2020-2021备战高考化学硅及其化合物推断题的综合题试题附答案

2020-2021备战高考化学硅及其化合物推断题的综合题试题附答案
一、硅及其化合物
1．A、B、C、D、E五种物质中均含有同一种非金属元素，它们能发生如图所示的转化关系，该元素(用R表示)的单质能与NaOH溶液反应生成盐(Na2RO3)和氢气。

请回答下列问题：
(1)写出各物质的化学式：A________；B________；C________；D________；E________。

(2)写出反应①的化学方程式：______________________________________，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。

(3)写出反应④的离子方程式：______________________________________。

(4)写出反应⑤的离子方程式：______________________________________。

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

【答案】SiO2 CaSiO3 Na2SiO3 Si H2SiO3 SiO2＋2C Si＋2CO↑ 1∶2 Si＋2OH－＋H2O＝SiO32-＋2H2↑ SiO32-＋Ca2＋＝CaSiO3↓ SiO32-＋CO2＋H2O＝H2SiO3↓＋CO32-
【解析】
【分析】
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(Na2RO3)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。

【详解】
（1）根据上面的分析可知，A为SiO2，B为CaSiO3，C为Na2SiO3，D为Si，E为H2SiO3；（2）反应①的化学方程式为SiO2＋2C Si＋2CO↑，根据方程式可知，该反应中氧化剂是个与还原剂碳的物质的量之比为1：2；
（3）反应④的离子方程式为Si＋2OH－＋H2O＝SiO32-＋2H2↑；
（4）反应⑤的离子方程式为SiO32-＋Ca2＋＝CaSiO3↓；
（5）H2CO3的酸性强于H2SiO3，根据复分解反应的规律：强酸制取弱酸，则可以向Na2SiO3的水溶液中通入CO2气体，发生反应产生硅酸和碳酸钠，反应的离子方程式是：SiO32-＋CO2＋H2O＝H2SiO3↓＋CO32-。

2．如图所示物质的转化关系中，A是一种固体单质，E是一种白色沉淀．请回答下列问题：
（1）B的化学式是___，目前B已被用作___的主要原料．
（2）B和a溶液反应的离子方程式是___．
（3）A和a溶液反应的离子方程式是___．
（4）C和过量的盐酸反应的离子方程式是___．
【答案】SiO2光导纤维SiO2+2OH﹣═SiO32﹣+H2O Si+2OH﹣+H2O═SiO32﹣+2H2↑SiO32﹣
+2H+═H2SiO3↓
【解析】
G和过量的盐酸反应产生不溶于盐酸的白色沉淀，可知E可能为是硅酸，A可能是硅，带入题目进行验证，a溶液是强碱溶液或氢氟酸溶液，而硅和二氧化硅与氢氧化钠溶液反应均生成硅酸钠溶液，硅酸钠溶液与过量的盐酸反应产生氯化钠和硅酸白色沉淀；硅酸加热分解为二氧化硅和水，与题意相符，硅、二氧化硅与氢氟酸反应均生成四氟化硅，四氟化硅与盐酸不反应，与题意矛盾；因此A是Si、B是SiO2、C是 Na2SiO3或K2SiO3、 D是H2O、E 是 H2SiO3、F是H2、 a是NaOH或KOH。

（1）B的化学式是SiO2，目前SiO2已被用作光导纤维的主要原料；正确答案：SiO2、光导纤维。

（2）SiO2与强碱溶液反应生成可溶性的硅酸盐和水，离子方程式是SiO2+2OH﹣═SiO32﹣
+H2O；正确答案：SiO2+2OH﹣═SiO32﹣+H2O。

（3）Si和强碱溶液反应生成可溶性硅盐酸和氢气，离子方程式是Si+2OH﹣+H2O═SiO32﹣
+2H2↑；正确答案：Si+2OH﹣+H2O═SiO32﹣+2H2↑。

