高考化學備考之硅及其化合物推斷題壓軸突破訓練∶培優篇一、硅及其化合物1．已知：甲、乙、丙、丁為常見化合物，A、B為單質，相互轉化關系如圖。其中甲是天然氣的主要成分。回答下列問題：（1）丁物質的名稱：______，丙物質的化學式：_________________________________________。（2）檢驗化合物乙的化學方程式：___________________________________________________。（3）試劑X可能的化學式：________、________(要求：所選物質類別不同)。（4）通過分析表明：燃料充分燃燒的條件之一是______________________________。（5）取變紅溶液于試管中加熱，觀察到的現象有_______________________________________。【答案】水COCO2＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋H2OO2CuO充足的氧氣紅色溶液變成紫色，有氣泡冒出【解析】【分析】甲是天然氣的主要成分，則甲是甲烷，甲與A，B與A能燃燒，則A是氧氣，丁電解生成A、B，則B是氫氣，丁是水，乙與水加入紫色石蕊試液后溶液變紅，則乙是二氧化碳，丙與乙可以相互轉化，則丙是一氧化碳，據此分析解答。【詳解】(1)根據分析可知丁是水，丙是CO，故答案為：水；CO；(2)檢驗二氧化碳的方法是將氣體通入澄清石灰水，反應方程式為：CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O；(3)由丙轉化到乙，則試劑X可以是氧氣，也可以是氧化銅等物質，所屬的類別分別是單質和氧化物；故答案為：O2；CuO；(4)通過分析表明:燃料充分燃燒的條件之一是要有充足的氧氣；故答案為：充足的氧氣；(5)取變紅溶液于試管中加熱會發生碳酸分解的過程，故可以觀察到的現象是紅色溶液變成紫色，有氣泡冒出；故答案為：紅色溶液變成紫色，有氣泡冒出。2．在下列物質的轉化關系中，A是一種固體物質，E是一種白色沉淀，據此填寫下列空白：(1)B的化學式是________，B在固態時屬于________晶體，1mol含有的共價鍵數目是______NA。(2)E的化學式是_________。(3)B和a溶液反應的離子方程式是_______________________________(4)A和a溶液反應的化學方程式是___________________________________【答案】SiO2原子4H2SiO3SiO2＋2OH－＝SiO32－＋H2OSi＋2NaOH＋H2O＝Na2SiO3＋2H2↑【解析】【分析】A是一種固體單質，與氧氣反應得到B為氧化物，E是一種白色沉淀且不溶于鹽酸，E加熱分解得到B，所以E為H2SiO3，結合轉化關系，可知A為Si，B為SiO2，a為強堿溶液，如NaOH溶液，G為Na2SiO3，D為H2O，F為H2。【詳解】（1）由上述分析可知，B是SiO2，SiO2由硅原子和氧原子通過共用電子對形成空間網狀結構，在固態時屬于原子晶體，每個硅原子和四個氧原子形成四個共價鍵，1mol含有的共價鍵數目是4NA。故答案為：SiO2；原子；4；（2）由上述分析可知，E為H2SiO3，故答案為：H2SiO3；（3）二氧化硅與強堿溶液反應生成硅酸鹽與水，反應的離子方程式為：SiO2+2OH－=SiO32－+H2O；故答案為：SiO2+2OH－=SiO32－+H2O；（4）Si與氫氧化鈉反應生成硅酸鈉與氫氣，反應方程式為：Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑，故答案為：Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑。【點睛】本題考查無機物推斷，B為氧化物、E為不溶于鹽酸的白色沉淀為推斷突破口，需要學生熟練掌握元素化合物性質。3．單質Z是一種常見的半導體材料，可由X通過如下圖所示的路線制備，其中X為Z的氧化物，Y為氫化物，分子結構與甲烷相似，回答下列問題：（1）能與X發生化學反應的酸是_________；由X制備Mg2Z的化學方程式為_________。