备战高考化学——硅及其化合物推断题的综合压轴题专题复习(1)

备战高考化学——硅及其化合物推断题的综合压轴题专题复习(1)
一、硅及其化合物
1．A、B、C均为中学化学常见的纯净物，它们之间存在如下转化关系：
其中①②③均为有单质参与的反应。

（1）若A是常见的金属，①③中均有同一种黄绿色气体参与反应，B溶液遇KSCN显血红色，且②为化合反应，写出反应②的离子方程式_________________________。

（2）如何检验上述C溶液中的阳离子？______________________。

（3）若B是太阳能电池用的光伏材料，①②③为工业制备B的反应。

C的化学式是
____________，属于置换反应____________，（填序号）写出反应①的化学方程式
____________________。

【答案】Fe+2Fe3+＝3Fe2+取少量溶液于试管，加KSCN溶液，无明显现象，再加氯水，溶液变成血红色，则证明含Fe2+ SiCl4①③ 2C+SiO2Si+2CO↑
【解析】
【分析】
(1)由转化关系可知A为变价金属，则A应为Fe，B为氯化铁，C为氯化亚铁，②为Fe与氯化铁的反应；
(3)B是太阳能电池用的光伏材料，可知B为Si，①为C与二氧化硅的反应，①②③为工业制备B的反应，则C为SiCl4，③中SiCl4与氢气反应，提纯Si，以此解答该题。

【详解】
(1)A是常见的金属，①③中均有同一种气态非金属单质参与反应，且②为化合反应，则该非金属气体为Cl2，B为氯化铁，则反应②的离子方程式为2Fe3++Fe=3Fe2+；
(2)由分析知C为氯化亚铁，检验Fe2+的操作方法是取少量溶液于试管，加KSCN溶液，无明显现象，再加氯水，溶液变成血红色，则证明含Fe2+；
(3)B是太阳能电池用的光伏材料，可知B为Si，①为C与二氧化硅的反应，①②③为工业制备B的反应，则C为SiCl4，其中②为Si和Cl2化合生成SiCl4，③中SiCl4与氢气反应，提纯Si，则反应①的化学方程式为SiO2+2C Si+2CO↑，其中属于置换反应的有①③。

2．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。

3．甲、乙分别是两种主族元素形成的氧化物，它们广泛存在于地壳中，均不溶于水，且都有如下相同的转化关系，不同之处是乙对应的转化过程中需控制盐酸用量，若盐酸过量则得不到白色沉淀B。

(1) 写出甲、乙的化学式：甲_______,乙_______；
(2) 写出下列反应的化学方程式：
甲+NaOH溶液_______,
乙+NaOH溶液_______；
(3) 分别写出甲、乙对应的A溶液与过量盐酸反应的离子方程式：
甲 _______
乙_______
(4) 若将5.1g乙溶于适量的盐酸（二者恰好完全反应）后，再加入175 mL的2 mol.L－1
NH3H2O溶液，得到沉淀_______g
【答案】SiO2Al2O3SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O SiO32-+2H+＝
H2SiO3↓AlO2-+4H+=Al3++2H2O7.8
【解析】
【分析】
甲、乙分别是两种主族元素形成的氧化物，均不溶于水，且都有如图的转化关系，不同之处是乙对应的转化过程中需控制盐酸用量，若盐酸过量则得不到白色沉淀B，可推出甲是二氧化硅、乙是氧化铝。

二氧化硅与氢氧化钠反应生成硅酸钠和水，硅酸钠与盐酸反应生成硅酸沉淀；氧化铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠，偏铝酸钠和少量盐酸反应生成氢氧化铝沉淀。