（4）硅酸盐与过量的盐酸反应生成白色沉淀硅酸，离子方程式是SiO32﹣+2H+═H2SiO3↓；正确答案：SiO32﹣+2H+═H2SiO3↓。

3．某无色稀溶液X中，可能含有下表所列离子中的某几种。

现取该溶液适量，向其中加入某试剂Y，产生沉淀的物质的量(n)与加入试剂的体积(V)的关系如图所示。

(1)若Y是盐酸，所得到的关系图如图甲所示，则oa段转化为沉淀的离子(指来源于X溶液的，下同)是_____，ab段发生反应的离子是_________，bc段发生反应的离子方程式是
_________。

(2)若Y是NaOH溶液，所得到的关系图如图乙所示，则X中一定含有的离子是
__________，假设X溶液中只含这几种离子，则溶液中各离子物质的量之比为_____，ab 段反应的离子方程式为_____________。

【答案】SiO32—、AlO2-CO32-3H+ +Al(OH)3 =Al3+ +3H2O Al3+ Mg2+ NH4+ Cl-2:1:4:12
NH4++OH-═NH3•H2O
【解析】
【分析】
无色溶液中不可能含有Fe3+离子。

（1）如果Y是盐酸，向溶液中加盐酸，先生成沉淀，当a-b段时，沉淀的量不变化，盐酸和碳酸根离子反应生成气体，则溶液中不含镁离子、铝离子；当b-c段时沉淀的质量减少，部分沉淀和盐酸反应，部分沉淀和盐酸不反应，说明溶液中有硅酸根离子和偏铝酸根离子，弱酸根离子和铵根离子能双水解，所以溶液中含有的阳离子是钠离子；
（2）若Y是氢氧化钠，向溶液中加氢氧化钠溶液，先生成沉淀，当a-b段时，沉淀的量不变化，氢氧化钠和铵根离子反应生成气体；当b-c段时沉淀的质量减少，部分沉淀和氢氧化钠反应，部分沉淀不反应，说明溶液中有铝根离子和镁离子，则溶液中不含硅酸根离子、碳酸根离子和偏铝酸根离子，所以溶液中含有的阴离子是氯离子。

【详解】
（1）如果Y是盐酸，由图可知，向溶液中加盐酸，先生成沉淀后沉淀部分溶解，则溶液中可能含SiO32-、AlO2-，不含Al3+、Mg2+；ab段，沉淀的量没有变化，说明溶液中含有CO32-，盐酸和碳酸根离子反应，反应的离子方程式依次为CO32-+H+═HCO3-和HCO3-
+H+═H2O+CO2↑；bc段,氢氧化铝沉淀与盐酸反应生成偏铝酸钠和水，硅酸沉淀不反应，沉淀部分溶解，反应的离子方程式为3H+ +Al(OH)3 =Al3+ +3H2O，故答案为：SiO32—、AlO2—；CO32-；3H+ +Al(OH)3 =Al3+ +3H2O；
（2）若Y是氢氧化钠，由图可知，向溶液中加氢氧化钠溶液，先生成沉淀，溶液中可能含Al3+、Mg2+或两者中的一种，由于弱碱阳离子和弱酸的阴离子会双水解而不能共存，即溶液中不含CO32-、SiO32-、AlO2-，由于溶液一定要保持电中性，故溶液中一定含Cl-；ab段，沉淀的量不变化，是氢氧化钠和铵根离子反应生成气体：NH4++OH-═NH3•H2O，即溶液中含
NH4+；bc段，沉淀的质量减少但没有完全溶解，即部分沉淀和氢氧化钠反应，部分沉淀不反应，说明溶液中有Al3+、Mg2+，bc段的反应的离子方程式为Al（OH）3+OH-═AlO2-
+2H2O，则X中一定含有的离子是Al3+、Mg2+、NH4+、Cl-；由于溶液中有Al3+、Mg2+，oa段转化为沉淀的离子是Al3+、Mg2+，ab段是氢氧化钠和铵根离子反应生成气体，反应的离子方程式为NH4++OH-═NH3•H2O；溶液中有Al3+、Mg2+，即沉淀中含Al（OH）3和Mg（OH）2，故bc段的反应离子方程式为Al（OH）3+OH-═AlO2-+2H2O，NH4+反应需要NaOH的体积是2V，由于Al（OH）3溶解时需要的NaOH的体积是V，则生成Al（OH）3需要的NaOH 的体积是3V，而生成Mg（OH）2和Al（OH）3共消耗NaOH的体积为4V，则生成Mg （OH）2需要NaOH溶液的体积是V，则n（Al3+）：n（Mg2+）：n（NH4+）=2：1：4，根据溶液要呈电中性，即有：3n（Al3+）+2n（Mg2+）+n（NH4+）=n（Cl-），故n（Cl-）=12，即有：n（Al3+）：n（Mg2+）：n（NH4+）：n（Cl-）=2：1：4：12，故答案为：Al3+、Mg2+、NH4+、Cl-；2：1：4：12；NH4++OH-═NH3•H2O。

