备战高考化学知识点过关培优 易错 难题训练∶硅及其化合物推断题及答案

备战高考化学知识点过关培优易错难题训练∶硅及其化合物推断题及答案
一、硅及其化合物
1．在下列物质的转化关系中，A是一种固体物质，E是一种白色沉淀，据此填写下列空白：
(1)B的化学式是________，B在固态时属于________晶体，1mol 含有的共价键数目是
______N A。

(2)E的化学式是_________。

(3)B和a溶液反应的离子方程式是_______________________________
(4)A和a溶液反应的化学方程式是___________________________________
【答案】SiO2原子4H2SiO3SiO2＋2OH－＝SiO32－＋H2O Si＋2NaOH＋H2O＝
Na2SiO3＋2H2↑
【解析】
【分析】
A是一种固体单质，与氧气反应得到B为氧化物，E是一种白色沉淀且不溶于盐酸，E加热分解得到B，所以E为H2SiO3，结合转化关系，可知A为Si，B为SiO2，a为强碱溶液，如NaOH溶液，G为Na2SiO3，D为H2O，F为H2。

【详解】
（1）由上述分析可知，B是SiO2，SiO2由硅原子和氧原子通过共用电子对形成空间网状结构，在固态时属于原子晶体，每个硅原子和四个氧原子形成四个共价键，1mol 含有的共价键数目是4N A。

故答案为：SiO2；原子；4；
（2）由上述分析可知，E为H2SiO3，故答案为：H2SiO3；
（3）二氧化硅与强碱溶液反应生成硅酸盐与水，反应的离子方程式为：SiO2+2OH－=SiO32－+H2O；
故答案为：SiO2+2OH－=SiO32－+H2O；
（4）Si与氢氧化钠反应生成硅酸钠与氢气，反应方程式为：
Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑，
故答案为：Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑。

【点睛】
本题考查无机物推断，B为氧化物、E为不溶于盐酸的白色沉淀为推断突破口，需要学生熟练掌握元素化合物性质。

2．某固体中可能含有Na+、K+、Al3+、Ba2+、SO42-、CO32-、SiO32-、等离子，将其配成 100mL 溶液。

学生研究性学习小组为了确认其成分，设计并完成了如图所示实验：
请回答下列问题：
(1)配制100mL 溶液需要使用容量瓶，该仪器使用前必须进行的一步操是______________；在“定容”操作中，当液面接近容量瓶刻度线1~2cm 处，改用__________________，再将容量瓶塞盖好，反复上下颠倒，摇匀。

(2)若出现如下情况，导致所配溶液浓度偏高的是_____________________
A．称量时砝码已经生锈；
B．溶解、转移溶液之后没有对烧杯和玻璃棒进行洗涤操作；
C．定容时俯视；
D．定容时，液面超过容量瓶颈上的刻度线，用胶头滴管将过量的液体吸出；
E.容量瓶不干燥，含有少量蒸馏水。

(3) 根据以上实验可得出：一定存在的离子是_________________，，一定不存在的离子是___________________。

(4) 加入稀盐酸，所发生的离子反应方程式为________________。

【答案】检查是否漏水改用胶头滴管滴加蒸馏水至溶液凹液面正好与刻度线相切 A、C CO32-、SiO32- SO42-、Al3+、Ba2+ CO32-+2H+=CO2↑+H2O；SiO32-+2H+=H2SiO3↓
【解析】
【分析】
向配制的溶液中加入稀盐酸后生成无色无味气体A、沉淀B，气体A为CO2，则原溶液中一定含有CO32-，结合离子共存可知一定不存在Al3+、Ba2+；生成的沉淀B为硅酸，则一定存在SiO32-；向滤液C中加入氯化钡溶液，无明显现象，说明溶液中不存在SO42-，据此结合溶液配制的方法解答；
第(2)题根据
n
c=
V
进行分析；
【详解】
(1)容量瓶使用前要检查是否漏水；当液面接近容量瓶刻度线1-2cm处，改用胶头滴管滴加质量数至液面凹液面恰好与刻度线相切，再将容量瓶塞盖好，反复上下颠倒，摇匀，故答案为：检查是否漏水；改用胶头滴管滴加质量数至液面凹液面恰好与刻度线相切；
(2)A.称量时砝码已经生锈会导致溶质的质量偏大，继而导致浓度偏大，故A正确；
B.溶解、转移溶液之后没有对烧杯和玻璃棒进行洗涤操作会导致溶质物质的量偏小，浓度偏小，故B错误；
C.定容时俯视会导致溶液体积偏小，溶液浓度偏大，故C正确；
D.定容时，液面超过容量瓶颈上的刻度线，用胶头滴管将过量的液体吸出会导致溶质的物质的量偏小，浓度偏小，故D错误；
E.容量瓶不干燥，含有少量蒸馏水对浓度没有影响，故E错误，
故答案为：AC；
(3)根据分析可知一定存在的离子为：CO32-、SiO32-；一定不存在的离子为：SO42-、Al3+、Ba2+，故答案为：CO32-、SiO32-；SO42-、Al3+、Ba2+；
(4)根据分析可知，加入稀盐酸后碳酸根和硅酸根和氢离子发生反应，故答案为：CO32-
+2H+=CO2↑+H2O；SiO32-+2H+=H2SiO3↓。

