2020-2021高考化学硅及其化合物推断题综合题汇编含答案

2020-2021高考化学硅及其化合物推断题综合题汇编含答案
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．下图中的每一方格表示相关的一种反应物或生成物。

其中B是一种单质，其余物质也都是含有B元素的化合物。

C是一种钠盐，E是C对应的酸，B的结构类似金刚石，D为氧化物。

请回答下列问题：
(1)A、D、E的化学式分别为________、________、________。

(2)A和B的互相转化在工业上有什么实际意义？_____________________。

(3)写出D→C反应的化学方程式：_____________________。

(4)写出E→D反应的化学方程式：_____________________。

【答案】SiCl4SiO2H2SiO3粗硅提纯SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O H2SiO3SiO2＋H2O
【解析】
【分析】
B是一种单质,其余物质都是含有B元素的化合物,B的结构类似金刚石，则B属于原子晶体,结合转化关系可以知道B为Si元素，而D为B的氧化物,则D是SiO2，A为 SiCl4，C是一种钠盐,则C是Na2SiO3，E是C对应的酸，则E是H2SiO3，结合对应物质的性质以及题目要求解答该题。

【详解】
B是一种单质,其余物质都是含有B元素的化合物,B的结构类似金刚石，则B属于原子晶体,结合转化关系可以知道B为Si元素，而D为B的氧化物,则D是SiO2，A为 SiCl4，C是一种钠盐,则C是Na2SiO3，E是C对应的酸，则E是H2SiO3，
(1)由以上分析可以知道A为SiCl4,D为SiO2,E为H2SiO3；
因此，本题正确答案是: SiCl4，SiO2，H2SiO3。

(2)四氯化硅与氢气反应生成硅和氯化氢，硅与氯气反应生成四氯化硅，因此A和B的互变实际意义是粗硅提纯；
因此，本题正确答案是：粗硅提纯；
(3)二氧化硅和NaOH溶液反应生成硅酸钠,方程式为SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O；
因此，本题正确答案是: SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O。

(4) H2SiO3不稳定,加热分解可生成SiO2,方程式为H2SiO3SiO2＋H2O；
因此，本题正确答案是: H2SiO3SiO2＋H2O。

【点睛】
硅能够与氧气反应生成二氧化硅，硅酸加热分解产生二氧化硅；二氧化硅不溶于水，也不与水反应，不能用二氧化硅与水直接反应制备硅酸，因此要制备硅酸，可以先把二氧化硅溶于强碱溶液中，然后加入强酸，可以得到白色胶状沉淀硅酸。

3．X、Y、Z、W四种物质有如下相互转化关系（其中X、W为单质，Y、Z为化合物，未列出反应条件）。

（1）若X的摩尔质量是W的2倍，工业上Z可作优质的耐高温材料。

W为黑色固体，则Y 的化学式________________。

（2）若固体W是紫红色，且向溶液Z中滴入氯水，再滴入2滴KSCN溶液，溶液呈血红色。

则写出X+Y=Z+W 的离子方程式__________________________。

（3）若晶体W是一种重要的半导体材料，实验室可用澄清石灰水来检验Z的燃烧产物。

写出Y与NaOH溶液反应的化学方程式________________________________________。

【答案】CO2 Fe+Cu2+=Fe2++Cu SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O
【解析】
（1）X、W为单质，Y、Z为化合物，W为黑色固体，应为C单质，X的摩尔质量是W的2
倍，Z可作优质的耐高温材料，X为Mg，Z为MgO，Y为CO2。

（2）向溶液Z中滴入氯水，再滴入2滴KSCN溶液，溶液呈血红色，则Z为Fe2+，W是紫红色固体，则W为Cu，X+Y=Z+W反应方程式为：Fe+Cu2+=Fe2++Cu。

（3）晶体W是一种重要的半导体材料，则W是Si；实验室可用澄清石灰水来检验Z的燃烧产物，则Z的燃烧产物为CO2，化合物Z为CO，则X为C单质，Y为SiO2，Y与NaOH 溶液反应的化学方程式为：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O。