【点睛】
本题考查无机物的推断，注意根据溶液的颜色结合题给图象确定溶液中存在的离子，再结合物质之间的反应来确定微粒的量是解答关键。

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为常见化合物．它们在一定条件下可以发生如图反应（均不是在溶液中进行的反应）（以下每个空中只需填入一种物质）
(1)X、Y均为金属时，此反应在工业上称为___反应，其反应方程式为________
(2)X为金属，Y为非金属时，A为__B__
(3)X为非金属Y为金属时，A为__B为_______
(4)X为非金属，Y为非金属时，A为_____B为______
【答案】铝热反应 3Fe3O4+8 Al 9Fe +4 Al2O3 CO2 MgO CuO H2O SiO2 CO 【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。

【详解】
(1)当X、Y均为金属时,应为铝热反应,则X为Al、A为Fe3O4,Y为Fe,B为Al2O3,Z为氧气,
反应方程式为3Fe3O4+8 Al 9Fe +4 Al2O3；
(2)当X为金属、Y为非金属,应为Mg和CO2的反应,反应的方程式
为:Mg+CO2MgO+C；
(3)当X为非金属时,Y为金属时,碳、氢气还原氧化铜符合此反应,A为CuO,B为 H2O,反应方程式为CuO+H2Cu+H2O；
(4)当X、Y均为非金属固体时,为C和SiO2的反应,反应的方程式为SiO2+2C Si+2CO。

【点睛】
本题考查无机物的推断，题目难度中等，解答本题的关键是能把握常见单质+氧化物→单质+氧化物的置换反应的类型，注意把握常见相关物质的性质。

5．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。

6．下图是化学中部分常见的氧化物和单质的转化关系。

其中，氧化物f是制造光导纤维的重要原料，氧化物c是一种具有磁性的黑色物质。

回答下列问题：
(1)写出下列物质的化学式：单质F________，氧化物d________。

(2)写出下列反应的化学方程式：
①_____________________________________________；
④_____________________________________________。

【答案】Si H2O2Mg＋CO2C＋2MgO C＋H2O(g)CO＋H2
【解析】
【分析】
氧化物f是制造光导纤维的重要原料，f是SiO2，氧化物c是一种具有磁性的黑色物质，c 是Fe3O4，以此为突破口推出五个置换反应。

【详解】
氧化物f是制造光导纤维的重要原料，f是SiO2，氧化物c是一种具有磁性的黑色物质，c 是Fe3O4，反应①2Mg＋CO2C＋2MgO，反应②Fe3O4＋2C2CO2＋3Fe，反应
③3Fe＋4H2O（g）Fe3O4＋4H2，反应④C＋H2O(g)CO＋H2，反应⑤2C＋
SiO2Si＋2CO。

（1）根据反应⑤物质的化学式：单质F为Si，结合反应③④氧化物d为H2O 。

（2）反应①和④的化学方程式：①2Mg＋CO2C＋2MgO ④C＋H2O(g)CO＋H2。

7．下图中的A~H是中学化学中常见的八种物质，所有物质均由短周期元素组成，其中B、F、H都含有同一种元素；B、D、E为单质，其他为化合物，常温常压下C为无色液体，D、E为气体；H的晶体熔点高、硬度大、闪烁着晶莹的光泽。

