2020-2021【化学】化学硅及其化合物推断题的专项培优易错试卷练习题(含答案)及答案

2020-2021【化学】化学硅及其化合物推断题的专项培优易错试卷练习题(含答
案)及答案
一、硅及其化合物
1．有一种矿石，经测定含有镁、硅、氧三种元素且它们的质量比为12∶7∶16。

(1)用盐的组成表示其化学式： ___________。

(2)用氧化物的组成表示其化学式： _______。

(3)该矿石的成分属于________(填物质的分类)。

(4)写出该矿石(氧化物形式)与盐酸反应的化学方程式： ______。

【答案】Mg2SiO4 2MgO·SiO2硅酸盐 2MgO·SiO2＋4HCl=2MgCl2＋2H2O＋SiO2
【解析】
【分析】
根据n=m
M
及原子个数比=原子的物质的量之比进行计算，得出正确结论；由金属离子和酸
根离子组成的化合物属于盐。

【详解】
镁、硅、氧的质量比为12：7：16，则镁、硅、氧的原子个数比为12
24
:
7
28
:
16
16
=2:1:4
(1)该矿石用盐的组成可表示为：Mg2SiO4；
(2)该矿石用氧化物的组成可表示为：2MgO•SiO2
(3)Mg2SiO4属于盐类，且属于硅酸盐；
(4)Mg2SiO4溶于与稀盐酸生成MgCl2和SiO2，发生反应的化学方程式为2MgO·SiO2＋
4HCl=2MgCl2＋2H2O＋SiO2。

【点睛】
硅酸盐由盐的书写改写为氧化物的形式为：活泼金属氧化物•较活泼金属氧化物•二氧化硅•水的顺序书写；注意：①氧化物之间以“•”隔开；②系数配置出现的分数应化为整数；③金属氧化物在前(活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物)，非金属氧化物在后。

2．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。

3．图中X、Y、Z为单质，其他为化学物，它们之间存在如下转化关系(部分产物已略去)。

其中，A俗称磁性氧化铁；E是不溶于水的酸性氧化物，能与氢氟酸反应。

回答下列问题：
(1)元素X在元素周期表中的位置为第________周期________族。

(2)一定条件下，Z能与H2反应生成ZH4，写出Z与NaOH反应的化学方程式____________
(3)写出由Y与NO、H2O生成D反应的化学方程式：_______________。

(4)X在高温下能与水蒸气反应，请写出该反应的化学方程式：_____________
(5)向含4mol D的稀溶液中，逐渐加入X粉末至过量。

假设生成的气体只有一种，请在坐标系中画出n(X2+)随n(X)变化的示意图，并标出n(X2+)的最大值。

________________
【答案】四Ⅷ Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑ 4NO+3O2+2H2O=4HNO3 3Fe +
4H2O Fe3O4 + 4H2↑
【解析】
【分析】
A俗称磁性氧化铁，则A为Fe3O4；E是不溶于水的酸性氧化物，能与氢氟酸反应，则E是SiO2，根据转化关系，可知X为铁、Y为O2、Z为Si、D为HNO3、M为Na2SiO3、G为
Fe(NO3)3，R为H2SiO3 。

【详解】
A俗称磁性氧化铁，则A为Fe3O4；E是不溶于水的酸性氧化物，能与氢氟酸反应，则E是SiO2，根据转化关系，可知X为铁、Y为O2、Z为Si、D为HNO3、M为Na2SiO3、G为
Fe(NO3)3，R为H2SiO3；
(1)元素X为Fe，核电荷数为26，其在元素周期表中的位置为第四周期Ⅷ族；
(2)Z为Si，能溶于NaOH溶液生成硅酸钠、氢气和水，发生反应的化学方程式为
Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑；
(3)Y为O2，NO与O2按一定比例通入水中生成HNO3，发生反应的化学方程式
4NO+3O2+2H2O=4HNO3；
(4)Fe在高温下能与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，发生反应的化学方程式为3Fe +
4H2O Fe3O4 + 4H2↑；
(5)铁和稀硝酸反应，开始铁全部被硝酸氧化为硝酸铁，故开始阶段Fe2+的量为0，随着铁的加入，多余的铁又和Fe3+反应而生成Fe2+，故Fe2+的量逐渐会增大直至到最大值，以后不变，反应过程中生成的气体为NO，令Fe2+的最大物质的量为xmol，根据电子转移守恒
可知，NO的物质的量=xmol2
3
⨯
，根据N元素守恒可知：
xmol2
3
⨯
+2x mol=4 mol，解得
x=1.5，根据电子转移守恒可知，由Fe+2Fe3+=3Fe2+，可知开始产生NO时Fe的物质的量等
于Fe3+的物质的量，即为1.5mol×2
3
=1mol，故n(Fe2+)随n(Fe)变化的示意图为：。

