备战高考化学二轮 硅及其化合物推断题 专项培优易错试卷含答案解析

备战高考化学二轮硅及其化合物推断题专项培优易错试卷含答案解析
一、硅及其化合物
1．表是元素周期表的一部分，针对表中的①-⑩元素按要求回答下列问题：
（1）在①-⑩元素中，化学性质最不活泼的元素是________（填元素符号），化学性质最活泼的金属元素是________（填元素符号）。

（2）在最高价氧化物对应水化物中，酸性最强的化合物的化学式是________，碱性最强的化合物的化学式是________。

（3）氧化物属于两性氧化物的元素是________（填元素符号），写出该元素的最高价氧化物与NaOH溶液反应的离子方程式________
（4）比较元素的气态氢化物的稳定性：②_________③；最高价氧化物对应水化物的酸性强弱：②_________⑥。

（5）⑥的最高价氧化物与烧碱溶液反应的化学方程式为________
【答案】Ar K HClO4 KOH Al Al2O3 + 2OH- = 2AlO2- + H2O < > SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O
【解析】
【分析】
稀有气体性质稳定，除稀有气体同周期从左往右，同主族从下至上，非金属性增强。

非金属性越强，单质越活泼，越易与氢气化合，生成的气态氢化物越稳定，对应的最高价氧化物的水化物酸性越强。

同周期从右往左，同主族从上至下，金属性逐渐增强。

金属性越强，单质越活泼，遇水或酸反应越剧烈，最高价氧化物对应水化物的碱性越强。

【详解】
（1）根据分析①-⑩元素中，化学性质最不活泼的元素是Ar，化学性质最活泼的金属元素是K；
（2）根据分析，①-⑩元素中Cl非金属性最强，故在最高价氧化物对应水化物中，酸性最
强的化合物的化学式是HClO4，K金属性最强，碱性最强的化合物的化学式是KOH；（3）铝、氧化铝、氢氧化率均属于两性物质，则氧化物属于两性氧化物的元素是Al，该元素的氧化物与NaOH溶液反应的离子方程式Al2O3 + 2OH- = 2AlO2- + H2O；
（4）非金属性越强，气态氢化物的稳定性越强，氧的非金属较强，故水比氨气稳定，
②<③；非金属性越强，最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，N非金属性强于Si，则HNO3酸性强于H2SiO3，故最高价氧化物对应水化物的酸性强弱：②>⑥；
（5）硅的最高价氧化物SiO2与烧碱溶液反应的化学方程式为：SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O。

【点睛】
非金属性的应用中，需要注意非金属性与气态氢化物的稳定呈正比，与氢化物的还原性呈反比，而简单氢化物的沸点需要对比氢键和范德华力，是物理性质。

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。

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 ；23222323Na SiO +CO +H O=Na CO +H SiO ↓ ；
②A 项普通玻璃坩埚中含有SiO 2，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SiO 2，会在高温下与纯碱反应，故B 项错误；C 项瓷坩埚中含有SiO 2，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．某同学用某化合物X （两种短周期元素组成的纯净物）进行了如下实验：
实验步骤②中还观测到生成黑色固体和无色无味气体，生成的溶液可作为建筑行业的一种黏合剂。

请回答：
（1）X 的化学式是____，步骤①的离子方程式是___。

（2）步骤②的化学方程式是_____。

【答案】Mg 2Si Mg 2Si +4H +=SiH 4↑+2Mg 2+ SiH 4 +2KMnO 4=2MnO 2↓+Na 2SiO 3+H 2↑+H 2O
【解析】
【分析】
短周期元素形成的化合物中，与过量烧碱溶液生成白色沉淀，则灼烧后得到白色固体的为MgO，4.0g白色固体可得X中0.1molMg原子，无色气体A与高锰酸钾可生成黏合剂硅酸钾溶液，可知无色气体A具有还原性且含有Si元素，据此分析作答。

【详解】
（1）根据化合物X 7.20g计算得到Mg原子与Si原子个数之比为2:1，则X的化学式为
Mg2Si，在盐酸作用下会生成硅烷气体与氯化镁，故其离子方程式为：Mg2Si
+4H+=SiH4↑+2Mg2+，故答案为：Mg2Si；Mg2Si +4H+=SiH4↑+2Mg2+；
（2）在强氧化剂高锰酸钠的作用下，硅烷被氧化为硅酸钠与氢气，同时生成黑色固体二氧化锰，根据氧化还原反应得失电子守恒与元素守恒可得，其化学方程式为：SiH4
+2KMnO4=2MnO2↓+K2SiO3+H2↑+H2O。