（2）由Mg2Z生成Y的化學反應方程式為_________，Y分子的電子式為_________。（3）Z、X中共價鍵的類型分別是_________。【答案】氫氟酸SiO2+MgO2↑+Mg2SiMg2Si+4HCl=2MgCl2+SiH4非極性鍵、極性鍵【解析】【詳解】單質Z是一種常見的半導體材料，則Z為Si，X為Z的氧化物，則X為SiO2，Y為氫化物，分子結構與甲烷相似，則Y為SiH4，加熱SiH4分解得到Si與氫氣。（1）能與SiO2發生化學反應的酸是氫氟酸；由SiO2制備Mg2Si的化學方程式為：SiO2+4Mg2MgO+Mg2Si。（2）由Mg2Z生成Y的化學反應方程式為：Mg2Si+4HCl=2MgCl2+SiH4↑，Y為SiH4，電子式為。（3）Z為Si，周期表中位于第三周期IVA族，其單質屬于原子晶體，化學鍵類型為非極性共價鍵；X為SiO2，屬于原子晶體，含有的化學鍵屬于極性共價鍵。4．設計如下實驗探究某礦石（僅含四種短周期元素）的組成和性質，已知礦石含有一定的結晶水：（1）礦石的組成元素是H、O和_____、______（填元素符號），化學式為_____________。（2）白色粉末3溶于NaOH溶液的離子方程式是________。【答案】Mg，SiMgSiO3·2H2O2OH-＋SiO2=SiO32-＋H2O【解析】根據流程圖，礦石灼燒后生成無色氣體1，冷凝后得到無色液體1，該無色液體為水，質量為3.6g，物質的量為0.2mol；白色粉末2能夠溶于過量鹽酸，得到白色膠狀沉淀2，和無色溶液3；根據鹽酸提供的氫離子和氯離子分析，白色膠狀沉淀2可能是氯化銀沉淀或硅酸沉淀；白色膠狀沉淀2灼燒得到白色粉末3，該物質能夠溶于氫氧化鈉溶液，說明白色粉末為二氧化硅，不可能為氯化銀，因此白色膠狀沉淀2為硅酸；無色溶液3中加入過量氫氧化鈉得到白色沉淀，說明白色沉淀3為氫氧化鎂，5.8g氫氧化鎂的物質的量為0.1mol，因此白色粉末2中含有4g氧化鎂和6g二氧化硅，因此白色粉末2為硅酸鎂。(1)根據上述分析，礦石的組成元素是H、O、Mg和Si，硅酸鎂的質量為10g，物質的量為=0.1mol，水的物質的量為=0.2mol，因此化學式為MgSiO3·2H2O，故答案為Mg；Si；MgSiO3·2H2O；(2)白色粉末3為二氧化硅，溶于NaOH溶液的離子方程式為2OH-＋SiO2=SiO32-＋H2O，故答案為2OH-＋SiO2=SiO32-＋H2O。點睛：本題考查了物質的組成和性質的推斷。本題的難點是白色膠狀沉淀2和白色粉末3的判斷，可以根據反應物中有鹽酸結合白色粉末3能夠與氫氧化鈉溶液反應考慮。5．A、B、C、D、E、F六種物質的相互轉化關系如圖所示（反應條件和部分副產物未標出），其中反應①是置換反應。（1）若A、D、F都是非金屬單質，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橫行，則反應①的化學方程式是_______________________。（2）若A是常見的金屬單質，D、F是氣態單質，反應①在水溶液中進行，則反應②（在水溶液中進行）的離子方程式是_____________________；（3）若B、C、F都是氣態單質，且B有毒，③和④兩個反應中都有水生成，反應②需要放電才能發生，A、D相遇有白煙生成，反應③的化學方程式是________________。（4）若A、D為單質，且A原子核內所含質子數是D的2倍，B是參與大氣循環的一種物質，③和④兩個反應中都有紅棕色氣體生成，反應④的化學方程式是_________。【答案】SiO2＋2CSi＋2CO↑2Fe2＋＋Cl2＝2Fe3＋＋2Cl－4NH3＋5O24NO＋6H2OC＋4HNO3CO2↑＋4NO2↑＋4H2O【解析】【分析】【詳解】（1）若A、D、F都是非金屬單質，反應①是置換反應，A、D同主族，根據框圖可知，A與F生成E，C與F也能生成E，因此只能是SiO2與C反應，則A是C、B是SiO2、C是CO、D是Si，E是CO2、F是O2。反應①的方程式為SiO2＋2CSi＋2CO↑。