4．已知A是灰黑色、有金属光泽的固体单质。

根据如图所示的物质之间的转化关系，回答下列有关问题。

(少量)
(1)写出A、B、C、D的化学式：A________，B________，C________，D________。

(2)写出D→A的化学方程式：___________________________________。

(3)写出B→C的离子方程式：___________________________________；
【答案】Si Na2SiO3 H2SiO3 SiO2 SiO2+2C Si+2CO↑ CO2+ SiO32- +H2O=H2SiO3↓+CO32-【解析】
【分析】
A是灰黑色、有金属光泽的固体单质，根据转化关系，A能与氢氧化钠反应，同时由D与碳高温条件下制得，可知A为Si，Si与氧气反应生成的D为SiO2；Si与NaOH溶液反应生成B为硅酸钠，硅酸钠与二氧化碳反应生成的C为H2SiO3，H2SiO3受热分解得D为
SiO2，SiO2与NaOH溶液反应生成Na2SiO3，据此答题。

【详解】
A是灰黑色、有金属光泽的固体单质，根据转化关系，A能与氢氧化钠反应，同时由D与碳高温条件下制得，可知A为Si，Si与氧气反应生成的D为SiO2；Si与NaOH溶液反应生成B为硅酸钠，硅酸钠与二氧化碳反应生成的C为H2SiO3，H2SiO3受热分解得D为
SiO2，SiO2与NaOH溶液反应生成Na2SiO3。

(1)根据上面的分析可知，A为Si，B为Na2SiO3，C为H2SiO3，D为SiO2；
(2)A为Si，D为SiO2，SiO2与碳单质在高温下反应生成单质Si，反应的化学方程式为
SiO2+2C Si+2CO↑；
(3)B Na2SiO3，C是H2SiO3，向硅酸钠溶液溶液中通入CO2气体，发生复分解反应生成硅酸，反应的离子方程式为：CO2+ SiO32- +H2O=H2SiO3↓+CO32-。

【点睛】
本题考查无机物推断，涉及硅和二氧化硅、硅酸盐的性质。

熟练掌握元素化合物性质与转化为解答关键，试题有利于提高学生的分析能力及逻辑推理能力。

5．已知A、B、C、D、E是中学常见的五种化合物。

且A、B、C均含有同一种元素，A可用于呼吸面具中的氧气来源，B是制备普通玻璃的主要成分之一，D在常温下是一种常见液体，E是一种两性氢氧化物，F是一种非金属单质。

它们之间有如下关系：
A+D→C+F，C+E→盐+D。

（1）写出下列物质的化学式：A_____、B_____、D_____、F_______
（2）写出C+E→盐+D的离子方程式_____________________________；
（3）E中某元素的单质可与氧化铁发生铝热反应，写出其反应的化学方程式
__________________________________。

【答案】Na2O2 Na2CO3 H2O O2 Al(OH)3 + OH-= AlO2- +2H2O 2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe 【解析】
【分析】
A、B、C、D、E是中学常见的五种化合物。

且A、B、C均含有同一种元素，A可用于呼吸面具中的氧气来源，A为过氧化钠；B是制备普通玻璃的主要成分之一，且含有钠元素，为碳酸钠；D在常温下是一种常见液体，D为水；E是一种两性氢氧化物，E为氢氧化铝；F是一种非金属单质，A+D→C+F，则C为氢氧化钠，F为氧气；氢氧化钠能够与氢氧化铝反应生成偏铝酸钠和水，满足C+E→盐+D，据此分析解答。

【详解】
(1)根据上述分析，A为过氧化钠，B为碳酸钠，C为氢氧化钠，D为水；E为氢氧化铝；F 为氧气，故答案为Na2O2；Na2CO3；H2O；O2；
(2)C+E→盐+D为氢氧化钠与氢氧化铝反应生成偏铝酸钠和水，氢氧化铝难溶于水，应该用化学式表示，反应的离子方程式为Al(OH)3 + OH-= AlO2- +2H2O，故答案为Al(OH)3 + OH-= AlO2- +2H2O；
(3)铝与氧化铁发生铝热反应，反应的化学方程式为2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe，故答案为
2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe。

