2020-2021高考化学硅及其化合物推断题综合练习题含详细答案

2020-2021高考化学硅及其化合物推断题综合练习题含详细答案

一、硅及其化合物

1．如图五角星上排列的A、B、C、D、E五种物质均为中学化学中常见的化合物，相互之间的连线表示两种物质能发生化学反应。

A、C、E均为氧化物，A是人体呼出的气体之一；在实验室中B可以用来制取A，而D可以用来检验A；C和E反应能生成D。

(1)写出下列物质的化学式：

A________，D________；

(2)B除了制取A之外的另一种用途是____________________________________；

(3)C和E反应的化学方程式为________________________________________

(4)这五种物质之间两两发生反应，其中没有涉及的基本反应类型是________。

【答案】CO2 Ca(OH)2用于金属表面除锈(制造药物、可帮助消化等) CaO＋H2O=Ca(OH)2分解反应和置换反应

【解析】

【分析】

A是人体呼出的主要气体，则A为二氧化碳，在实验室中B可以用来制取A，而D可以用来检验A，则D为氢氧化钙，B与D可反应，则B为盐酸；E与B, E与C都反应，且A、C、E均为氧化物，E与C反应生成的D为碱，则C为水，E为氧化钙；

【详解】

(1)根据上述分析可知：A为CO2，D为Ca(OH)2；答案：CO2；Ca(OH)2；

(2) 根据上述分析可知B为盐酸，盐酸除用来制取二氧化碳外，还用来除去铁制品表面的铁锈；答案：用于金属表面除锈(制造药物、可帮助消化等)；

(3) 根据上述分析可知C为水，E为氧化钙，氧化钙和水反应生成氢氧化钙，其化学方程式为CaO＋H2O=Ca(OH)2；答案：CaO＋H2O=Ca(OH)2；

(4)该五角星的位置中有化合反应，如H2O与CaO、CO2的反应都是化合反应；CO2与

Ca(OH)2的反应是复分解反应，HCl和CaO、Ca(OH)2的反应都是复分解反应，没有涉及分解反应和置换反应。答案：分解反应和置换反应。

2．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)形成单质A的原子的结构示意图为______，它的最高化合价为______。

(2)B的化学式(分子式)为______，B和碳反应生成A和E的化学方程式是____________。

(3)C的化学式(分子式)为___________，D的化学式(分子式)为_____________。

【答案】 +4 SiO2 SiO2+2C Si+2CO↑ CaSiO3 Na2SiO3

【解析】

【分析】

A为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质，可确定A是Si单质，它可由SiO2和C在高温条件下反应制取，则B为SiO2，E为CO，C为CaSiO3，D为Na2SiO3，结合对应的物质的性质以及题目要求可解答该题。