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)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↑+Cl2↑
2C+SiO22CO↑+Si 8NH3+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)X2H4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+SiO22CO↑+Si；
(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。

4．A、B、C、D、E代表单质或化合物，它们之间的相互转换关系如下图所示。

A为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质。

请填空：
(1)形成单质A的原子的结构示意图为______，它的最高化合价为______。

(2)B的化学式(分子式)为______，B和碳反应生成A和E的化学方程式是____________。

(3)C的化学式(分子式)为___________，D的化学式(分子式)为_____________。

【答案】 +4 SiO2 SiO2+2C Si+2CO↑ CaSiO3 Na2SiO3
【解析】
【分析】
A为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质，可确定A是Si单质，它可由SiO2和C在高温条件下反应制取，则B为SiO2，E为CO，C为CaSiO3，D为Na2SiO3，结合对应的物质的性质以及题目要求可解答该题。

【详解】
根据上述分析可知A是Si单质，B是SiO2，C为CaSiO3，D为Na2SiO3，E为CO。

(1)Si是14号元素，形成单质A的原子结构示意图为；Si原子最外层有4个电
子，由于原子最外层电子数等于该元素的最高正化合价，所以Si元素的最高正化合价为+4价；
(2)根据上述推断可知B为二氧化硅，B的化学式为SiO2；
二氧化硅和碳在高温下反应生成硅单质和一氧化碳，反应的化学方程式是：
SiO2+2C Si+2CO↑；
(3)C是硅酸钙，化学式为CaSiO3；D为硅酸钠，其化学式Na2SiO3。

【点睛】
本题考查无机物的推断的知识，侧重硅及其化合物转化的考查，把握地壳中元素的含量推断A为解答的突破口，注意性质与用途的关系。

5．已知A是灰黑色、有金属光泽的固体单质。

根据如图所示的物质之间的转化关系，回答下列有关问题。

(少量)
(1)写出A、B、C、D的化学式：A________，B________，C________，D________。

(2)写出D→A的化学方程式：___________________________________。

(3)写出B→C的离子方程式：___________________________________；
【答案】Si Na2SiO3 H2SiO3 SiO2 SiO2+2C Si+2CO↑ CO2+ SiO32- +H2O=H2SiO3↓+CO32-【解析】
【分析】
A是灰黑色、有金属光泽的固体单质，根据转化关系，A能与氢氧化钠反应，同时由D与碳高温条件下制得，可知A为Si，Si与氧气反应生成的D为SiO2；Si与NaOH溶液反应生成B为硅酸钠，硅酸钠与二氧化碳反应生成的C为H2SiO3，H2SiO3受热分解得D为
SiO2，SiO2与NaOH溶液反应生成Na2SiO3，据此答题。

【详解】
A是灰黑色、有金属光泽的固体单质，根据转化关系，A能与氢氧化钠反应，同时由D与碳高温条件下制得，可知A为Si，Si与氧气反应生成的D为SiO2；Si与NaOH溶液反应生成B为硅酸钠，硅酸钠与二氧化碳反应生成的C为H2SiO3，H2SiO3受热分解得D为
SiO2，SiO2与NaOH溶液反应生成Na2SiO3。