（2）若A是常見的金屬單質，反應①是置換反應，D、F是氣態單質，根據框圖可知，A與F生成E，C與F也能生成E，因此A只能為Fe，D為H2，F為Cl2，B為HCl，C為FeCl2，E為FeCl3。反應②的方程式為2Fe2＋＋Cl2＝2Fe3＋＋2Cl－。（3）若B、C、F都是氣態單質，且B有毒，③和④兩個反應中都有水生成，反應②需要放電才能發生，A、D相遇有白煙生成，所以A是氨氣，B是氯氣，C是氮氣，D是氯化氫，F是氧氣，E是NO，反應③的化學方程式是4NH3＋5O24NO＋6H2O。（4）若A、D為短周期元素單質，且所含元素的原子序數A是D的2倍，所含元素的原子核外最外層電子數D是A的2倍，B是參與大氣循環的一種物質，反應①是置換反應，根據框圖可知，A為Mg，D為C，B為CO2，C為MgO，又知③和④兩個反應中都有紅棕色氣體生成，F為HNO3。反應④的化學方程式是C＋4HNO3CO2↑＋4NO2↑＋4H2O。【點晴】解框圖題的方法的最關鍵的是尋找“突破口”，“突破口”就是抓“特”字，例如特殊顏色、特殊狀態、特殊氣味、特殊反應、特殊現象、特殊制法、特殊用途等。6．下圖中的A~H是中學化學中常見的八種物質，所有物質均由短周期元素組成，其中B、F、H都含有同一種元素；B、D、E為單質，其他為化合物，常溫常壓下C為無色液體，D、E為氣體；H的晶體熔點高、硬度大、閃爍著晶瑩的光澤。A~H之間的轉化關系如圖所示。（1）C的化學式為__________________、A的電子式為_____________；（2）A、B的混合物加C后，可能發生的反應的化學方程式為___________________________、_____________________________________；（3）向F溶液中逐漸滴入鹽酸直至過量，若看到的現象是先出現白色沉淀后沉淀消失，寫出符合現象的離子方程式______________________________________，與之對應的D、E恰好完全反應生成C時A與B的物質的量之比為：________；【答案】H2O2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑（或2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑）AlO2-+H++H2O=Al(OH)3↓、Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O3：2【解析】【分析】常溫常壓下C為無色液體，且D、E兩種氣體經點燃得到C，則C為H2O，D、E為H2和O2。根據H的性質，可以推出H為SiO2（石英）或Al2O3（剛玉）。B、H含有同一物質，且B為單質，則B為Si或Al。和H2O放出O2的物質是Na2O2，則A為Na2O2。Na2O2和H2O反應后，生成NaOH可以和別的物質反應生成H2等。從A、B和A、H的反應可以判斷，D為H2，E為O2。當H為Al2O3時，B為Al，F、G為NaOH、NaAlO2；當H為SiO2時，B為Si，F、G為Na2SiO3、NaOH。【詳解】（1）經分析，C為H2O，A為Na2O2，其電子式為：；（2）當B為Si時，該反應為2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑、Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑；當B為Al時，該反應為2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑、2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑；（3）向F中滴加過量鹽酸，先是有白色沉淀生成，然后沉淀消失，則F為NaAlO2，離子方程式為AlO2-+H++H2O=Al(OH)3↓、Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O；B為Al，D為H2，E為O2，若D、E恰好完全反應，設n(O2)=1mol，則n(H2)=2mol，則n(Na2O2)=2mol，n(Al)=mol，則n(Na2O2)：n(Al)=3：2。