2020-2021高考化学易错题精选-硅及其化合物推断题练习题含答案解析

2020-2021高考化学易错题精选-硅及其化合物推断题练习题含答案解析
一、硅及其化合物
1．如图五角星上排列的A、B、C、D、E五种物质均为中学化学中常见的化合物，相互之间的连线表示两种物质能发生化学反应。

A、C、E均为氧化物，A是人体呼出的气体之一；在实验室中B可以用来制取A，而D可以用来检验A；C和E反应能生成D。

(1)写出下列物质的化学式：
A________，D________；
(2)B除了制取A之外的另一种用途是____________________________________；
(3)C和E反应的化学方程式为________________________________________
(4)这五种物质之间两两发生反应，其中没有涉及的基本反应类型是________。

【答案】CO2 Ca(OH)2用于金属表面除锈(制造药物、可帮助消化等) CaO＋H2O=Ca(OH)2分解反应和置换反应
【解析】
【分析】
A是人体呼出的主要气体，则A为二氧化碳，在实验室中B可以用来制取A，而D可以用来检验A，则D为氢氧化钙，B与D可反应，则B为盐酸；E与B, E与C都反应，且A、C、E均为氧化物，E与C反应生成的D为碱，则C为水，E为氧化钙；
【详解】
(1)根据上述分析可知：A为CO2，D为Ca(OH)2；答案：CO2；Ca(OH)2；
(2) 根据上述分析可知B为盐酸，盐酸除用来制取二氧化碳外，还用来除去铁制品表面的铁锈；答案：用于金属表面除锈(制造药物、可帮助消化等)；
(3) 根据上述分析可知C为水，E为氧化钙，氧化钙和水反应生成氢氧化钙，其化学方程式为CaO＋H2O=Ca(OH)2；答案：CaO＋H2O=Ca(OH)2；
(4)该五角星的位置中有化合反应，如H2O与CaO、CO2的反应都是化合反应；CO2与
Ca(OH)2的反应是复分解反应，HCl和CaO、Ca(OH)2的反应都是复分解反应，没有涉及分解反应和置换反应。

答案：分解反应和置换反应。

2．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
1224:728:1616
=2:1:4 (1)该矿石用盐的组成可表示为：Mg 2SiO 4；
(2)该矿石用氧化物的组成可表示为：2MgO•SiO 2
(3)Mg 2SiO 4属于盐类，且属于硅酸盐；
(4)Mg 2SiO 4溶于与稀盐酸生成MgCl 2和SiO 2，发生反应的化学方程式为2MgO·SiO 2＋4HCl=2MgCl 2＋2H 2O ＋SiO 2。

【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。

3．A 元素的一种单质是重要的半导体材料，含A 元素的一种化合物C 可用于制造高性能的现代通讯材料—光导纤维，C 与烧碱反应生成含A 元素的化合物D 。

(1)易与C 发生化学反应的酸是________，反应的化学方程式是_______________ 。

(2)将C 与纯碱混合，在高温熔融时发生化学反应也可生成D ，同时还生成B 的最高价氧化物E ；将E 与D 在足量的水中混合后，又发生化学反应生成含A 的化合物F 。

①写出生成D 和F 的化学反应方程式：____________________、__________________。

②要将纯碱在高温下熔化，下列坩埚中不可选用的是________。

A ．普通玻璃坩埚
B ．石英玻璃坩埚
C ．瓷坩埚
D ．铁坩埚
【答案】氢氟酸 SiO 2＋4HF=SiF 4↑＋2H 2O SiO 2＋Na 2CO 3
高温Na 2SiO 3＋CO 2↑ Na 2SiO 3＋
CO 2＋H 2O=Na 2CO 3＋H 2SiO 3↓ ABC
【解析】
【分析】
“A 元素的一种单质是重要的半导体材料”说明A 为Si ，通过“光导纤维”可推测C 为SiO 2，SiO 2与烧碱即氢氧化钠反应生成的含Si 元素的化合物为Na 2 SiO 3。

SiO 2与纯碱即碳酸钠高温条件下生成Na 2 SiO 3和CO 2，故B 为C ，E 为CO 2，二氧化碳和硅酸钠在足量水中可生成硅酸和碳酸钠，故F 为H 2SiO 3。

【详解】
（1）SiO 2易与氢氟酸发生反应，故答案为：氢氟酸；242SiO +4HF=SiF +2H O ↑ ； （2）①根据分析可知答案为：223232=SiO +Na CO Na SiO +CO ↑高温 ；
Na SiO+CO+H O=Na CO+H SiO ；
23222323
②A项普通玻璃坩埚中含有SiO2，会在高温下与纯碱反应，故A项错误；B项石英玻璃坩埚中含有SiO2，会在高温下与纯碱反应，故B项错误；C项瓷坩埚中含有SiO2，会在高温下与纯碱反应，故C项错误；D项铁坩埚中不含高温条件下与纯碱反应的物质，故D项正确；故答案为：ABC。

【点睛】
半导体材料为硅单质，光导纤维材料为二氧化硅，为高频考点，一定要注意记忆区分。

4．A、B、C、D、E五种物质中均含有同一种非金属元素，他们能发生如图所示的转化关系。

若该元素用R表示，则A为R的氧化物，D与NaOH溶液反应生成C和H2。

请回答：
(1)写出对应物质的化学式：A________________； C________________；
E________________。

(2)反应①的化学方程式为_______________________________________。

(3)反应④的离子方程式为_____________________________________。

(4)H2CO3的酸性强于E的，请用离子方程式予以证明：
_______________________________。

【答案】SiO2 Na2SiO3 H2SiO3(或H4SiO4) SiO2＋2C Si＋2CO↑ Si＋2OH－＋
H2O===SiO32-＋2H2↑ SiO32-＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋CO32-(或SiO32-＋2CO2＋
2H2O===H2SiO3↓＋2HCO3-)
【解析】
【分析】
【详解】
A、B、C、D、E五种物质中均含有同一种非金属元素，该元素（用R表示）的单质能与NaOH溶液反应生成盐和氢气，则可推知该元素为硅元素，根据题中各物质转化关系，结合硅及其化合物相关知识可知，A与焦碳高温下生成D，则A为SiO2，D为Si，C为
Na2SiO3，根据反应②或反应⑤都可推得B为CaSiO3，根据反应⑥推知E为H2SiO3；（1）由以上分析可知A为SiO2，C为Na2SiO3，E为H2SiO3；
（2）反应①的化学方程式为2C+SiO2Si+2CO↑；
（3）反应④的离子方程式为Si+2OH-+H2O＝SiO32-+2H2↑；
（4）H2CO3的酸性强于H2SiO3的酸性，可在硅酸钠溶液中通入二氧化碳，如生成硅酸沉
淀，可说明，反应的离子方程式为SiO32-+CO2+H2O＝H2SiO3↓+CO32-。

5．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。

【详解】
（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。

6．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。

7．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。

8．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。

9．将过量的CO2分别通入①CaCl2溶液；②Na2SiO3溶液；③NaAlO2溶液；④饱和
Na2CO3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．①②③④B．②③④C．②③④⑥D．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。

10．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Na2SiO3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Na2SiO3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）SO2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。