2020-2021全国备战高考化学硅及其化合物推断题的综合备战高考真题分类汇总及答案解析.docx

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2020-2021全国备战高考化学硅及其化合物推断题的综合备战高考真题分类汇总及答案解析一、硅及其化合物1．探究无机盐X（仅含三种短周期元素）的组成和性质，设计并完成如下实验：请回答：（1）X的化学式是____。（2）白色粉末溶于氢氧化钠溶液的离子方程式是____。（3）高温条件下白色粉末与焦炭发生置换反应，写出该反应的化学方程式____。【答案】Mg2SiO4或2MgO·SiO2－－SiO2＋2C高温SiO2＋2OH=SiO32＋H2OSi＋2CO↑【解析】【详解】无机盐X（仅含三种短周期元素），加入过量盐酸溶解，离心分离得到白色胶状物沉淀和无色溶液，白色胶状沉淀为硅酸，白色沉淀充分灼烧得到白色粉末1.80g为SiO2，物质的量=1.8g÷60g/mol=0.03mol，溶于氢氧化钠溶液得到无色溶液为硅酸钠溶液，说明无机盐中含硅酸根离子或原硅酸根离子，物质的量为0.03mol，若为硅酸根离子其质量=0.03mol×76g/mol=2.28g，金属质量=4.20g-2.28g=1.92g，无色溶液中加入过量氢氧化钠溶液生成白色沉淀则判断为Mg（OH2348g÷58g/mol0.06mol，），金属离子物质的量=.＝质量为0.06mol×24g/mol=1.44g，不符合，则应为原硅酸根，物质的量为0.03mol，质量003mol×92g/mol276g420g276g144g=.=.，金属质量.-.=.，物质的量=1.44g÷24g/mol=0.06mol，得到X为Mg2SiO4，则（1）X的化学式是Mg2SiO4或2MgO·SiO2。（2）白色粉末溶于氢氧化钠溶液的离子方程式是SiO2＋2OH－=SiO32－＋H2O。高温（3）高温条件下白色粉末与焦炭发生置换反应，该反应的化学方程式SiO2＋2CSi＋2CO↑。2．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ab，L层电子数为ab。（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SiC23【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SiO2，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SiO2；A．SiO2不与水反应，故A错误；B．SiO2性质稳定，溶于HF酸，不溶于其它酸，故B错误；C．SiO2与氢氧化钠反应生成硅酸钠与水，故C正确；D．SiO2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。3．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A是淡黄色固体，C、D是氧化物，C是造成酸雨的主要物质，但C也有其广泛的用途，写出其中的2个用途：__________________________。（2）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。B与C在一定条件下反应生成的A是大气的主要成分，写出该反应的化学方程式：________________。（3）若D物质具有两性，②、③反应均要用强碱溶液。如④反应时通入过量的一种引起温室效应的主要气体，写出该气体的电子式：_________，A的元素在周期表中的位置：__________________。（4）若A是太阳能电池用的光伏材料。C、D为钠盐，两种物质中钠、氧外的元素为同一主族，且溶液均显碱性。写出②反应的化学方程式：_____________________。D的化学式是______。【答案】漂白、杀菌、消毒、作为硫酸的原料等4NH3＋6NO5N2＋6H2O第三周期 ⅢA族Si＋2NaOH＋H2O=Na2SiO3＋2H2↑Na2CO3【解析】【分析】（1）淡黄色的固体单质是硫，B是H223S；C为SO，D为SO；（2）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。B与C在一定条件下反应生成的A是大气的主要成分，则A、B、C、D分别为N232；、NH、NO、NO（3）中学阶段学习的两性物质有铝及铝的氧化物和氢氧化物，根据物质之间的转化关系可知：A是Al；B是Al2O3，C是NaAlO2，D是Al(OH)3；（4）若A是太阳能电池用的光伏材料，则A是晶体Si；C、D为钠盐，两种物质中钠、氧外的元素为同一主族，且溶液均显碱性。根据物质的转化关系及已知条件可知B是SiO2；C是Na2SiO3；D是Na2CO3。【详解】（1）由以上分析可知，A是硫，B是H2S；C为SO2，D为SO3，SO2的用途如漂白、杀菌，制备硫酸等。（2）由以上分析可知，A、B、C、D分别为N2、NH3、NO、NO2，B与C在一定条件下发生反应4NH3+6NO5N2+6H2O是归中反应，产生氮气。（3）由以上分析可知，A是Al；B是Al2O3，C是NaAlO2，D是Al(OH)3。通入的导致温室效应的气体是CO2，其电子式是；铝元素的位置为第三周期ⅢA族；（4）由以上分析可知，A是晶体Si，B是SiO22323，C是NaSiO，D是NaCO。②反应的化学方程式：Si＋2NaOH＋H2O=Na2SiO3＋2H2↑。D的化学式是Na2CO3。4．如图所示物质的转化关系中，A是一种固体单质，E是一种白色沉淀．