【详解】

根据上述分析可知A是Si单质，B是SiO2，C为CaSiO3，D为Na2SiO3，E为CO。

(1)Si是14号元素，形成单质A的原子结构示意图为；Si原子最外层有4个电

子，由于原子最外层电子数等于该元素的最高正化合价，所以Si元素的最高正化合价为+4价；

(2)根据上述推断可知B为二氧化硅，B的化学式为SiO2；

二氧化硅和碳在高温下反应生成硅单质和一氧化碳，反应的化学方程式是：

SiO2+2C Si+2CO↑；

(3)C是硅酸钙，化学式为CaSiO3；D为硅酸钠，其化学式Na2SiO3。

【点睛】

本题考查无机物的推断的知识，侧重硅及其化合物转化的考查，把握地壳中元素的含量推断A为解答的突破口，注意性质与用途的关系。

3．设计如下实验探究某矿石（仅含四种短周期元素）的组成和性质，已知矿石含有一定的结晶水：

（1）矿石的组成元素是 H 、O 和_____、 ______（填元素符号），化学式为

_____________。

（2）白色粉末3 溶于NaOH 溶液的离子方程式是________。

【答案】Mg ，Si MgSiO 3·2H 2O 2OH -＋SiO 2=SiO 32-＋H 2O

【解析】

根据流程图，矿石灼烧后生成无色气体1，冷凝后得到无色液体1，该无色液体为水，质量为3.6g ，物质的量为0.2mol ；白色粉末2能够溶于过量盐酸，得到白色胶状沉淀2，和无色溶液3；根据盐酸提供的氢离子和氯离子分析，白色胶状沉淀2可能是氯化银沉淀或硅酸沉淀；白色胶状沉淀2灼烧得到白色粉末3，该物质能够溶于氢氧化钠溶液，说明白色粉末为二氧化硅，不可能为氯化银，因此白色胶状沉淀2为硅酸；无色溶液3中加入过量氢氧化钠得到白色沉淀，说明白色沉淀3为氢氧化镁，5.8g 氢氧化镁的物质的量为0.1mol ，因此白色粉末2中含有4g 氧化镁和6g 二氧化硅，因此白色粉末2为硅酸镁。

(1)根据上述分析，矿石的组成元素是 H 、O 、Mg 和Si ，硅酸镁的质量为10g ，物质的量为10100/g g mol =0.1mol ，水的物质的量为 3.618/g g mol

=0.2mol ，因此化学式为MgSiO 3·2H 2O ，故答案为Mg ；Si ；MgSiO 3·

2H 2O ； (2)白色粉末3为二氧化硅， 溶于NaOH 溶液的离子方程式为2OH -＋SiO 2=SiO 32-＋H 2O ，故答案为2OH -＋SiO 2=SiO 32-＋H 2O 。

点睛：本题考查了物质的组成和性质的推断。本题的难点是白色胶状沉淀2和白色粉末3的判断，可以根据反应物中有盐酸结合白色粉末3能够与氢氧化钠溶液反应考虑。

4．图中X 、Y 、Z 为单质，其它为化合物，它们之间存在如图转化关系（部分产物已略去）。其中，A 俗称磁性氧化铁；E 是不溶于水的酸性氧化物，能与氢氟酸反应。

回答下列问题：

（1）1mol E中含有 mol化学键；M中存在的化学键类型为；

R的化学式是______________________。

（2）一定条件下，Z与H2反应生成ZH4，ZH4的电子式为___________________。

（3）写出A与Al反应转化为X的化学方程式。

（4）写出A和D的稀溶液反应生成G的离子方程式并标出电子转移的方向和数

目。

【答案】（1）4 离子键、共价键 H2SiO3（或H4SiO4）

（2）（3）8Al+3Fe3O49Fe+4Al2O3（需加入反应条件）

（4）

【解析】

【分析】

A为磁性氧化铁，即四氧化三铁，则X为铁，Y为氧气，D为硝酸，G为硝酸铁，E为不溶于水的酸性氧化物，则为二氧化硅，Z为硅，M为硅酸钠，R为硅酸胶体。

【详解】

(1)1个“SiO2”的结构为，在此结构片断中，含有的共价键数目为2+4×1

2

=4，

则1molSiO2中含有4摩尔Si-O键。M为硅酸钠，Na+与SiO32-之间存在离子键，SiO32-内Si 原子与O原子间存在共价键。Na2SiO3与HNO3发生复分解反应，生成的R为H2SiO3（或H4SiO4）。答案为：4；离子键、共价键；H2SiO3(或H4SiO4)；

(2)二氧化硅和氢气反应生成四氢化硅，其电子式为：。答案为：；

(3)铝和四氧化三铁反应生成氧化铝和铁，方程式为：8Al+3Fe3O49Fe+4Al2O3。答案为：8Al+3Fe3O49Fe+4Al2O3；

(4)四氧化三铁和硝酸反应生成硝酸铁、一氧化氮和水，离子方程式为：

。答案为：

。

【点睛】

无机推断题必须抓住突破口，抓住物质的特征，例如磁性氧化铁为四氧化三铁，酸性氧化物能和氢氟酸反应的物质为二氧化硅。红褐色沉淀为氢氧化铁等。有些反应的条件也可做为突破口，例如使用催化剂的反应有：