【详解】
(1)根据以上分析，甲为SiO2、乙为Al2O3；
(2)二氧化硅与NaOH溶液反应生成硅酸钠和水，反应方程式是SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O；氧化铝和NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和水，反应化学方程式是Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O；
(3)甲对应的A是Na2SiO3，Na2SiO3与过量盐酸反应生成硅酸沉淀和氯化钠，反应离子方程式是SiO32-+2H+＝H2SiO3↓；
乙对应的A是偏铝酸钠，偏铝酸钠与过量盐酸反应生成氯化铝和氯化钠，反应的离子方程式是AlO2-+4H+=Al3++2H2O；
(4) 5.1g氧化铝的物质的量是
5.1
0.05
102/
g
mol
g mol
=，n(Al3+)=0.1mol，n(NH
3
⋅H
2
O)=
0.175L×2 mol.L－1=0.35mol，氨水过量，氯化铝与过量氨水反应生成氢氧化铝沉淀，根据铝元素守恒，生成氢氧化铝的物质的量是0.1mol，质量是0.1mol×78g/mol=7.8g。

4．已知A与D均为非金属单质，其中A有多种同素异形体，其转化关系如下图。

请回答：
（1）反应②为工业制粗硅原理，写出E的化学式：。

（2）反应①的化学方程式为。

【答案】（1）CO；(2)2Mg＋CO 22MgO＋C。

【解析】
试题分析：（1）反应②制取粗硅，常用C和SiO2的反应：2C＋SiO2Si＋2CO，D为非金属单质，则D为Si，E为CO；（2）C和O2反应生成CO2，反应①是：CO；(2)2Mg＋CO 22MgO＋C。

考点：考查工业制硅、镁和CO2的反应等知识。

5．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+2C O↑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。

6．（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。

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．（15分）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）实验室通常用MnO2制取气体B，发生该反应的化学方程式为，为防止气体B污染环境通常
用（填化学式）溶液吸收，反应的离子方程式为
（2）化合物H与碳混合加强热可制得单质A，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量比为（3）写出反应③的化学方程式3D==K+8X↑,K的化学式为，X的化学式为。

（4）K抗腐蚀能力很强，但易被氢氟酸腐蚀，K与氢氟酸反应生成一种气体和一种盐，此盐中存在的化学键类型有。

（5）写出反应②的化学方程式。

【答案】（1）MnO2+4HCl(浓)MnCl2+ Cl2↑+2 H2O；（2分）NaOH；（1分）Cl2+2 OH-= Cl-+ ClO-+ H2O；（2分）
（2）1:2（2分）
（3）Si3N4，（2分） NH3；（2分）
（4）离子键、共价键（或极性共价键）（2分）
（5）SiCl4+ 8NH3= Si(NH2)4+4NH4Cl.（2分）
【解析】
试题分析：G、F、H均为难溶于水的白色固体，E与硝酸银溶液产生白色沉淀，则G是氯化银沉淀，氯化银不溶于稀硝酸，说明E中含有氯离子；H是白色固体，与氢氧化钠溶液反应，而与氢氧化钠溶液反应的白色固体可能是二氧化硅、氧化铝，但A元素是非金属元素，所以H是二氧化硅，所以F是硅酸，I是硅酸钠。

则C是氯化硅，B是氯气。

氯化硅与过量氨气反应生成D是Si(NH2)4。

（1）实验室用浓盐酸和二氧化锰加热制取氯气，化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+ Cl2↑+2 H2O；氯气有毒，通常用NaOH溶液吸收，生成氯化钠、次氯酸钠、水，离子方程式
为Cl2+2 OH-= Cl-+ ClO-+ H2O；
（2）二氧化硅与C在高温下发生置换反应生成Si和CO，化学方程式为SiO2+2C2CO↑+Si该反应的氧化剂是二氧化硅，还原剂是C，所以氧化剂与还原剂的物质的量比为1:2；
（3）反应③的化学方程式3D==K+8X↑，K由两种非金属元素组成，根据元素守恒，则K中含有3个Si原子，所以K是Si3N4，其余原子在X中，所以X是NH3；
（4）Si3N4与氢氟酸反应生成一种气体和一种盐，该气体是SiF4，则盐是NH4F，铵盐中含有离子键、共价键；
（5）反应②是氯化硅与过量的氨气反应生成Si(NH2)4和氯化铵，化学方程式是SiCl4+ 8NH3= Si(NH2)4+4NH4Cl.
考点：考查物质的推断，化学性质的应用，化学方程式、离子方程式的书写
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．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】CaCO3 O CaCO3+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↑，。