A~H之间的转化关系如图所示。

（1）C的化学式为__________________、A的电子式为_____________；
（2）A、B的混合物加C后，可能发生的反应的化学方程式为
___________________________、_____________________________________；
（3）向F溶液中逐渐滴入盐酸直至过量，若看到的现象是先出现白色沉淀后沉淀消失，写出符合现象的离子方程式______________________________________，与之对应的D、E恰好完全反应生成C时A与B的物质的量之比为：________；
【答案】H2O 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑（或2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑） AlO2-
+H++H2O=Al(OH)3↓、Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O 3：2
【解析】
【分析】
常温常压下C为无色液体，且D、E两种气体经点燃得到C，则C为H2O，D、E为H2和
O2。

根据H的性质，可以推出H为SiO2（石英）或Al2O3（刚玉）。

B、H含有同一物质，且B为单质，则B为Si或Al。

和H2O放出O2的物质是Na2O2，则A为Na2O2。

Na2O2和
H2O反应后，生成NaOH可以和别的物质反应生成H2等。

从A、B和A、H的反应可以判断，D为H2，E为O2。

当 H为Al2O3时，B为Al，F、G为NaOH、NaAlO2；当H为SiO2时，B为Si，F、G为Na2SiO3、NaOH。

【详解】
（1）经分析，C为H2O，A为Na2O2，其电子式为：；
（2）当B为Si时，该反应为2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑、Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑；当B为Al时，该反应为2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑、2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑；（3）向F中滴加过量盐酸，先是有白色沉淀生成，然后沉淀消失，则F为NaAlO2，离子方程式为AlO2-+H++H2O=Al(OH)3↓、Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O；B为Al，D为H2，E为O2，若
D、E恰好完全反应，设n(O2)=1mol，则n(H2)=2mol，则n(Na2O2)=2mol，n(Al)=4
3
mol，则
n(Na2O2)：n(Al)=3：2。

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．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。

10．X、Y、Z为常见的三种单质，Z是绿色植物光合作用的产物之一，A、B为常见化合物。

它们在一定条件下可发生如图所示的反应（均是在非溶液中进行的反应）：
（1）画出Z的原子结构示意图_______；
（2）当X为金属，Y为非金属时，A可能的电子式为__________或_________；
（3）当X为非金属，Y为金属时，X可能的化学式为__________或_________；
（4）当X与Y均为金属时，写出X与A反应的化学方程式_______________________；（5）当X与Y均为非金属时，若X与Y同主族，写出X与A反应的化学方程式
_____________________________________；若X与Y不在同一主族，写出X与A反应的化学方程式______________________________。

【答案】 C H2 2Al+ Fe2O32Fe+Al2O3
C+SiO2Si+CO2 C+H2O H2+CO
【解析】
【分析】
先根据C是单质且C是绿色植物光合作用的产物之一，判断C是氧气，A、B是单质，与氧气反应，得出X、Y是含氧化合物，然后采用假设的方法分析．
【详解】
C是单质且C是绿色植物光合作用的产物之一，所以C是O2．A、B是单质，分别与O2反应生成含氧化合物，A+X→B+Y，属置换反应．
（2）如果X是钠，Y是氢气，A就是H2O，B就是NaOH，钠与水反应的方程式为
2Na+2H2O=2NaOH+H2 ；
（3）当X为非金属，Y为金属时，就是以氢气或一氧化碳为还原剂的热氧化还原反应；（4）当X与Y均为金属时，考虑铝热反应；
(5) X是碳，Y是硅，A就是SiO2，B就是CO，C与SiO2的反应方程式为：
2C+SiO2Si+2CO↑；如果X是碳，B是氢气，X就是H2O，Y就是CO，
C+H2O H2+CO。

【点睛】
本题的题眼是：C是单质且C是绿色植物光合作用的产物之一，通过判断A、B、X、Y，确
定该反应是置换反应，学过的置换反应方程式较多，考查学生的发散思维以及总结归纳能力。