高考化学压轴题专题硅及其化合物推断题的经典综合题附答案解析

高考化学压轴题专题硅及其化合物推断题的经典综合题附答案解析

一、硅及其化合物

1．如图为一定量饱和Ca(OH)2溶液中通入CO2气体后，产生CaCO3白色沉淀的质量与通入的CO2体积之间的关系曲线。请回答：

①OA段曲线所表示的化学反应方程式：_________，A点处已参加反应的CO2与Ca(OH)2的物质的量之比为________。

②B处溶液中存在的浓度较大的两种离子是________和________(填离子符号)，将B处生成的溶液煮沸，可见到的现象是_____________。

【答案】Ca(OH)2＋CO2=CaCO3↓＋H2O 1∶1 Ca2＋ HCO3—溶液变浑浊(或产生白色沉淀) 【解析】

【分析】

二氧化碳与氢氧化钙饱和溶液的反应与二氧化碳的量有关，少量二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，反应的化学方程式为CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O，过量二氧化碳与氢氧

化钙反应生成碳酸氢钙，反应的化学方程式为2CO2+Ca(OH)2=Ca(HCO3)2，由图可知OA段随着CO2通入CaCO3的量逐渐增大，A点达到沉淀最大值，AB段随CO2的通入，生成的CaCO3不断溶解转化为Ca(HCO3)2，B点CaCO3全溶解，溶液又变得澄清。

【详解】

①由图可知OA段随着CO2通入CaCO3的量逐渐增大，A点达到沉淀最大值，则OA段发

生的反应为二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，反应的化学方程式为

CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O，由方程式可知A点处已参加反应的二氧化碳和氢氧化钙的物质的量比为1:1，故答案为：CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O；1:1；

②由图可知AB段随CO2的通入，生成的CaCO3不断溶解，发生的反应为二氧化碳与碳酸

钙反应生成碳酸氢钙，则溶液中存在的浓度较大的两种离子是钙离子和碳酸氢根离子；将碳酸氢钙溶液煮沸，碳酸氢钙受热分解生成难溶的碳酸钙、二氧化碳和水，则可见到的现象是澄清溶液变浑浊，故答案为：Ca2＋；HCO3—；溶液变浑浊(或产生白色沉淀)。

【点睛】

明确碳酸的正盐与过量的CO2反应时生成碳酸氢盐、碳酸氢盐与碱反应时生成碳酸的正盐和水、碳酸氢盐在加热条件下生成碳酸正盐、水和CO2是解答关键。

2．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。

3．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 3Fe 3O 4+8 Al

9Fe +4 Al 2O 3 CO 2 MgO CuO H 2O SiO 2 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。

4．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。