定Pb 2O 3中有一个+4价、有一个+2价，且+4价的Pb 具有强氧化性，能氧化浓盐酸生成Cl 2，本身被还原成+2价Pb ，生成PbCl 2，根据元素守恒得反应物与生成物：Pb 2O 3+HCl （浓）=PbCl 2+Cl 2↑+H 2O ，根据化合价升降法配平该氧化还原反应，Pb 2O 3中一个+4价的Pb 降低到+2价，降低2价；HCl （浓）中-1价的Cl 上升到0价生成Cl 2，上升1价*2，所以Pb 2O 3和Cl 2前面的计量数都为1，根据原子守恒配平其它物质前计量数，得各物质前计量数为1、6、2、1、3，故方程式为Pb 2O 3+6HCl （浓）=2PbCl 2+Cl 2↑+3H 2O ； （3）根据题意：a molPbO 2分解所得混合物中n （Pb 2+）=axmol 、n （Pb 4+）=（a-ax ）mol.在反应过程中a molPbO 2中+4价的Pb 具有强氧化性作氧化剂，+4价的Pb 最终全部降低为+2价，根据得失电子守恒：先加热分解生成O 2，得n （O 2）═2ax/4="ax/2" mol ；后再与足量的浓盐酸反应生成Cl 2，得n （Cl 2）═（a-ax ）mol*2/2=（a-ax ）mol ，则 y ═n （O 2）+n （Cl 2）═ax 2 mol+（a-ax ）mol= a （1-2
x ）mol 。

9．实验对认识和研究物质性质有重要作用，回答下列相应问题。

（一）为证明Na 2SiO 3具有防火性能，同时做以下两个实验。

实验①：取一小木条，放入蒸馏水中，使之充分吸湿、浸透，取出稍沥干（不再滴液）后，放置在酒精灯外焰处。

实验②：另取一个相同的小木条，放入Na 2SiO 3饱和溶液中，之后重复实验①的操作。

（1）设计实验①的目的是________________________。

（二）性质实验中反应原理常用化学方程式表示。

请用化学方程式各举一例，说明下列物质所具有的性质。

（2）SO 2具有还原性_________________________。

（3）SO2具有酸性氧化物共同的性质_______________。

（4）浓硫酸具有强氧化性_____________________。

【答案】与实验②作对照，证明起防火作用的是Na2SiO3而不是水 2SO2+O22SO3
SO2+2NaOH = Na2SO3 + H2O Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+ SO2↑+2H2O
【解析】
【分析】
【详解】
（一）（1）实验①与实验②比较，实验②在蒸馏水的基础上增加了可溶于水的硅酸钠，从而探究防火的原因，则设计实验①的目的是与实验②作对照，证明起防火作用的是Na2SiO3而不是水；
（二）（2）SO2与强氧化剂作用，能体现其具有还原性，如：2SO2+O22SO3；
（3）SO2能与碱溶液作用生成盐和水，说明其是酸性氧化物，发生反应的化学方程式为SO2+2NaOH = Na2SO3 + H2O；
（4）浓硫酸具有强氧化性，能氧化活泼性较弱的金属，如Cu，发生反应的化学方程式为Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+ SO2↑+2H2O。

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①、⑤均用盐酸，D物质是红褐色。

则：
写出反应③的化学方程式。

B溶液中加入NaOH溶液的现象是，沉淀颜色发生变化对应的化学方程式是。

C的溶液用于蚀刻印刷铜电路板（铜质），写该反应的离子方程式。

（3）若D物质是常见的两性氢氧化物，反应②③⑤均要用强碱溶液，反应④是通入过量的CO2。

则：反应②的离子方程式为。

反应④的离子方程式
为。

【答案】(1)Si＋2NaOH+ H2O===Na2SiO3＋2H2↑；SiO2＋2OH－===SiO32-＋H2O；
（2）2FeCl2+ Cl2===2FeCl3生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最终变成红褐色
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O==4Fe(OH)3 Cu+2Fe3+==2Fe2++ Cu2+
（3）2Al＋2OH－＋2H2O＝2AlO2-＋3H2↑；AlO2-+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+ HCO3-
【解析】
试题分析：(1)若A为太阳能转化为电能的材料，则为硅，C的水溶液为水玻璃，则为硅酸
钠，D为硅酸，所以B为二氧化硅。

反应②为硅盒氢氧化钠反应生成硅酸钠和氢气，方程式为 Si＋2NaOH+ H2O===Na2SiO3＋2H2↑；反应③为二氧化硅和氢氧化钠反应生成硅酸钠和水，离子方程式为：SiO2＋2OH－===SiO32-＋H2O；（2）若A是应用最广泛的金属，则为铁，①是用盐酸，则B为氯化亚铁，D为红褐色，则为氢氧化铁，则C为氯化铁。

反应③为氯化亚铁和氯气反应生成氯化铁，方程式为：2FeCl2+ Cl2===2FeCl3；氢氧化亚铁中加入氢氧化钠反应生成氢氧化亚铁白色沉淀，现象为生成白色沉淀，氢氧化亚铁容易被氧气氧化生成氢氧化铁，现象为迅速变成灰绿色，最终变成红褐色，反应的方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O==4Fe(OH)3；氯化铁和铜反应生成氯化亚铁盒氯化铜，离子方程式为：
Cu+2Fe3+==2Fe2++ Cu2+。

（3）若D为常见的两性氢氧化物，则为氢氧化铝，反应②③⑤都是强碱容易，则A为铝，B、铝离子的容易，C为偏铝酸钠，反应②为铝盒氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气，离子方程式为 2Al＋2OH－＋2H2O＝2AlO2-＋3H2↑。

反应④为偏铝酸钠溶液中通入过量的二氧化碳，反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠，离子方程式为：AlO2-+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+ HCO3-。

考点：无机推断。