备战高考化学与硅及其化合物推断题有关的压轴题含答案(1)

备战高考化学与硅及其化合物推断题有关的压轴题含答案(1)
一、硅及其化合物
1．已知A，B，C，D均含有同一种元素，A为单质，根据下图所示的物质之间的转化关系，回答下列有关问题。

①写出A、B、C、D各物质的名称：A________，B________，C________，D_______；
②写出A→D的化学方程式：_______________。

③写出下列变化的离子方程式：
B→C______________________________；
D→B______________________________。

【答案】硅硅酸钠硅酸二氧化硅 Si+O2SiO2 SiO32-+CO2+H2O=H2SiO3↓+CO32-SiO2+2OH-=SiO32-+H2O
【解析】
【分析】
A是单质，A可以与NaOH溶液反应，A与O2在高温下反应产生的氧化物可以与碳在高温下反应产生A单质，可知A为Si单质；Si与氧气反应生成的D为SiO2；Si与NaOH反应生成B为硅酸钠，硅酸钠与二氧化碳反应生成的C为H2SiO3，硅酸受热分解得D为SiO2，SiO2与NaOH反应生成硅酸钠，符合各物质转化关系，据此答题。

【详解】
综上所述可知可知A为硅，B为硅酸钠，C为硅酸，D为二氧化硅。

①根据上面的分析可知，A为硅，B为硅酸钠，C为硅酸，D为二氧化硅；
②A为Si，D为二氧化硅，硅与氧气在高温下反应生成SiO2，该反应的化学方程式为：
Si+O2SiO2；
③B是Na2SiO3，C是H2SiO3，向Na2SiO3水溶液中通入CO2气体，会发生反应产生硅酸和碳酸钠，反应的离子方程式为：SiO32-+CO2+H2O=H2SiO3↓+CO32-；
D是SiO2，B是Na2SiO3，SiO2与NaOH溶液反应产生硅酸钠和水，反应的离子方程式为：SiO2+2OH-=SiO32-+H2O。

【点睛】
本题考查无机物推断的知识，明确硅和二氧化硅的性质为解答关键，注意掌握常见元素化合物性质，试题有利于提高学生的分析能力及逻辑推理能力。

2．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 H2 CuO 2Mg+CO22MgO+C SiO2+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+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+2C Si+2CO。

3．已知A、B、C、D组成的元素都属于短周期，它们之间的简单转化关系如图所示。

请按要求写出有关反应的化学方程式：
(1)若其中A、D为单质且同主族，B、C为氧化物： (该反应在工业上有重要用
途) 。

(2)若A、D为常态下的气体单质且不同主族，B、C为化合物且B为水：。

(3)若A、B、C均为化合物且C为水，单质D常态下为固体：。

(4) 若A、D为固体单质且不同主族，B、C为氧化物：。

【答案】（共8分）
(1) 2C+SiO2Si+2CO↑
(2)2F2＋2H2O===4HF＋O2
(3)SO2＋2H2S===3S＋2H2O
(4) 2Mg+CO22MgO+C。

【解析】
【分析】
（1）A、D为单质且同主族，B、C为氧化物，A为C，B为SiO2，符合转化关系，D为Si，C为CO；
（2）A、D为常态下的气体单质且不同主族，B、C为化合物且B为水，A为F2，C为HF，D 为O2，符合转化关系；
（3）A、B、C均为化合物且C为水，单质D常态下为固体，H2S与SO2反应符合转化关系，D为硫；
（4）A、D为固体单质且不同主族，B、C为氧化物，Mg与CO2反应符合转化关系，A为Mg，B为CO2，C为MgO，D为C单质。