5．A、B、C、D都是初中化学中的常见物质，具有如图所示的转化关系（反应条件、有些反应物或产物已略去）：

（1）若A 是一种白色难溶于水的钙盐，由三种元素组成，C 是大气循环中的一种重要物质．则B的化学式是________，C和D反应生成A的化学方程式是_____________。

（2）若A是无色液体，D是一种黑色固体，则C的化学式是_______，由B生成D的化学方程式为____。

（3）若A是碳酸氢钠，且已知碳酸氢钠受热可分解为碳酸钠、二氧化碳和水，写出过量的气体C与D溶液反应生成A的化学方程式。

【答案】（1）CaO（1 分）；CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O（2分）．

（2）H2（1 分）；2Cu+O22CuO（或者3Fe+2O2Fe3O4）（2 分）

（3）CO2+NaOH=NaHCO3（2 分）

【解析】

试题分析：（1）若A 是一种白色难溶于水的钙盐，由三种元素组成，C 是大气循环中的一种重要物质，所以C是CO2，A是碳酸钙。碳酸钙高温分解生成氧化钙和CO2，即B是氧化钙，氧化钙溶于水生成氢氧化钙，氢氧化钙吸收CO2生成碳酸钙，即D是氢氧化钙，所以B的化学式是CaO，C和D反应生成A的化学方程式是CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O。（2）若A是无色液体，则A是水。D是一种黑色固体，则D是氧化铜或四氧化三铁，因

此B是氧气，C是氢气，则C的化学式是H2，由B生成D的化学方程式为2Cu+O22CuO 或者3Fe+2O2Fe3O4。

（3）若A是碳酸氢钠，且已知碳酸氢钠受热可分解为碳酸钠、二氧化碳和水，则气体C 是CO2，D是氢氧化钠，因此过量的气体C与D溶液反应生成A的化学方程式为

CO2+NaOH=NaHCO3。

考点：考查无机框图题推断

6．X、Y、Z为常见的三种单质，Z是绿色植物光合作用的产物之一，A、B为常见化合物。它们在一定条件下可发生如图所示的反应（均是在非溶液中进行的反应）：

（1）画出Z的原子结构示意图_______；

（2）当X为金属，Y为非金属时，A可能的电子式为__________或_________；

（3）当X为非金属，Y为金属时，X可能的化学式为__________或_________；

（4）当X与Y均为金属时，写出X与A反应的化学方程式_______________________；（5）当X与Y均为非金属时，若X与Y同主族，写出X与A反应的化学方程式

_____________________________________；若X与Y不在同一主族，写出X与A反应的化学方程式______________________________。

【答案】 C H2 2Al+ Fe2O32Fe+Al2O3

C+SiO2Si+CO2 C+H2O H2+CO

【解析】

【分析】

先根据C是单质且C是绿色植物光合作用的产物之一，判断C是氧气，A、B是单质，与氧气反应，得出X、Y是含氧化合物，然后采用假设的方法分析．

【详解】

C是单质且C是绿色植物光合作用的产物之一，所以C是O2．A、B是单质，分别与O2反应生成含氧化合物，A+X→B+Y，属置换反应．

（2）如果X是钠，Y是氢气，A就是H2O，B就是NaOH，钠与水反应的方程式为

2Na+2H2O=2NaOH+H2 ；

（3）当X为非金属，Y为金属时，就是以氢气或一氧化碳为还原剂的热氧化还原反应；（4）当X与Y均为金属时，考虑铝热反应；

(5) X是碳，Y是硅，A就是SiO2，B就是CO，C与SiO2的反应方程式为：

2C+SiO2Si+2CO↑；如果X是碳，B是氢气，X就是H2O，Y就是CO，

C+H 2O

H 2+CO 。

【点睛】 本题的题眼是：C 是单质且C 是绿色植物光合作用的产物之一，通过判断A 、B 、X 、Y ，确定该反应是置换反应，学过的置换反应方程式较多，考查学生的发散思维以及总结归纳能力。