4．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。

5．A、B、C、D、E、F、X七种物质之间可按下列框图发生反应（部分产物可能被省略）。

其中，A、D、E、X是四种常见的非金属单质，常温下A、X为气体，D、E为固体。

A的水溶液具有漂白性，A、D的水溶液均能使淀粉KI试纸变蓝色，B的焰色反应为黄色。

请回答下列问题：
（1）写出A、F的化学式：A：_______、F：__________。

（2）写出B的电子式：_________，EO2的晶体类型为_______。

（3）写出E与NaOH溶液反应的离子方程式____________________________。

（4）E单质可作高能燃料。

已知ag固体E燃烧放出bkJ的热量，请写出表示E燃烧热的热化学方程式（△H用含a、b的式子表示）___________________________。

【答案】A：Cl2Ｆ：SiCl4原子晶体 Si + 2OH-+ H2O = SiO32-+2H2↑ Si （s）+O2（g） = SiO2（s）；△H= -28b/a kJ/mol
【解析】
【分析】
根据A是一种常见的非金属单质，常温下为气体，且A的水溶液具有漂白性，可推知A为氯气；由于D也是一种常见的非金属单质，常温下为固体，且由氯气制备可得，说明其氧化性弱于氯气，且其水溶液能使淀粉KI试纸变蓝色，因此D可能为碘单质；根据B的焰色反应为黄色，可知B为NaI，C为NaCl。

根据已知条件E是非金属单质，且E为固体，能与氢氧化钠溶液、氧气反应，因此可推测E为Si、F为SiCl4；能将SiCl4还原为Si的非金属单质为H2，因此X为H2。

据此解题。

【详解】
（1）根据分析，可知A、F的化学式分别为：A：Cl2、F：SiCl4；
（2）根据分析，B物质NaI的电子式为：， EO2为SiO2，其晶体类型为原子晶体；
（3）E为Si，其与NaOH溶液反应的离子方程式为：Si+2OH-+H2O = SiO32-+2H2↑；
（4）当ag单质Si的物质的量为：
a?g
28?/28
a
g mol
mol作高能燃料进行燃烧时放出的热
量为bkJ，因此当1molSi燃烧时，放出的热量应为28b
a
kJ，因此Si单质燃烧热的热化学方
程式可表示为：Si（s）+O2（g）= SiO2（s）；△H= -28b/a kJ/mol 。

6．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。

7．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】Fe2SiO4或2FeO•SiO22Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
4Fe(OH)2+O2+2H2O=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H2SiO3，J是一种主要的温室气体，J为CO2，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Na2SiO3，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。

8．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NaAlO 2、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：AlO 2-+CO 2+2H 2O=HCO 3-+Al(OH)3↓。

9．“生活无处不化学”，回答下列问题：
（1）用白醋浸泡开水壶，第二天发现壶内水垢消失，开水壶又光洁如新了（水垢的主要成分是碳酸钙等）。

该离子反应方程式为____________。

（2）食盐不慎洒落在天然气的火焰上，观察到的现象是_____，该变化称为_____反应。

（3）沾有水的铁制器皿在高温火焰上会发黑，该反应的化学方程式是____________。

（4）面包在制作时会加入小苏打，利用其加热产生气体的性质，可将小苏打作为膨松剂，该反应的化学方程式是________________。

（5）光导纤维、沙子、石英和玛瑙的主要成分是__________（填化学式）。

（6）赏心悦目的雕花玻璃是用__________（填名称）对玻璃进行刻蚀而制成的。

（7）使用“84”消毒液（含NaClO ）时，按一定比例将它与水混合，并在空气中浸泡一段时间，使NaClO 与H 2O 及空气中的CO 2充分反应，以达到杀菌消毒的效果更好的目的。