【详解】
（1）A、D为单质且同主族，B、C为氧化物，A为C，B为SiO2，符合转化关系，反应方程式为：2C+SiO2Si+2CO↑；
综上所述，本题正确答案：2C+SiO2Si+2CO↑；
（2）A、D为常态下的气体单质且不同主族，B、C为化合物且B为水，A为F2，C为HF，D 为O2，符合转化关系，反应方程式为：2F2+2H2O═4HF+O2；
综上所述，本题正确答案：2F2+2H2O═4HF+O2；
（3）A、B、C均为化合物且C为水，单质D常态下为固体，H2S与SO2反应符合转化关系，反应方程式为：SO2+2H2S═3S+2H2O；
综上所述，本题正确答案：SO2+2H2S═3S+2H2O；
（4）A、D为固体单质且不同主族，B、C为氧化物，Mg与CO2反应符合转化关系，反应方程式为：2Mg+CO22MgO+C；
综上所述，本题正确答案： 2Mg+CO22MgO+C。

4．请回答：
已知：甲+X→乙+Y
（1）若甲、乙、X均是化合物，Y是单质，则Y可能是___。

（填化学式，下同）
（2）若酸性X＞Y，且甲过量，Y是白色浑浊，则Y是__________，乙是__________。

（3）若甲、乙是金属单质，X为固体，则反应的化学方程式是_______________。

（4）甲、乙是同主族非金属元素组成的单质，乙通常状况下是深红棕色液体。

X、Y是化
合物。

X 溶液呈淡绿色，Y 的溶液能使KSCN 溶液变红。

①将Y 的饱和溶液滴入沸水中，继续加热可得红褐色液体丙，证明丙的操作、现象及结论是___________________________________________________。

②单质甲、乙和Y 溶液中的阳离子氧化性由强到弱的顺序为：______。

（用化学式表示） ③当X 与甲1:1充分反应的离子方程式：_________________________。

【答案】O 2（S 、N 2等） H 2SiO 3 NaCl 23232Al+Fe O Al O +2Fe −−−→高温 一束光照射M
液体，在M 中与光束垂直方向能看到一条光亮通路，证明M 是胶体 Cl 2＞Br 2＞Fe 3+ 2Fe 2++2Br -+2Cl 2=2Fe 3++Br 2+4Cl -
【解析】
【分析】
本题主要考察常见化学物质的化学性质。

【详解】
（1）根据题意得：化合物+化合物=化合物+单质，则已学反应有：
2Na 2O 2+2H 2O=4NaOH+O 2↑，2Na 2O 2+2CO 2=2Na 2CO 3+O 2，H 2S+SO 2=H 2O+S↓，
3224NH +6NO 6H O+5N Δ催化剂
等，则Y 可能是O 2、S 、N 2；
（2）酸性X ＞Y ，则该反应是强酸制弱酸的反应，弱酸中只有H 2SiO 3是白色沉淀，所以Y 是H 2SiO 3，X 可以是HCl ，甲可以是Na 2SiO 3，则乙是NaCl ；
（3）该化学方程式可以表示为：金属+固体化合物=金属+化合物，则已学反应中有：
23232Al+Fe O Al O +2Fe −−−→高温；
（4）单质乙通常状况下是深红棕色液体，则乙为Br 2；X 溶液呈浅绿色，则X 溶液含Fe 2+；Y 溶液能使KSCN 溶液变红，则Y 溶液含有Fe 3+；
①将含Fe 3+的饱和溶液中滴入沸水中，继续加热可得液体丙Fe(OH)3胶体，胶体具有丁达尔小莹，可用一束光照射丙液体，在该液体中与光束垂直方向能看到一条光亮通路，证明丙是胶体；
②由于甲+X→乙+Y ，乙为Br 2，甲含有Fe 2+，乙含有Fe 3+，则甲为FeBr 2，X 为Cl 2，Y 为FeCl 3，则氧化性强弱为Cl 2＞Br 2＞Fe 3+；
③X 与甲1:1充分反应的离子方程式：2Fe 2++2Br -+2Cl 2=2Fe 3++Br 2+4Cl -
5．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 SiCl4 H2SiO3(或H4SiO4) 3Si（NH2）4=Si3N4+8NH3 SiO2+2OH-==SiO32-+H2O 或 SiO2+4OH-==SiO44-+2H2O Si3N4+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↑。