7．“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CaCO 3+2CH 3COOH ═(CH 3COO)2Ca+H 2O+CO 2↑，其离子反应为

CaCO 3+2CH 3COOH ═Ca 2++2CH 3COO －+H 2O+CO 2↑，

故答案为：CaCO 3+2CH 3COOH ═Ca 2++2CH 3COO －+H 2O+CO 2↑；

(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+4H 2O(g) 高温 Fe 3O 4+4H 2，故答案为：3Fe+4H 2O(g) 高温 Fe 3O 4+4H 2；

(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2NaHCO 3? Na 2CO 3+H 2O+CO 2↑，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－。

8．离子方程式和化学方程式是学习化学的基本用语，请按要求书写：

(1)写出下列反应的离子方程式

①向石灰石滴加盐酸________________；

②硅酸钠溶液中滴加稀盐酸__________。

(2)写出下列离子反应方程式所对应的化学方程式

①-2-

232

CO+2OH=CO+H O________________；

②2+2+

Fe+Cu=Fe+Cu____________________

(3)写出稀硝酸与铜反应的化学方程式____________ 。

【答案】CaCO3+2H+=CO2↑+H2O+Ca2+23

SiO-+2H+=H2SiO3↓ 2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O Fe+ CuSO4=Cu+FeSO4 3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O

【解析】

【分析】

(1)①碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙和二氧化碳、水；

②硅酸钠溶液中滴加稀盐酸生成硅酸沉淀和氯化钠；

(2)①-2-

232

CO+2OH=CO+H O可表示为CO2溶于可溶性强碱生成可溶性碳酸盐和水；

②2+2+

Fe+Cu=Fe+Cu可表示Fe溶于可溶性铜盐；

(3)稀硝酸与铜反应生成硝酸铜、NO和水。

【详解】

(1)①碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙和二氧化碳、水，发生反应的离子方程式为

CaCO3+2H+=CO2↑+H2O+Ca2+；

②硅酸钠溶液中滴加稀盐酸生成硅酸沉淀和氯化钠，发生反应的离子方程式为

2

3

SiO-+2H+=H2SiO3↓；

(2)①-2-

232

CO+2OH=CO+H O可表示少量CO2和NaOH溶液的反应，反应方程式为

2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O；

②2+2+

Fe+Cu=Fe+Cu可表示Fe与CuSO4溶液的反应，反应方程式为Fe+

CuSO4=Cu+FeSO4；

(3) 稀硝酸与铜反应生成硝酸铜、NO和水，反应的化学方程式为3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2

+2NO↑+4H2O。

【点睛】

离子方程式的书写步骤一般为：①“写”：写出有关反应的化学方程式；②“拆”：可溶性的电解质用离子符号表示，其它难溶的物质、气体、水等仍用化学式表示；③“删”：删去方程式两边不参加反应的离子； ④“查”：检查式子两边的各种原子的个数及电荷数是否相等。

9．已知：Pb 的化合价只有＋2、＋4，且＋4价的Pb 具有强氧化性，常温下能氧化浓HCl 生成Cl 2；PbO 2不稳定，随温度升高按下列顺序逐步分解：PbO 2→Pb 2O 3→Pb 3O 4→PbO 。 现将a mol PbO 2加热分解，收集产生的O 2；加热反应后所得固体中，Pb 2＋占Pb 元素的物质的量分数为x ；向加热后所得固体中加入足量的浓盐酸，收集产生的Cl 2。两步反应中收集的O 2和Cl 2的物质的量之和为y mol 。