请回答下列问题：（1）B的化学式是___，目前B已被用作___的主要原料．（2）B和a溶液反应的离子方程式是___．（3）A和a溶液反应的离子方程式是___．（4）C和过量的盐酸反应的离子方程式是___．【答案】SiO光导纤维﹣═SiO2﹣+HO﹣2﹣+2H↑SiO2﹣SiO+2OH3Si+2OH+HO═SiO3322222++2H═HSiO↓23【解析】 G和过量的盐酸反应产生不溶于盐酸的白色沉淀，可知E可能为是硅酸，A可能是硅，带入题目进行验证，a溶液是强碱溶液或氢氟酸溶液，而硅和二氧化硅与氢氧化钠溶液反应均生成硅酸钠溶液，硅酸钠溶液与过量的盐酸反应产生氯化钠和硅酸白色沉淀；硅酸加热分解为二氧化硅和水，与题意相符，硅、二氧化硅与氢氟酸反应均生成四氟化硅，四氟化硅与盐酸不反应，与题意矛盾；因此A是Si、B是SiO2、C是Na2SiO3或K2SiO3、D是H2O、E是H2SiO3、F是H2、a是NaOH或KOH。（1）B的化学式是SiO2，目前SiO2已被用作光导纤维的主要原料；正确答案：SiO2、光导纤维。（2）SiO2与强碱溶液反应生成可溶性的硅酸盐和水，离子方程式是﹣2﹣SiO2+2OH═SiO3+H2O；正确答案：﹣2﹣+H2O。SiO2+2OH═SiO3（3）Si和强碱溶液反应生成可溶性硅盐酸和氢气，离子方程式是Si+2OH﹣+H2O═SiO32﹣+2H2↑；正确答案：Si+2OH﹣+H2O═SiO32﹣+2H2↑。（4）硅酸盐与过量的盐酸反应生成白色沉淀硅酸，离子方程式是SiO2﹣+═HSiO↓；3+2H232﹣+正确答案：SiO3+2H═H2SiO3↓。5．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】CaSiO323232-SiO+2NaOH=NaSiO+HOSiO-C,D+2CO2+2H2O=H2SiO3↓+2HCO3【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SiO223，与NaOH溶液反应生成NaSiO和水，该反应的化学方程式为：SiO+2NaOH=NaSiO+HO；2232（4）往D（Na23）溶液中通过过量22323SiOCO后，由于HCO的酸性比HSiO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：SiO32-22233-；+2CO+2HO=HSiO↓+2HCO（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。6．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3Fe3423222O+8Al9Fe+4AlOCOMgOCuOHOSiOCO【解析】【分析】Z为绿色植物光合作用后的产物之一，应为O2，X+AY+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+8Al9Fe+4Al2O3；(2)当X为金属、Y为非金属,应为Mg和CO的反应,反应的方程式2 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+H22Cu+HO；(4)当X、Y均为非金属固体时,为C和SiO的反应,反应的方程式为SiO+2CSi+2CO。22【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。7．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为常见的化合物。它们在一定条件下可以发生如图所示的转化关系（均不是在溶液中进行的反应）以下每空中填入一种即可）。（1）当X、Y均为金属时，X的化学式为_____________，Z为____________（填名称）。（2）当X为非金属且为气体，Y为金属且为紫红色时，X的化学式为___________，A的化学式为___________。（3）当X为金属、Y为非金属且为固体时，X与A反应的化学方程式为__________________________________________。（4）当X、Y均为非金属固体时，X与A反应的化学方程式为___________________________________________。【答案】Al氧气H2CuO2Mg+CO2MgO+CSiO2+2CSi+2CO【解析】【分析】Z为绿色植物光合作用后的产物之一，应为2X、Y为单O，X+A→Y+B的反应为置换反应，质，A、B为氧化物，据此答题。【详解】（1）当X、Y均为金属时，此反应应为铝热反应，则X为Al，Z为氧气，答案应为：Al、氧气；（2）当X为非金属且为气体，Y为金属且为紫红色时，Y为Cu，则X应为H2，答案应为：H2、CuO；（3）当X为金属、Y为非金属且为固体时，X应为Mg，Y应为C，该反应应是Mg和CO2 的反应，反应的方程式为2Mg+CO22MgO+C；（4）当X、Y均为非金属固体时，X应为C，Y应为Si，该反应应是C和SiO2的反应，反应的方程式为SiO2+2CSi+2CO。8．下图中的A~H是中学化学中常见的八种物质，所有物质均由短周期元素组成，其中B、F、H都含有同一种元素；B、D、E为单质，其他为化合物，常温常压下C为无色液体，D、E为气体；H的晶体熔点高、硬度大、闪烁着晶莹的光泽。A~H之间的转化关系如图所示。