高考化学硅及其化合物推断题综合题附答案

高考化学硅及其化合物推断题综合题附答案一、硅及其化合物1．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图所示。

A为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质，其晶体结构与金刚石相似。

请回答：（1）形成单质A的原子的结构示意图为________。

（2）E的化学式为________。

（3）B与氢氧化钠反应生成D和H2O的化学方程式是________。

（4）在D的溶液中通入过量CO2气体的离子方程式________。

（5）下列说法正确的是______A 水泥、玻璃、石英玻璃等都是传统硅酸盐材料。

B 高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维。

C 化学分析中常用到的分子筛是硅酸盐材料。

D 熔融烧碱不能选用陶瓷坩埚。

【答案】 CaSiO3 SiO2+2NaOH=NaSiO3+H2O SiO32-+2CO2+2H2O=H2SiO3↓+2HCO3- C,D【解析】【分析】“ A为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质”则A为Si；由“B+碳→A+E”可知B为SiO2， E为CO；由“B+NaOH→D+H2O”可得D为Na2SiO3；由“B+CaO→C”可得C为CaSiO3；据此结合设问进行分析作答。

【详解】（1）由分析可知，A为Si，其原子核内有14个质子，核外有三个电子层，共14个电子，其原子结构示意图为：；（2）由分析可知，E的化学式为：CaSiO3；（3）B为SiO2，与NaOH溶液反应生成Na2SiO3和水，该反应的化学方程式为：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O；（4）往D（Na2SiO3）溶液中通过过量CO2后，由于H2CO3的酸性比H2SiO3强，故反应生成H2SiO3；由于CO2过量，则反应生成HCO3-，故该反应的离子方程式为：SiO32-+2CO2+2H2O=H2SiO3↓+2HCO3-；（5）A、石英玻璃的主要成分是SiO2，不是硅酸盐材料，A不符合题意；B、光导纤维的主要成分是二氧化硅，不是硅单质，B不符合题意；C、分子筛的主要成分是硅酸盐，C符合题意；D、陶瓷可以被烧碱腐蚀，故熔融烧碱不能用陶瓷坩埚，D符合题意；故答案为：CD。

2．奥运五环“象征五大洲的团结，全世界的运动员以公正、坦率的比赛和友好的精神，在奥运会上相见”。

下图所示五元环代表A、B、C、D、E五种化合物，圆圈交叉部分指两种化合物含有一种相同元素；五种化合物由四种短周期元素形成，每种化合物仅含有两种元素。

A是工业制取硝酸的主要原料之一；B、E分子中所含电子数都为18，B不稳定，具有较强的氧化性，E是由六个原子构成的分子，可作火箭燃料；C是工业制光导纤维的主要原料；D中所含的两种元素的原子个数之比为3∶4。

根据以上信息回答下列问题：(1)A用于工业制取硝酸所发生反应的化学方程式_______________________。

(2)D的化学式是_______，E分子中含有_________键和______________键。

(3)B的水溶液呈弱酸性，其电离方程式可表示为____________，B在实验室中可以用于制取某种常见气体，其反应的化学方程式为______________________。

(4)B与E反应可生成单质G和一种常见的液体H，其反应的化学方程式为____________。

(5)用化学方程式表示C的另一种用途___________________。

【答案】4NH 3+5O24NO+6H2O Si3N4极性非极性 H2O2HO2-+H+2H2O22H2O+O2↑ 2H2O2+N2H4=N2↑+4H2O SiO2+2C Si+2CO↑【解析】【分析】A是工业制取硝酸的主要原料之一，则A是NH3；B、E分子中所含电子数都为18，B不稳定，具有较强的氧化性，则B是H2O2；E是由六个原子构成的分子，可作火箭燃料，则E 为N2H4；C是工业制光导纤维的主要原料，C是SiO2；D中所含的两种元素的原子个数之比为3∶4，则根据元素的组成及圆圈交叉部分指两种化合物含有一种相同元素，结合D中元素原子个数关系，可推知D是Si3N4，然后对问题分析、解答。