7．X是一種新型無機非金屬材料，具有耐磨、耐腐蝕、抗冷熱沖擊性。有關生產過程如下：為了確定C的組成，某同學進行了以下的探究過程。已知F、G都是難溶于水和稀硝酸的白色沉淀，I可做光導纖維。按要求回答下列問題：（1）C的空間構型為__________；X的化學式為__________。（2）反應②的化學方程式為__________。（3）反應⑦的離子方程式__________。【答案】（1）正四面體；Si3N4；（2）SiCl4+8NH3=Si(NH2)4+4NH4Cl；（3）SiO32-+2CO2+2H2O=H2SiO3↓+2HCO3-；【解析】試題分析：I可做光導纖維，所以I是二氧化硅，則F是硅酸，H是硅酸鈉.又因為F、G都是難溶于水和稀硝酸的白色沉淀，所以G是氯化銀，因此C是SiCl4，則A是硅，B是氯氣。根據X的性質可知，X是原子晶體，所以X是Si3N4。由轉化關系可知，SiCl4與NH3反應生成Si(NH2)4，根據原子守恒可知還生成HCl，由于氨氣過量，故應生成NH4Cl；CO2是過量的，因此生成物是碳酸氫鈉與硅酸。（1）由以上分析可知C為SiCl4，具有甲烷的結構，為正四面體，X為Si3N4；（2）由轉化關系可知，SiCl4與NH3反應生成Si(NH2)4，根據原子守恒可知還生成HCl，由于氨氣過量，故應生成NH4Cl，故反應于的反應方程式為：SiCl4+8NH3=Si(NH2)4+4NH4Cl；（3）CO2是過量的，因此生成物是碳酸氫鈉與硅酸，反應輿的離子方程式為：SiO32-+2H2O+2CO2=2H2SiO3↓+2HCO3-。【考點定位】本題考查無機物的推斷，硅及其化合物的性質。【名師點晴】本題考查無機物的推斷。此類題的解答一般有以下步驟：思維起點的選擇：思維起點是指開始時的思維指向、思維對象或思維角度，推斷題中的思維起點應是最具特征的某個條件(包括文字敘述或某個變化過程)；思維過程的展開：解題者在確定思維起點的基礎上，利用題目所給信息，結合已有的化學知識和解題經驗，不斷地縮小問題狀態與目標狀態的距離；思維過程的檢驗：將上述思維過程的結果代入題中，檢查一下是否符合題中條件。最關鍵的是尋找“突破口”，“突破口”就是抓“特”字，例如特殊顏色、特殊狀態、特殊氣味、特殊反應、特殊現象、特殊制法、特殊用途等。8．X、Y、Z為常見的三種單質，Z是綠色植物光合作用的產物之一，A、B為常見化合物。它們在一定條件下可發生如圖所示的反應（均是在非溶液中進行的反應）：（1）畫出Z的原子結構示意圖_______；（2）當X為金屬，Y為非金屬時，A可能的電子式為__________或_________；（3）當X為非金屬，Y為金屬時，X可能的化學式為__________或_________；（4）當X與Y均為金屬時，寫出X與A反應的化學方程式_______________________；（5）當X與Y均為非金屬時，若X與Y同主族，寫出X與A反應的化學方程式_____________________________________；若X與Y不在同一主族，寫出X與A反應的化學方程式______________________________。【答案】CH22Al+Fe2O32Fe+Al2O3C+SiO2Si+CO2C+H2OH2+CO【解析】【分析】先根據C是單質且C是綠色植物光合作用的產物之一，判斷C是氧氣，A、B是單質，與氧氣反應，得出X、Y是含氧化合物，然后采用假設的方法分析．【詳解】C是單質且C是綠色植物光合作用的產物之一，所以C是O2．A、B是單質，分別與O2反應生成含氧化合物，A+X→B+Y，屬置換反應．（2）如果X是鈉，Y是氫氣，A就是H2O，B就是NaOH，鈉與水反應的方程式為2Na+2H2O=2NaOH+H2；（3）當X為非金屬，Y為金屬時，就是以氫氣或一氧化碳為還原劑的熱氧化還原反應；（4）當X與Y均為金屬時，考慮鋁熱反應；(5)X是碳，Y是硅，A就是SiO2，B就是CO，C與SiO2的反應方程式為：2C+SiO2Si+2CO↑；如果X是碳，B是氫氣，X就是H2O，Y就是CO，C+H2OH2+CO。