(1)根据上面的分析可知，A为Si，B为Na2SiO3，C为H2SiO3，D为SiO2；
(2)A为Si，D为SiO2，SiO2与碳单质在高温下反应生成单质Si，反应的化学方程式为
SiO2+2C Si+2CO↑；
(3)B Na2SiO3，C是H2SiO3，向硅酸钠溶液溶液中通入CO2气体，发生复分解反应生成硅酸，反应的离子方程式为：CO2+ SiO32- +H2O=H2SiO3↓+CO32-。

【点睛】
本题考查无机物推断，涉及硅和二氧化硅、硅酸盐的性质。

熟练掌握元素化合物性质与转化为解答关键，试题有利于提高学生的分析能力及逻辑推理能力。

6．设计如下实验探究橄榄石（仅含三种短周期元素）的组成和性质。

（1）橄榄石的组成元素是O和____、____（填元素符号），化学式为__________。

（2）写出白色粉末A的一种用途：__________________________。

（3）白色粉末A溶于NaOH溶液的离子方程式是 _________________________________。

【答案】Mg Si 2MgO·SiO2光导纤维等合理即可 SiO2+2OH-=SiO32-+H2O
【解析】
【分析】
【详解】
橄榄石与盐酸反应后生成了白色胶状沉淀，推知该胶状沉淀为硅酸，灼烧后生成二氧化
硅，质量为1.8g，则物质的量为
1.8g
0.03mol
60g/mol
=，二氧化硅能溶于NaOH溶液生成
Na2SiO3，橄榄石与过量盐酸反应后的无色溶液，与过量的NaOH溶液反应后，生成白色沉
淀，该沉淀应是Mg(OH)2，质量为3.48g，则物质的量为
3.48g
0.06mol
58g/mol
=，因此该化
合物中，硅元素与镁元素的物质的量之比为1：2，因此橄榄石的化学式为：2MgO·SiO2；（1）根据以上分析可知，橄榄石的组成元素是O和Mg、Si，化学式为2MgO·SiO2，本题答案为：Mg；Si；2MgO·SiO2；
（2）白色粉末为二氧化硅，用途有：制造玻璃、石英玻璃、水玻璃、光导纤维、电子工业的重要部件、光学仪器、工艺品和耐火材料的原料，本题答案为：光导纤维等；
（3）白色粉未为二氧化硅，与NaOH溶液反应的离子方程式为：SiO2+2OH-=SiO32-+H2O，本题答案为：SiO2+2OH-=SiO32-+H2O。

7．已知A是灰黑色的硬而脆的固体，B是气态物质，A~E各种物质的相互转化关系如下图所示。

（1）写出B、D、E三种物质的化学式： B______，D_______，E________；
（2）画出A的原子结构示意图__________；
（3）写出C→A的化学方程式___________。

【答案】SiF4 Na2SiO3 H2SiO3或H4SiO4 2C+SiO2Si+2CO
【解析】
【分析】
A是灰黑色的硬而脆的固体，且能溶于NaOH溶液，可知A为Si，其与F2反应生成的B是气态SiF4，Si与O2在加热条件下生成的C为SiO2，Si溶于NaOH溶液生成的D为Na2SiO3，
Na2SiO3溶液中滴加稀酸生成不溶于水的E为硅酸(H2SiO3)，据此分析解题。

【详解】
(1)由分析可知： B的化学式为SiF4、D的化学式为Na2SiO3、E的化学式为H2SiO3；
(2)硅原子的核电荷数为14，其原子结构示意图为；
(3)SiO2在高温下和碳反应生成Si，反应的化学方程式为2C+SiO2Si+2CO。

8．（14分）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、抗氧化的特性。

它是以中学化学中常见物质为原料来生产的，图中C、M、K均含A元素，M的分子式为A（NH2）4；E为不含A 元素的氢化物，在空气中易形成白雾；G、F均为难溶于水的白色沉淀，H为氧化物，J为气体；其余物质均为中学化学中常见物质。