【详解】根据上述分析可知A是是NH3，B是H2O2，C是SiO2，D是Si3N4，E为N2H4。

(1)在工业上用氨的催化氧化法制取硝酸，反应的化学方程式为：4NH3+5O24NO+6H2O；(2) D的化学式是Si3N4，E是N2H4，在该物质的分子中含有N-H极性共价键和N-N非极性共价键，但该物质分子空间排列不对称，因此物质分子属于极性分子；(3)B是H2O2，该物质分子能够在水中微弱电离，存在电离平衡，主要是第一步的电离，电离方程式为：H 2O2HO2-+H+；在实验室中通常是用H2O2为原料，加入少量MnO2作催化剂制取O2，反应的化学方程式为：2H2O22H2O+O2↑；(4) H2O2与N2H4会发生反应，产生N2、H2O，根据电子守恒、原子守恒，可得该反应的化学方程式为：2H2O2+N2H4=N2↑+4H2O；(5) C是SiO2，可以与焦炭在高温下发生反应，制取Si单质，反应的化学方程式为：SiO2+2C Si+2CO↑。

由于光线在SiO2中会全反射，因此也可用作制光导纤维的原料。

3．A、B、C、D、E、F 六种物质的相互转化关系如图所示（反应条件和部分副产物未标出），其中反应①是置换反应。

（1）若 A、D、F 都是非金属单质，且 A、D 所含元素在周期表中同一列，A、F 所含元素在周期表中同一横行，则反应①的化学方程式是_______________________。

（2）若 A 是常见的金属单质，D、F 是气态单质，反应①在水溶液中进行，则反应②（在水溶液中进行）的离子方程式是_____________________；（3）若 B、C、F 都是气态单质，且 B 有毒，③和④两个反应中都有水生成，反应②需要放电才能发生，A、D 相遇有白烟生成，反应③的化学方程式是________________。

（4）若 A、D为单质，且 A 原子核内所含质子数是 D 的 2 倍，B 是参与大气循环的一种物质，③和④两个反应中都有红棕色气体生成，反应④的化学方程式是_________。

【答案】SiO2＋2C Si＋2CO↑ 2Fe2＋＋Cl2＝2Fe3＋＋2Cl－4NH3＋5O24NO＋6H2O C＋4HNO3CO2↑＋4NO2↑＋4H2O【解析】【分析】【详解】（1）若A、D、F都是非金属单质，反应①是置换反应，A、D同主族，根据框图可知，A 与F生成E，C与F也能生成E，因此只能是SiO2与C反应，则A是C、B是SiO2、C是CO、D是Si，E是CO2、F是O2。

反应①的方程式为SiO2＋2C 高温Si＋2CO↑。

（2）若A是常见的金属单质，反应①是置换反应，D、F是气态单质，根据框图可知，A 与F生成E，C与F也能生成E，因此A只能为Fe，D为H2，F为Cl2，B为HCl，C为FeCl2，E为FeCl3。

反应②的方程式为2Fe2＋＋Cl2＝2Fe3＋＋2Cl－。

（3）若 B、C、F 都是气态单质，且 B 有毒，③和④两个反应中都有水生成，反应②需要放电才能发生，A 、D 相遇有白烟生成，所以A 是氨气，B 是氯气，C 是氮气，D 是氯化氢，F 是氧气，E 是NO ，反应③的化学方程式是4NH 3＋5O 2 催化剂 4NO ＋6H 2O 。

（4）若A 、D 为短周期元素单质，且所含元素的原子序数A 是D 的2倍，所含元素的原子核外最外层电子数D 是A 的2倍，B 是参与大气循环的一种物质，反应①是置换反应，根据框图可知，A 为Mg ，D 为C ，B 为CO 2，C 为MgO ，又知③和④两个反应中都有红棕色气体生成，F 为HNO 3。