5．铁橄榄石是天然的铁矿石，由实验测得铁橄榄石的摩尔质量为204 g·mol-1，其中铁元素的质量分数为54.9%，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为强碱，其焰色反应呈黄色，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，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H → G的化学方程式：__________________。

【答案】 Fe2SiO4或2FeO•SiO2 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
【解析】
A ~ J是中学化学中的常见物质，G是一种红褐色固体，G为氢氧化铁，则H为氢氧化亚铁，F中含有铁离子，D是一种难溶于水的含氧酸，D为硅酸，J是一种主要的温室气体，J 为二氧化碳，A为强碱，其焰色反应呈黄色，A为氢氧化钠，则D为二氧化硅，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B为盐酸，E为氯气，因此F为氯化铁，C为氯化亚铁。

根据上述分析，铁橄榄石属于硅酸盐，且含有亚铁离子，设铁橄榄石的化学式为xFeO·ySiO2，摩尔质量为204 g·mol-1，其中铁元素的质量分数
为54.9%，则x=20454.9%
56
⨯
=2，因此y=
204722
60
-⨯
=1，因此铁橄榄石化学式为
2FeO•SiO2。

(1)A为氢氧化钠，电子式为，故答案为；
(2)铁橄榄石的化学式为2FeO•SiO2，故答案为2FeO•SiO2；
(3)H → G的化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，故答案为
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。

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）写出物质C的化学式。

（2）写出B和碳高温反应生成A和E的化学方程式是。

（3）写出B→D反应的离子反应方程式。

【答案】（1）CaSiO3
（2）SiO2+2C Si+2CO↑
（3）SiO2+2OHˉ=SiO32ˉ+H2O
【解析】
A为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质，A是硅；二氧化硅与碳单质反应生成硅和CO，E是CO、B是SiO2；SiO2与氧化钙高温生成硅酸钙，C是硅酸钙；SiO2与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和水，D是硅酸钠。

（1）根据以上分析可知可知物质C的化学式为CaSiO3。

（2）SiO2和碳高温反应生成硅和CO的化学方程式是SiO2+2C Si+2CO↑。

（3）B→D反应的离子反应方程式
SiO2+2OHˉ＝SiO32ˉ+H2O。

7．离子方程式和化学方程式是学习化学的基本用语，请按要求书写：
(1)写出下列反应的离子方程式
①向石灰石滴加盐酸________________；
②硅酸钠溶液中滴加稀盐酸__________。

(2)写出下列离子反应方程式所对应的化学方程式
CO+2OH=CO+H O________________；
①-2-
232
Fe+Cu=Fe+Cu____________________
②2+2+
(3)写出稀硝酸与铜反应的化学方程式____________ 。

SiO +2H+=H2SiO3↓ 2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O Fe+ 【答案】CaCO3+2H+=CO2↑+H2O+Ca2+23
CuSO4=Cu+FeSO4 3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
【解析】
(1)①碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙和二氧化碳、水；
②硅酸钠溶液中滴加稀盐酸生成硅酸沉淀和氯化钠；
CO+2OH=CO+H O可表示为CO2溶于可溶性强碱生成可溶性碳酸盐和水；(2)①-2-
232
Fe+Cu=Fe+Cu可表示Fe溶于可溶性铜盐；
②2+2+
(3)稀硝酸与铜反应生成硝酸铜、NO和水。

【详解】
(1)①碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙和二氧化碳、水，发生反应的离子方程式为
CaCO3+2H+=CO2↑+H2O+Ca2+；
②硅酸钠溶液中滴加稀盐酸生成硅酸沉淀和氯化钠，发生反应的离子方程式为
2
SiO +2H+=H2SiO3↓；
3
CO+2OH=CO+H O可表示少量CO2和NaOH溶液的反应，反应方程式为
(2)①-2-
232
2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O；
Fe+Cu=Fe+Cu可表示Fe与CuSO4溶液的反应，反应方程式为Fe+
②2+2+
CuSO4=Cu+FeSO4；
(3) 稀硝酸与铜反应生成硝酸铜、NO和水，反应的化学方程式为3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2
+2NO↑+4H2O。

【点睛】
离子方程式的书写步骤一般为：①“写”：写出有关反应的化学方程式；②“拆”：可溶性的电解质用离子符号表示，其它难溶的物质、气体、水等仍用化学式表示；③“删”：删去方程式两边不参加反应的离子；④“查”：检查式子两边的各种原子的个数及电荷数是否相等。