（1）若Fe 3O 4可表示为FeO·

Fe 2O 3，则Pb 3O 4可表示为_____________________________ （2）试写出Pb 2O 3与浓盐酸反应的化学方程式____________________________________ （3）通过计算确定y 与a 、x 的函数关系式____________________________。

【答案】2PbO·

PbO 2 Pb 2O 3+6HCl=2 Pb Cl 2+Cl 2+3H 2O y=a （1-2x ）

【解析】

【详解】

（1）Pb 在化合物里显+2价或+4价，根据化合价代数和为零的原则写出Pb 的两种氧化物形式为：PbO 和PbO 2，那么Pb 2O 3的氧化物的表示形式可以写成PbO?PbO 2；

（2）Pb 2O 3中Pb 的化合价只有+2、+4，再根据化合价代数和等于零，求得Pb 的总化合价为+3价，即可确定Pb 2O 3中有一个+4价、有一个+2价，且+4价的Pb 具有强氧化性，能氧化浓盐酸生成Cl 2，本身被还原成+2价Pb ，生成PbCl 2，根据元素守恒得反应物与生成物：Pb 2O 3+HCl （浓）=PbCl 2+Cl 2↑+H 2O ，根据化合价升降法配平该氧化还原反应，Pb 2O 3中一个+4价的Pb 降低到+2价，降低2价；HCl （浓）中-1价的Cl 上升到0价生成Cl 2，上升1价*2，所以Pb 2O 3和Cl 2前面的计量数都为1，根据原子守恒配平其它物质前计量数，得各物质前计量数为1、6、2、1、3，故方程式为Pb 2O 3+6HCl （浓）=2PbCl 2+Cl 2↑+3H 2O ； （3）根据题意：a molPbO 2分解所得混合物中n （Pb 2+）=axmol 、n （Pb 4+）=（a-ax ）mol.在反应过程中a molPbO 2中+4价的Pb 具有强氧化性作氧化剂，+4价的Pb 最终全部降低为+2价，根据得失电子守恒：先加热分解生成O 2，得n （O 2）═2ax/4="ax/2" mol ；后再与足量的浓盐酸反应生成Cl 2，得n （Cl 2）═（a-ax ）mol*2/2=（a-ax ）mol ，则 y ═n （O 2）+n （Cl 2）═ax 2 mol+（a-ax ）mol= a （1-2

x ）mol 。

10．完成下列各题。

（1）制备陶瓷是以粘土[主要成分Al 2Si 2O 5(OH)4]为原料，经高温烧结而成。若以氧化物形式表示粘土的组成，应写为 。

（2）如果胃酸过多，可服用 （填写化学式）缓解症状，但如果患有胃溃疡，则不

能服用，以防止胃穿孔。

（3）雕花玻璃是用氢氟酸对玻璃进行刻蚀而制成的，这一过程中发生反应的化学方程式为。

（4）二氧化氯（ClO2）是一种高效、广谱、安全的杀菌、消毒剂，工业上是用氯酸钠（NaClO3）与盐酸反应生产ClO2的，反应过程中同时会生成氯气。写出该反应的化学方程式。

【答案】（1）Al2O3·2SiO2·2H2O；（2）NaHCO3；

（3）SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O；

（4）2NaClO3+4HCl=2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O。

【解析】

试题分析：（1）复杂硅酸盐书写成氧化物，金属氧化物在前，非金属氧化物在后，因此粘土的氧化物：Al2O3·2SiO2·2H2O；（2）治疗胃酸过多，常有Al(OH)3和NaHCO3，如果患有胃溃疡，不能服用NaHCO3，因此产生的CO2是酸性氧化物，加速胃溃疡，因此应服用氢氧化铝；(3)发生反应是SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O；（4）NaClO3作氧化剂，Cl转化成ClO2，HCl作还原剂，Cl→Cl2，根据化合价的升降法进行配平，因此反应方程式为

2NaClO3+4HCl=2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O。

考点：考查复杂硅酸盐写成氧化物、物质用途、氧化还原反应方程式的书写等知识。