（1）C的化学式为__________________、A的电子式为_____________；（2）A、B的混合物加C后，可能发生的反应的化学方程式为___________________________、_____________________________________；（3）向F溶液中逐渐滴入盐酸直至过量，若看到的现象是先出现白色沉淀后沉淀消失，写出符合现象的离子方程式______________________________________，与之对应的好完全反应生成C时A与B的物质的量之比为：________；D、E恰【答案】H2O2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑Si+2NaOH+HO=Na2SiO3+2H2↑（或2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑）AlO2-+233+3+2+H+HO=Al(OH)↓、Al(OH)+3H=Al+3HO3：2【解析】【分析】常温常压下C为无色液体，且D、E两种气体经点燃得到C，则C为H2O，D、E为H2和O2。根据H的性质，可以推出H为SiO2（石英）或Al2O3（刚玉）。B、H含有同一物质，且B为单质，则B为Si或Al。和H2O放出O2的物质是Na2O2，则A为Na2O2。Na2O2和H2O反应后，生成NaOH可以和别的物质反应生成H2等。从A、B和A、H的反应可以判断，D为H2，E为O2。当H为Al2O3时，B为Al，F、G为NaOH、NaAlO2；当H为SiO2时，B为Si，F、G为Na23SiO、NaOH。【详解】（1）经分析，C为H2O，A为Na2O2，其电子式为：；（2）当B为Si时，该反应为2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑、Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑；当B为Al时，该反应为2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑、2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑； （3）向F中滴加过量盐酸，先是有白色沉淀生成，然后沉淀消失，则F为NaAlO2，离子方程式为AlO2-+H++H2O=Al(OH)3↓、Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O；B为Al，D为H2，E为O2，若4D、E恰好完全反应，设n(O2)=1mol，则n(H2)=2mol，则n(Na2O2)=2mol，n(Al)=mol，则3n(Na2O2)：n(Al)=3：2。9．材料是人类赖以生存的重要物质基础。材料种类很多，通常可分为金属材料、无机非金属材料（包括硅酸盐材料）、高分子合成材料及复合材料。（1）①合金是生活中常见的材料。某合金具有密度小、强度高的优良性能，常用于制造门窗框架。该合金中含量最高的金属为____________(填元素符号)。②铁锈的主要成分是_____________(填化学式)，它是钢铁在潮湿的空气中发生______腐蚀的结果，其负极反应式为___________________。③玻璃是一种常用的硅酸盐材料。制备普通玻璃的原料有CaCO3、_______和______(填化学式)。（2）聚苯乙烯是造成白色污染的物质之一，其结构简式为，则制取聚苯乙烯的单体是___________________。【答案】AlFe2O3·xH2O(或Fe2O3)电化(或“电化学”或“吸氧”)Fe—2e—＝Fe2＋Na2CO32SiO【解析】【分析】铁锈的主要成分是氧化铁；钢铁在空气中发生电化学腐蚀时为吸氧腐蚀，铁易失电子发生氧化反应而作负极，碳作正极，正极上氧气得电子发生还原反应。【详解】(1)①铝合金：铝中加入镁、铜、锌等金属形成合金，具有密度小、强度高的优良性能常用于制造门窗框架；②铁在空气中与氧气、水共同作用而生锈，铁锈的主要成分是铁的氧化物氧化铁；钢铁在空气中发生电化学腐蚀时为吸氧腐蚀，铁易失电子发生氧化反应而作负极，负极上电极反应式为：Fe-2e-═Fe2+，碳作正极，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为2H2O+O2+4e-═4OH-；③生产玻璃的原料是纯碱、石灰石和石英；石英砂的主要成分是二氧化硅，与碳酸钙反应生成硅酸钙和二氧化碳，与碳酸钠反应生成硅酸钠和二氧化碳；(2)聚苯乙烯的结构简式为，则制取聚苯乙烯的单体是。10．完成下列各题。 （1）制备陶瓷是以粘土[主要成分Al2Si2O5(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）Al23223；O·2SiO·2HO；（2）NaHCO（3）SiO2+4HF=SiF↑+2H2O；（4）2NaClO3+4HCl=2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2HO。【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：Al232233O·2SiO·2HO；（2）治疗胃酸过多，常有Al(OH)和NaHCO，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=SiF↑+2H2O；（4）NaClO3作氧化剂，Cl转化成ClO2，HCl作还原剂，Cl→Cl，根据化合价的升降法进行配平，因此反应方程式为22NaClO3+4HCl=2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2HO。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。