8．中国传统文化是人类文明的瑰宝，古代文献中记载了大量古代化学的研究成果。

回答下面问题：
(1)我国最原始的陶瓷约出现在距今12000年前，制作瓷器所用的原料是高岭士，其晶体化学式是Al4[Si4O10](OH)8，用氧化物表示其组成为______________。

(2)《本草纲目》中记载：“(火药)乃焰消( KNO3)、硫磺、杉木炭所合，以为烽燧铳机诸药者。

”反应原理为：S+2KNO3+3C K2S+N2↑+3CO2↑，该反应的氧化剂是_________ ，反应转移4mol电子时，被S氧化的C有____________mol。

(3)我国古代中药学著作《新修本草》记载的药物有844种，其中有关“青矾”的描述为：“本来绿色，新出窟未见风者，正如瑁璃…烧之赤色…。

”我国早期科技丛书《物理小适-金石类》记载有加热青矾时的景象：“青矾厂气熏人，衣服当之易烂，载木不盛。

”青矾就是绿矾( FeSO4·7H2O)。

根据以上信息，写出“青矾”受热分解的化学方程式
_____________________________________________________。

【答案】Al2O3·2SiO2·2H2O S，KNO3 1/6或0.17或0.167
2FeSO4·7H2O Fe2O3+SO3↑+SO2↑+14H2O
【解析】
(1)化学式改写成相应的氧化物的形式，按照活泼金属氧化物•较活泼金属氧化物•SiO 2•H 2O 的顺序来书写，并要遵守原子守恒来分析解答；
(2)反应过程中，元素化合价升高的失电子做还原剂发生氧化反应，元素化合价降低的做氧化剂发生还原反应，反应中得电子数等于失电子数来分析计算；
(3)本来绿色，新出窟未见风者，正如瑁璃…烧之赤色，青矾厂气熏人，衣服当之易烂，载木不盛。

”青矾就是绿矾( FeSO 4•7H 2O)，说明分解生成了二氧化硫、三氧化硫、氧化铁和水。

【详解】
(1)铝的氧化物为Al 2O 3，硅的氧化物为SiO 2，氢的氧化物为H 2O ，则根据活泼金属氧化物•较活泼金属氧化物•SiO 2•H 2O 得顺序可知Al 4[Si 4O 10](OH)8可改成：2Al 2O 3•4SiO 2•4H 2O ；
(2)S+2KNO 3+3C K 2S+N 2↑+3CO 2↑，反应中硫元素化合价0价降低为-2价，氮元素化合价+5价降低为0价，反应中做氧化剂的是S 、KNO 3，电子守恒计算，碳元素化合价0价升高为+4价，电子守恒分析电子转移总数12e -，其中硫得到电子2e -，氮元素得到电子10e -，电子转移总数12e -时，被硫氧化的碳0.5mol ，反应转移4mol 电子时，被S 氧化的C 有40.512 mol=16
mol ； (3)本来绿色，新出窟未见风者，正如瑁璃…烧之赤色，青矾厂气熏人，衣服当之易烂，载木不盛。

”青矾就是绿矾( FeSO 4•7H 2O)，说明分解生成了二氧化硫、三氧化硫、氧化铁和水，分解的化学方程式：2FeSO 4•7H 2O Fe 2O 3+SO 3↑+SO 2↑+14H 2O 。

9．铝硅合金材料性能优良。

铝土矿（含30% SiO 2、40. 8% Al 2O 3和少量Fe 2O 3等） 干法制取该合金的工艺如下：
（1）焙烧除铁反应：4(NH 4)2SO 4+Fe 2O 32NH 4Fe(SO 4)2+3H 2O+6NH 3（少部分Al 2 O 3发生类似反应）。

氧化物转化为硫酸盐的百分率与温度的关系如下图，最适宜焙烧温度为______________。

指出气体I 的用途 ____________（任写一种）。

（2）操作①包括：加水溶解、 过滤_______、_________。

若所得溶液中加入过量NaOH
溶液，含铝微粒发生反应的离子方程式为____________________
（3）用焦炭还原SiO2发生反应的化学方程式为_________________
【答案】300℃制氮肥或用硫酸吸收气体（氨气）循环到焙烧过程中洗涤干燥Al3++4OH-
=AlO2-+2H2O2C+SiO22CO↑+Si
【解析】
【分析】
铝土矿（含30% SiO2、40. 8% Al2O3和少量Fe2O3等）加硫酸铵焙烧，Fe2O3转化为
NH4Fe(SO4)2同时生成氨气，加水溶解、过滤，滤渣为SiO2和Al2O3，用焦炭在高温条件下还原SiO2、Al2O3得到硅铝熔体，在加纯铝搅拌，得到硅铝合金，据此分析解答。