将该反应的离子方程式补充完整：221ClO 1CO 1H O=-++____+____。

【答案】233322CaCO 2CH COOH=Ca
2CH COO H O+CO +-+++↑ 火焰变成黄色 焰色 23Fe 4H O(g)+ 高温 342Fe O 4H +或(3Fe+2O 2
高温 Fe 3O 4) 32NaHCO Δ2322Na CO H O+CO +↑ SiO 2 氢氟酸 HClO HCO 3—
【解析】
【详解】 ：(1)发生反应为CaCO 3+2CH 3COOH ═(CH 3COO)2Ca+H 2O+CO 2↑，其离子反应为
CaCO 3+2CH 3COOH ═Ca 2++2CH 3COO －+H 2O+CO 2↑，
故答案为：CaCO 3+2CH 3COOH ═Ca 2++2CH 3COO －+H 2O+CO 2↑；
(2)食盐不慎洒落在天然气的火焰上，观察到的现象是火焰变成黄色，该变化称为焰色反应，
故答案为：火焰变成黄色；焰色；
(3)沾有水的铁制器皿在高温火焰上会发黑，该反应的化学方程式是
3Fe+4H 2O(g) 高温 Fe 3O 4+4H 2，故答案为：3Fe+4H 2O(g) 高温 Fe 3O 4+4H 2；
(4)面包在制作时会加入小苏打，利用其加热产生气体的性质，可将小苏打作为膨松剂，该
反应的化学方程式是2NaHCO3∆
Na2CO3+H2O+CO2↑，故答案为：
2NaHCO3∆
Na2CO3+H2O+CO2↑；
(5)光导纤维、沙子、石英和玛瑙的主要成分是SiO2，故答案为：SiO2；
(6)赏心悦目的雕花玻璃是用氢氟酸对玻璃进行刻蚀而制成的，故答案为：氢氟酸；
(7)使用“84”消毒液(含NaClO)时，按一定比例将它与水混合，并在空气中浸泡一段时间，使NaClO与H2O及空气中的CO2充分反应，以达到杀菌消毒的效果更好的目的，由电荷守恒及原子守恒可知该反应的离子方程式为ClO－+CO2+H2O=HClO+HCO3－，故答案为：HClO；HCO3－。

10．材料是人类赖以生存的重要物质基础。

材料种类很多，通常可分为金属材料、无机非金属材料（包括硅酸盐材料）、高分子合成材料及复合材料。

（1）①合金是生活中常见的材料。

某合金具有密度小、强度高的优良性能，常用于制造门窗框架。

该合金中含量最高的金属为____________(填元素符号)。

②铁锈的主要成分是_____________(填化学式)，它是钢铁在潮湿的空气中发生______腐蚀的结果，其负极反应式为___________________。

③玻璃是一种常用的硅酸盐材料。

制备普通玻璃的原料有CaCO3、_______和______(填化学式)。

（2）聚苯乙烯是造成白色污染的物质之一，其结构简式为，则制取聚苯乙
烯的单体是___________________。

【答案】Al Fe2O3·xH2O(或Fe2O3) 电化(或“电化学”或“吸氧”) Fe — 2e—＝Fe2＋ Na2CO3 SiO2
【解析】
【分析】
铁锈的主要成分是氧化铁；钢铁在空气中发生电化学腐蚀时为吸氧腐蚀，铁易失电子发生氧化反应而作负极，碳作正极，正极上氧气得电子发生还原反应。

【详解】
(1)①铝合金：铝中加入镁、铜、锌等金属形成合金，具有密度小、强度高的优良性能常用于制造门窗框架；
②铁在空气中与氧气、水共同作用而生锈，铁锈的主要成分是铁的氧化物氧化铁；钢铁在空气中发生电化学腐蚀时为吸氧腐蚀，铁易失电子发生氧化反应而作负极，负极上电极反应式为：Fe-2e-═Fe2+，碳作正极，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为
2H2O+O2+4e-═4OH-；
③生产玻璃的原料是纯碱、石灰石和石英；石英砂的主要成分是二氧化硅，与碳酸钙反应生成硅酸钙和二氧化碳，与碳酸钠反应生成硅酸钠和二氧化碳；
(2)聚苯乙烯的结构简式为，则制取聚苯乙烯的单体是。