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：
⑴若D是单质，且与A属于同一主族，则：
①反应的化学方程式是____________________________________。

②D的原子结构示意图是_________。

③D单质的一种重要用途是____________________。

⑵若B为黄色固体，D为固体化合物，则
①该反应的化学方程式是_________________________。

②生产该工业品的工厂应建在离_______________较近的地方。

③实验室检验C的方法是___________________________。

⑶若B是一种有刺激性气味的气体，则
①B的分子形状是_____________。

②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
__________。

③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+SiO2Si+2CO↑制半导体材料
4FeS2+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+SiO22CO+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)①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，B是FeS2，C是SO2，因此化学方程式为
4FeS2+11O22Fe2O3+SO2；
②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；
③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)①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NH3，C是NO．氨气分子是三角锥形；
②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；
③NO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
3。

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+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。

8．中国传统文化是人类文明的瑰宝，古代文献中记载了大量古代化学的研究成果。

回答下面问题：
(1)我国最原始的陶瓷约出现在距今12000年前，制作瓷器所用的原料是高岭士，其晶体化学式是Al4[Si4O10](OH)8，用氧化物表示其组成为______________。

(2)《本草纲目》中记载：“(火药)乃焰消( KNO3)、硫磺、杉木炭所合，以为烽燧铳机诸药者。

”反应原理为：S+2KNO3+3C K2S+N2↑+3CO2↑，该反应的氧化剂是_________ ，反应转移4mol电子时，被S氧化的C有____________mol。

(3)我国古代中药学著作《新修本草》记载的药物有844种，其中有关“青矾”的描述为：“本来绿色，新出窟未见风者，正如瑁璃…烧之赤色…。

”我国早期科技丛书《物理小适-金石类》记载有加热青矾时的景象：“青矾厂气熏人，衣服当之易烂，载木不盛。

”青矾就是绿矾( FeSO4·7H2O)。

根据以上信息，写出“青矾”受热分解的化学方程式
_____________________________________________________。

【答案】Al2O3·2SiO2·2H2O S，KNO3 1/6或0.17或0.167
2FeSO4·7H2O Fe2O3+SO3↑+SO2↑+14H2O
【解析】
【分析】
(1)化学式改写成相应的氧化物的形式，按照活泼金属氧化物•较活泼金属氧化物•SiO2•H2O 的顺序来书写，并要遵守原子守恒来分析解答；
(2)反应过程中，元素化合价升高的失电子做还原剂发生氧化反应，元素化合价降低的做氧化剂发生还原反应，反应中得电子数等于失电子数来分析计算；
(3)本来绿色，新出窟未见风者，正如瑁璃…烧之赤色，青矾厂气熏人，衣服当之易烂，载木不盛。

”青矾就是绿矾( FeSO4•7H2O)，说明分解生成了二氧化硫、三氧化硫、氧化铁和水。

【详解】
(1)铝的氧化物为Al2O3，硅的氧化物为SiO2，氢的氧化物为H2O，则根据活泼金属氧化物•较活泼金属氧化物•SiO2•H2O得顺序可知Al4[Si4O10](OH)8可改成：2Al2O3•4SiO2•4H2O；
(2)S+2KNO 3+3C K 2S+N 2↑+3CO 2↑，反应中硫元素化合价0价降低为-2价，氮元素化合价+5价降低为0价，反应中做氧化剂的是S 、KNO 3，电子守恒计算，碳元素化合价0价升高为+4价，电子守恒分析电子转移总数12e -，其中硫得到电子2e -，氮元素得到电子10e -，电子转移总数12e -时，被硫氧化的碳0.5mol ，反应转移4mol 电子时，被S 氧化的C 有40.512 mol=16
mol ； (3)本来绿色，新出窟未见风者，正如瑁璃…烧之赤色，青矾厂气熏人，衣服当之易烂，载木不盛。

”青矾就是绿矾( FeSO 4•7H 2O)，说明分解生成了二氧化硫、三氧化硫、氧化铁和水，分解的化学方程式：2FeSO 4•7H 2O Fe 2O 3+SO 3↑+SO 2↑+14H 2O 。