【點睛】本題的題眼是：C是單質且C是綠色植物光合作用的產物之一，通過判斷A、B、X、Y，確定該反應是置換反應，學過的置換反應方程式較多，考查學生的發散思維以及總結歸納能力。9．金屬和非金屬被廣泛應用于人類生產生活中。（1）Na的一種化合物常用于潛艇中處理CO2和供氧，它處理CO2的化學方程式為_____________。（2）缺鐵性貧血患者應補充Fe2＋，通常以硫酸亞鐵的形式補充，而硫酸鐵無這種藥效。當用硫酸亞鐵制成藥片時外表包有一層特殊的糖衣，這層糖衣的作用___________。（3）工業上將氯氣通入石灰乳制取漂白粉，漂白粉的有效成分是____________（填化學式），它能殺菌消毒是因為有__________________性。（4）人們常常選用雕花玻璃裝飾房間。在玻璃上雕花時發生的化學方程式是______________________。（5）許多人喜歡佩戴玉石飾品。玉石的主要成分基本都屬于硅酸鹽，例如和田玉(Ca2Mg5H2Si8O24)可表示為復雜氧化物形式2CaO·5MgO·8SiO2·H2O，則南陽玉(CaAl2Si2O8)表示為復雜氧化物形式是__________。（6）向一鋁制易拉罐中充滿CO2后，再往罐中注入足量的質量分數為20%的NaOH溶液，立即嚴封罐口，不—會兒就發現易拉罐變癟，再過一會易拉罐又鼓脹起來，解釋上述實驗現象，易拉罐又鼓脹起來的原因是______________________(用化學方程式表示)【答案】2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2保護FeSO4不被空氣中的氧氣氧化Ca(ClO)2強氧化SiO2+4HF=SiF4↑+2H2OCaO·Al2O3·2SiO22Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑【解析】【分析】（1）過氧化鈉與二氧化碳反應生成碳酸鈉和氧氣；（2）亞鐵離子具有還原性，易被氧化；（3）漂白粉主要成分氯化鈣、次氯酸鈣，有效成分次氯酸鈣；它能殺菌消毒是因為有強氧化性；（4）玻璃上雕花時發生氫氟酸與二氧化硅反應生成四氟化硅和水；（5）根據硅酸鹽化學式可表示為：活潑金屬氧化物?金屬氧化物?非金屬氧化物?水，注意質量守恒進行解答；（6）金屬鋁能和強堿反應生成氫氣，導致罐內氣體壓強又增大而重新鼓起。【詳解】（1）過氧化鈉與二氧化碳反應生成碳酸鈉和氧氣，方程式：2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2；（2）亞鐵離子具有還原性，易被氧化，故答案為保護FeSO4不被空氣中的氧氣氧化；（3）漂白粉主要成分氯化鈣、次氯酸鈣，有效成分次氯酸鈣，次氯酸鈣化學式：Ca(ClO)2；它能殺菌消毒是因為有強氧化性；故答案為Ca(ClO)2；強氧化；（4）玻璃上雕花時發生氫氟酸與二氧化硅反應生成四氟化硅和水，反應方程式為：4HF+SiO2=SiF4↑+2H2O，故答案為4HF+SiO2=SiF4↑+2H2O；（5）南陽玉(CaAl2Si2O8)，用氧化物形式可表示為：CaO?Al2O3?2SiO2，故答案為CaO?Al2O3?2SiO2；（6）金屬鋁能和強堿反應生成氫氣，導致罐內氣體壓強又增大而重新鼓起，金屬鋁能和強堿反應的實質是：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，故答案為2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑。【點睛】本題考查了元素化合物知識，涉及藥品的保存、離子方程式的書寫等，明確鈉、鐵及其化合物、漂白粉、二氧化硅的性質是解題關鍵，注意硅酸鹽改寫為氧化物的一般方法。10．請按要求完成下列各題：（1）硫單質與濃硫酸在加熱條件下反應的化學方程式__________________（2）在水玻璃中通入過量二氧化碳，其總反應的離子方程式為_________________________________（3）將一小塊鈉投入到盛溶液的燒杯中，劇烈反應，放出氣體并生成藍色沉淀，其總反應的離子方程式為_________________________________（4）石灰