（提示：NH3和H2O的化学性质在某些方面相似）
请回答下列问题：
（1）写出指定物质的化学式：A ，C ，F 。

（2）K的化学式为。

（3）写出图中下列序号的化学方程式：
反应④；
反应⑤。

（4）写出图中反应⑥的离子方程式：。

【答案】（14分）（1）Si （2分）；SiCl4 （2分）； H2SiO3（H4SiO4）（2分）；
（2）Si3N4（2分）
（3）④Si＋2NaOH ＋H2O＝Na2SiO3＋2H2↑（2分）⑤SiO2＋2NaOH＝Na2SiO3＋H2O （2分）
（4）⑥SiO32－＋2CO2＋2H2O＝H2SiO3↓＋2HCO3－（2分）
【解析】
试题分析：根据题中各种物质之间的转化关系，F均为难溶于水的白色沉淀，H为氧化物，H与NaOH溶液发生反应产生I，I 与过量的CO2发生反应产生F，，数目F是弱酸，而且不稳定，受热发生分解反应，结合化合物A可谓形成四个共价键可知A元素为Si价化合
物，C、H、K均含有A元素，K抗腐蚀能力强，氮溶液被氢氟酸腐蚀，数目K中含有Si元素，由此可取代A是Si，H是SiO2，I是Na2SiO3，则F 是H2SiO3，E为不含A 元素的氢化物，在空气中易形成白雾；E与AgNO3溶液发生反应产生的F为难溶于水的白色沉淀，则F 是AgCl，E是HCl，所以B是Cl2。

C是SiCl4，SiCl4与过量的NH3发生反应产生M是Si3N4，K是含有Si元素的两种短周期元素组成的新型无机非金属材料，具有超硬物质，具有耐磨、耐腐蚀、抗冷热冲击、抗氧化的特性。

则K是Si3N4。

（1）A物质的化学式：是Si；C 化学式是SiCl4，F是H2SiO3，（2）K的化学式为Si3N4；（3）图中Si可以与NaOH溶液发生反应产生氢气，反应④的化学方程式是：Si＋2NaOH ＋H2O＝Na2SiO3＋2H2↑；反应⑤是酸性氧化物SiO2与碱NaOH发生反应，产生盐和水，反应的化学方程式是：SiO2＋
2NaOH＝Na2SiO3＋H2O；（4）由于酸性H2CO3> H2SiO3，因此硅酸盐与碳酸发生反应产生硅酸，由于CO2过量，因此反应产生的碳酸盐是酸式盐，图中反应⑥是的离子方程式SiO32－＋2CO2＋2H2O＝H2SiO3↓＋2HCO3－
【考点定位】考查了物质转化关系和判断、物质化学式、化学方程式和离子方程式的书写的知识。

【名师点睛】本题是无机元素及化合物的推断题，全面考查了元素及化合物的性质及应用，要掌握元素及化合物的结构、性质、应用，同时把反应现象和题干信息充分结合，与材料及制取方法结合，注意物质的量的多少对反应及产物的影响。

本题考查的非金属元素N、Cl、Si元素及其化合物的性质和应用的知识。

从物质之间的转化关系中找准突破口，问题就会各个击破，迎仍而解。

9．由短周期元素组成的单质A、B、C和甲、乙、丙、丁四种化合物有下图的转化关系，已知C为密度最小的气体，甲为非电解质。

根据以上转化关系回答下列问题：
（1）写出下列物质的化学式：A B 丁。

（2）元素A在周期表中的位置是，写出甲的一种用途。

（3）写出下列变化的方程式：
A与NaOH溶液反应的化学方程式
乙与过量CO-2反应的离子方程式
【答案】（1）Si（2分） O2（2分） H2SiO3或H4SiO4（2分）
（2）第三周期第ⅣA族（2分）是玻璃、光导纤维等（2分）
（3）①Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑（2分）
② SiO32—+2CO-2+2H2O=H2SiO3↓+2HCO3—（2分）
【解析】
由于C是密度最小的气体,所以C是H2。

又因A+NaOH溶液C(H2),故A为Al或Si,无论A 是Al或Si,产物乙通过量CO2后的产物丁失去的化合物丙应为H2O,故B为O2,又据甲为非电解质,故A应为Si,甲为SiO2,乙为Na2SiO3,丁为H2SiO3(或H4SiO4)。

据此解答有关问题。

10．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Cl2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Fe2(SO4)3溶液反应
【答案】玻璃、水泥、陶瓷、光导纤维等 Al2O3＋2OH－===2AlO2-＋H2O HClO 防止Fe2＋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：Al2O3＋2OH－===2AlO2-＋H2O。

(2)Cl2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；Fe2+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Fe2+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SO2，同时生成1molCuSO4消耗2molH2SO4，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1molCuSO4只需要消耗1molH2SO4，C正确；铜与Fe2(SO4)3溶液反应生成的CuSO4中混有FeSO4，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。