2020-2021备战高考化学硅及其化合物推断题综合练习题及答案解析

2020-2021备战高考化学硅及其化合物推断题综合练习题及答案解析

一、硅及其化合物

1．有两种短周期元素X 、Y ，X 元素原子的最外层电子数为a ，次外层电子数为b ；Y 元素原子的M 层（有电子）电子数为()a b -，L 层电子数为()a b +。

（1）推断元素名称和符号：X _______、______，Y ______、_______。

（2）X 、Y 两元素形成的化合物可能具有的性质是_______（填序号）。

A .能与水反应

B .能与硫酸反应

C .能与氢氧化钠溶液反应 （3）X 元素的原子含有_______个能层，Y 元素的原子含有_______个能层。

【答案】氧 O 硅 Si C 2 3

【解析】

【分析】

短周期元素X 和元素Y ，元素X 原子的最外层电子数为a ，次外层电子数为b ；元素Y 原子的M 层电子数为(a －b )，L 层电子数为(a ＋b )，则L 层电子数为8，所以a ＋b ＝8，所以元素X 原子有2个电子层，故b ＝2，所以a ＝8－b ＝8－2＝6，故X 为O 元素；故元素Y 原子的M 层电子数为a －b ＝6－2＝4，Y 为Si 元素，X 、Y 两元素形成的化合物为SiO 2，结合元素化合物的性质判断。

【详解】

(1)X 为O 元素，Y 为Si 元素，故答案为：氧；O ；硅；Si ；

(2)X 、Y 两元素形成的化合物为SiO 2；

A ．SiO 2不与水反应，故A 错误；

B ．SiO 2性质稳定，溶于HF 酸，不溶于其它酸，故B 错误；

C ．SiO 2与氢氧化钠反应生成硅酸钠与水，故C 正确；

D ．SiO 2不与氯气反应，故D 错误；

故答案为：C ；

(3)氧原子和硅原子的原子结构示意图分别为：、，所以氧原子有2个能

层，硅原子有3个能层，故答案为：2；3。

【点睛】

本题推断元素种类是解题关键，根据每一能层能够排布的电子数多少进行综合判断，注意二氧化硅性质的特殊性。

2．短周期主族元素 X 、Y 、Z 、W 原子序数依次增大， X 、Z 、W 均可形成酸性氧化物。X 的一种氢化物分子空间构型为三角锥型，YW 是氯碱工业的主要原料，Z 的最外层电子数为4，请回答以下问题：

(1)表示氯碱工业生产原理的化学方程式为____________________________________。

(2)X 的另一种氢化物X 2H 4可作为火箭推进器燃料，其结构式为__________________ 。

(3)Y 的氧化物中，有一种既含离子键又含共价键，该氧化物的电子式为 ___________。

(4)Z 的氧化物属于晶体，工业制备Z 单质的化学方程式为________________________。

(5)W单质是毒性很大的窒息性气体。工业上用X气态氢化物的浓溶液检验W单质是否泄露，写出反应的化学方程式_________________________________________ 。

【答案】2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑

2C+SiO22CO↑+Si 8NH3+3Cl2=6NH4Cl+N2

【解析】

【分析】

短周期主族元素 X、Y、Z、W 原子序数依次增大，X、Z、W 均可形成酸性氧化物。X的一种氢化物分子空间构型为三角锥型，该氢化物为氨气，在X为N元素；YW是氯碱工业的主要原料，该物质为NaCl，则Y为Na、W为Cl元素；Z的最外层电子数为4，原子序数大于Na，则Z为Si元素，据此进行解答。

【详解】

根据分析可知，X为N元素，Y为Na，Z为Si，W为Cl元素。

(1)氯碱工业中电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氢气和氯气，该反应的化学方程式为：

2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑；

(2)X2H4为N2H4，其结构简式为NH2-NH2，每个氮原子形成三个化学键，N2H4的结构式为

；

(3)Na的氧化物中既含离子键又含共价键的为过氧化钠，过氧化钠为离子化合物，其电子式为；

(4)Z为Si元素，其氧化物为SiO2，二氧化硅属于原子晶体；工业上用碳与二氧化硅在高温下反应制取硅，该反应的化学方程式为：2C+SiO22CO↑+Si；

(5)W单质为氯气，氯气是毒性很大的窒息性气体，X气态氢化物为氨气，氯气与氨气反应生成氯化铵和氮气，结合电子守恒、质量守恒配平该反应的化学方程式为：

8NH3+3Cl2=6NH4Cl+N2。

【点睛】

本题考查元素周期表、元素周期律的应用的知识，推断元素为解答关键，注意掌握元素周期律内容及常见化学用语的书写原则，物质的化学性质及物理性质，试题培养了学生的学以致用的能力。

3．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。

4．设计如下实验探究橄榄石（仅含三种短周期元素）的组成和性质。

（1）橄榄石的组成元素是O和____、____（填元素符号），化学式为__________。（2）写出白色粉末A的一种用途：__________________________。

（3）白色粉末A溶于NaOH溶液的离子方程式是 _________________________________。