6．常见物质之间的转化如下图所示：
其中 B 常被用于制造光导纤维，其对应的单质的结构与金刚石的结构是相似的。

（1）试推测：A___________，F___________(写化学式)
（2）试写出反应④的离子方程式：___________。

（3）写出反应①的化学方程式___________。

（4）在反应①中，碳的作用是___________，当生成 1molA 时，转移电子的数目为
___________。

【答案】 Si H2SiO3 SiO2+20H―=SiO32―+H2O SiO2+2C Si+2CO↑还原剂 2.408×l024
【解析】本题考查无机框图推断题，B常用于制造光导纤维，即B为SiO2，反应①工业上制取粗硅的反应，发生2C＋SiO2Si＋2CO，A为Si，D为CO，反应④SiO2属于酸性氧化物，与氢氧化钠反应，即SiO2＋2OH－=SiO32－＋H2O，反应⑤是CO与O2反应生成CO2，利用硅酸的酸性弱于碳酸，即反应⑥是SiO32－＋CO2＋H2O=H2SiO3↓＋CO32－，（1）根据上述分析，A为Si，F为H2SiO3；（2）反应④的离子反应方程式为SiO2＋2OH－=SiO32－＋H2O；（3）反应①的方程式为：2C＋SiO2Si＋2CO；（4）根据反应方程式，C的化合价由0价→+2价，化合价升高，C作还原剂，Si的化合价由＋4价→0价，化合价降低4价，因此生成1molSi，转移电子物质的量为4mol，转移电子的数目是4N A。

点睛：本题相对比较简单，熟记光导纤维的成分是SiO2，工业上制取硅，注意生成的是CO，不是CO2，同时注意（4），问题是转移电子的数目，不是转移电子的物质的量。

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．（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．阅读下面信息，推断元素，按要求回答问题：
信息问题
①短周期元素X、Y、Z、W，原子序数依次增大，最外层电子数均不少于最内层电子数(1)X一定不是______；A．氢 B．碳 C．氧 D．硫
②一定条件下，上述四种元素的单质均能与足量
的氧气反应，生成的氧化物有两种能溶于稀硫
酸，三种能溶于浓NaOH，氧化物的相对式量都大
于26
(2)这四种元素含有铝元素吗?__；
③上述四种元素的单质的混合物，加入足量的盐
酸溶液，固体部分溶解，过滤，向滤液中加入过
量的烧碱溶液，最终溶液中有白色沉淀
(3)白色沉淀的化学式为________；
④上述四种元素的单质的混合物，加入足量的烧碱溶液，固体部分溶解，过滤，向滤液中加入过量的盐酸溶液，最终溶液中有白色沉淀(4)生成白色沉淀的离子方程式为______________________；
【答案】AD 一定含有铝元素 Mg(OH)2 SiO 32－+ 2H ＋＝H 2SiO 3↓
【解析】
【分析】
(1)X 若为氢时，其最外层电子数为1；X 若为硫，原子序数比X 大的Y 、Z 、W 不可能都是短周期元素；
(2)有一种元素的氧化物既能与酸反应、又能与碱反应；
(3)白色沉淀应为碱，短周期元素中只有Mg(OH)2符合；
(4)滤液中加入过量的盐酸溶液，得到的应是难溶于水的弱酸，可为H 2SiO 3或H 4SiO 4；
【详解】
(1)X 若为氢时，其最外层电子数为1，不合理；X 若为硫，原子序数比X 大的Y 、Z 、W 不可能都是短周期元素，不合理，X 为碳或氧时合理，故答案为AD ；
(2)四种元素的单质均能与足量的氧气反应，生成的氧化物有两种能溶于稀硫酸，三种能溶于浓NaOH ，氧化物的相对式量都大于26，说明四种元素均为第三周期主族元素，且有一种元素的氧化物既能与酸反应、又能与碱反应，则一定含有铝元素；
(3)对所有短周期元素进行试探，唯有镁元素符合性质，可知白色沉淀物的化学式为Mg(OH)2；
(4)唯有硅元素在④变化中最终得到白色沉淀H 2SiO 3(或H 4SiO 4)，生成该白色沉淀的离子方程式为SiO 32-+2H +=H 2SiO 3↓(或SiO 32-+2H ++H 2O=H 4SiO 4↓)。

10．“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CaCO3+2CH3COOH═(CH3COO)2Ca+H2O+CO2↑，其离子反应为
CaCO3+2CH3COOH═Ca2++2CH3COO－+H2O+CO2↑，
故答案为：CaCO3+2CH3COOH═Ca2++2CH3COO－+H2O+CO2↑；
(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+4H2O(g)高温
Fe3O4+4H2，故答案为：3Fe+4H2O(g)
高温
Fe3O4+4H2；
(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－。