反应④的化学方程式是C ＋4HNO 3CO 2↑＋4NO 2↑＋4H 2O 。

【点晴】解框图题的方法的最关键的是寻找“突破口”，“突破口”就是抓“特”字，例如特殊颜色、特殊状态、特殊气味、特殊反应、特殊现象、特殊制法、特殊用途等。

4．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 H 2O 2Mg ＋CO 2C ＋2MgO C ＋H 2O(g)CO ＋H 2 【解析】【分析】氧化物f 是制造光导纤维的重要原料，f 是SiO 2，氧化物c 是一种具有磁性的黑色物质，c 是Fe 3O 4，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SiO 2，氧化物c 是一种具有磁性的黑色物质，c 是Fe 3O 4，反应①2Mg ＋CO 2C ＋2MgO ，反应②Fe 3O 4＋2C 2CO 2＋3Fe ，反应③3Fe ＋4H 2O （g ）Fe 3O 4＋4H 2，反应④C ＋H 2O(g)CO ＋H 2，反应⑤2C ＋SiO 2Si ＋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H 2O 。

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

5．A 、B 、C 、D 均为中学化学常见的纯净物，A 是单质。

它们之间有如下的反应关系：（1）若B 是气态氢化物。

C 、D 是氧化物且会造成光化学烟雾污染。

写③反应的化学方程式_________。

（2）若D 物质具有两性，②③反应均要用强碱溶液，④反应是通入过量的一种引起温室效应的主要气体。

写④反应离子方程式_________________________________。

（3）若A 是太阳能电池用的光伏材料。

C 、D 为钠盐，两种物质中除钠、氧外的元素均为同一主族，且溶液均显碱性。

写出②反应的化学方程式_____________________________。

（4）若A 是当今应用最广泛的金属。

④反应用到A ，②⑤反应均用到同一种非金属单质。

C 的溶液用于蚀刻印刷铜电路板，写出该反应的离子方程式____________________________________。

【答案】4NH 3+5O 2∆ 催化剂 4NO+6H 2O AlO 2-+2H 2O +CO 2= Al(OH)3↓+HCO 3- Si+2NaOH +H 2O =Na 2SiO 3+2H 2↑ Cu +2Fe 3+= Cu 2+ + 2Fe 2+【解析】【分析】【详解】（1）C 、D 是氧化物且会造成光化学烟雾污染，氮的氧化物会造成光化学污染，所以C 、D 是氮的氧化物，则B 是氨气；A 是氮气，C 为NO ，D 为二氧化氮，氨气与氧气催化氧化为NO 和水，化学方程式为4NH 3+5O 2∆ 催化剂 4NO+6H 2O ；（2）造成温室效应的气体是二氧化碳，若D 物质具有两性，②③反应均要用强碱溶液，则A 是Al ，B 是氧化铝，与强碱反应生成偏铝酸盐，则D 是氢氧化铝，④反应是通入过量二氧化碳，生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢根离子，离子方程式为AlO 2-+ 2H 2O +CO 2= Al(OH)3↓+HCO 3-；（3）太阳能电池的材料是Si ，所以A 是Si ，C 中含有Si 元素，与Si 同主族的元素为C ，则C 、D 为硅酸钠和碳酸钠，碳酸钠与二氧化硅高温反应生成硅酸钠和二氧化碳，则②反应是Si 与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和氢气，化学方程式为Si + 2NaOH +H 2O =Na 2SiO 3+2H 2↑；（4）C 的溶液用于蚀刻印刷铜电路板，即铁离子与Cu 的反应，所以A 是Fe ，则C 是氯化铁，B 是氧化铁，②⑤反应均用到同一种非金属单质氯气，所以氯化铁与Cu 反应的离子方程式为Cu +2Fe 3+= Cu 2+ + 2Fe 2+。