9．化学与人类社会可持续发展密切相关，能源、环境、材料以及日常生活等都离不开化学。

(1)硅是无机非金属材料的主角。

请你举出两种含硅的材料名称________；铝制品表面因有一层氧化铝薄膜而经久耐用，但该氧化膜易被酸、碱破坏。

若将氧化铝与氢氧化钠溶液作用，反应的离子方程式为________________________________________。

(2)氯气用于漂白时，实际上起漂白作用的物质不是Cl 2而是它和水反应生成的
________(写化学式)。

缺铁性贫血患者补充的铁，通常以硫酸亚铁的形式，而硫酸铁则没有这种药效。

当用硫酸亚铁制成药片时外表要包有一层特殊的糖衣，这层糖衣的作用是_______________________________________。

(3)从降低成本和减少环境污染的角度考虑，制取硫酸铜最好的方法是________(填选项字母)。

A ．铜和浓硫酸反应
B ．铜和稀硫酸反应
C ．氧化铜和硫酸反应
D ．铜与Fe 2(SO 4)3溶液反应
【答案】 玻璃、水泥、陶瓷、光导纤维等 Al 2O 3＋2OH －===2AlO 2-＋H 2O HClO 防止Fe 2＋被氧化 C
【解析】(1) 含硅的材料有玻璃、水泥、陶瓷和光导纤维等；氧化铝为两性氧化物，能与碱反应，其反应的离子方程式为：Al 2O 3＋2OH －===2AlO 2-＋H 2O 。

(2)Cl 2与水反应生成的HClO 具有强氧化性，具有漂白性，因此实际起漂白作用的物质是HClO ；Fe 2+容易被氧化，因此用硫酸亚铁制成药片时外表要包有一层特殊的糖衣，防止Fe 2+被氧化而使药品失效。

(3) 铜和浓硫酸反应会生成具有污染性的气体SO 2，同时生成1molCuSO 4消耗2molH 2SO 4，成本较高，A 错误；铜和稀硫酸不反应，B 错误；氧化铜和稀硫酸反应的产物无污染性，且生成1molCuSO 4只需要消耗1molH 2SO 4，C 正确；铜与Fe 2(SO 4)3溶液反应生成的CuSO 4中混有FeSO 4，增加分离的成本，D 错误，故制取硫酸铜最好的方法是氧化铜和硫酸反应，答案选C 。

10．将过量的CO 2分别通入①CaCl 2溶液；②Na 2SiO 3溶液；③NaAlO 2溶液；④饱和Na 2CO 3溶液；⑤Ca(OH)2溶液⑥Ca(ClO)2溶液。

最终溶液中有沉淀或晶体析出的是（ ） A ．①②③④ B ．②③④ C ．②③④⑥ D ．①②④
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
①CaCl2溶液与二氧化碳不反应，故①不会产生沉淀；②硅酸钠溶液通二氧化碳发生反应：Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3硅酸是一种白色沉淀，故②产生白色沉淀；③NaAlO2溶液通入过量的二氧化碳，由于碳酸酸性比氢氧化铝强，所以生成氢氧化铝白色沉淀和碳酸氢钠，2H2O+NaAlO2+CO2=Al(OH)3↓+NaHCO3，故③产生白色沉淀；④饱和Na2CO3溶液通入足量的二氧化碳，由Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3可知，此反应消耗水，且Na2CO3转化为NaHCO3后溶质质量增加，又因NaHCO3溶解度较小，所以会有晶体析出，故④会产生沉淀，⑤Ca(OH)2通入过量的二氧化碳，发生的反应为：2CO2+Ca(OH)2=Ca(HCO3)2，不会产生沉淀，故⑤不会产生沉淀；⑥Ca(ClO)2溶液，因为酸性H2CO3>HClO，发生反应：Ca(ClO)2+ 2CO2＋2H2O=Ca(HCO3)2+2HClO，由于Ca(HCO3)2是可溶性物质，因此⑥不会形成沉淀；
故选B。