【详解】
（1）焙烧时尽可能是氧化铁反应，而氧化铝不反应，由图可知在300℃时，氧化铁转化为硫酸盐的百分率很高，而氧化铝转化为硫酸盐的百分率最低，所以最适宜焙烧温度为300℃；
气体Ⅰ为氨气，氨气可以用于制氮肥，也可以用硫酸吸收来备硫酸铵循环到焙烧过程中；故答案为：300℃；制氮肥或用硫酸吸收气体（氨气）循环到焙烧过程中；
（2）由流程分析可知，操作①应包括：加水溶解、过滤、洗涤、干燥；溶液中含有铝离子与氢氧根离子生成偏铝酸根离子，其反应的离子方程式为：Al3++4OH-=AlO2-+2H2O；
故答案为：洗涤；干燥；Al3++4OH-=AlO2-+2H2O；
（3）在高温条件下，焦炭与SiO2反应生成Si和CO，其反应的方程式为：
2C+SiO22CO↑+Si，
故答案为：2C+SiO22CO↑+Si。

【点睛】
本题考查了物质分离和提纯基本操作，注重信息与所学知识的结合分析解决问题，侧重知识迁移应用能力的考查，注意把握流程中发生的化学反应为解答的关键。

10．请按要求完成下列各题：
（1）硫单质与浓硫酸在加热条件下反应的化学方程式__________________
（2）在水玻璃中通入过量二氧化碳，其总反应的离子方程式为
_________________________________
CuSO溶液的烧杯中，剧烈反应，放出气体并生成蓝色沉淀，（3）将一小块钠投入到盛4
其总反应的离子方程式为_________________________________
（4）石灰乳与苦卤中的Mg2+反应的离子方程式____________________________________（5）成分为盐酸的洁厕灵与“84”消毒液混合使用，易中毒，其中反应的离子方程式为
________________
（6）铁粉与水蒸气反应的化学方程式是____________________________________
【答案】S+2H2SO43SO2↑+2H2O SiO32-+2H2O+2CO2=H2SiO3↓+2HCO3-
2Na+2H2O+Cu2+═Cu(OH)2↓+H2↑+2Na+ Ca(OH)2+Mg2+=Mg(OH)2↓+Ca2+ Cl-+ClO-
+2H+═Cl2↑+H2O 3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2
【解析】
【分析】
(1)硫单质与浓硫酸在加热条件下生成SO2和水；
(2)在Na2SiO3溶液中通入过量二氧化碳，生成硅酸沉淀和NaHCO3；
(3)钠与硫酸铜溶液的反应实质为：钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，生成的氢氧化钠与铜离子反应生成氢氧化铜沉淀，据此写出反应的离子方程式；
(4)石灰乳与苦卤中的Mg2+反应生成Mg(OH)2和Ca2+；
(5)酸性条件下，氯离子和次氯酸根离子反应生成氯气和水；
(6)铁粉与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气。

【详解】
(1)硫单质与浓硫酸在加热条件下生成SO2和水，发生反应的化学方程式为S+2H2SO4
3SO2↑+2H2O；
(2)在Na2SiO3溶液中通入过量二氧化碳，生成硅酸沉淀和NaHCO3，发生反应的离子方程式为SiO32-+2H2O+2CO2=H2SiO3↓+2HCO3-；
(3)钠先与水反应生成氢氧化钠和氢气，生成的氢氧化钠与硫酸铜溶液反应生成氢氧化铜蓝色沉淀，反应的离子方程式为：2Na+2H2O+Cu2+═Cu(OH)2↓+H2↑+2Na+；
(4)石灰乳与苦卤中的Mg2+反应生成Mg(OH)2和Ca2+，反应的离子方程式为
Ca(OH)2+Mg2+=Mg(OH)2↓+Ca2+；
(5)酸性条件下，氯离子和次氯酸根离子反应生成氯气和水，离子方程式为Cl-+ClO-
+2H+═Cl2↑+H2O；
(6)铁粉与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，反应的化学方程式是
3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2。