高考化学复习硅及其化合物推断题专项易错题附答案解析.docx
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高考化学复习硅及其化合物推断题专项易错题附答案解析
高考化学复习硅及其化合物推断题专项易错题附答案解析
一、硅及其化合物
1.已知:
甲、乙、丙、丁为常见化合物,A、B为单质,相互转化关系如图。
其中甲是天然气的主要成分。
回答下列问题:
(1)丁物质的名称:
______,丙物质的化学式:
_________________________________________。
(2)检验化合物乙的化学方程式:
___________________________________________________。
(3)试剂X可能的化学式:
________、________(要求:
所选物质类别不同)。
(4)通过分析表明:
燃料充分燃烧的条件之一是______________________________。
(5)取变红溶液于试管中加热,观察到的现象有_______________________________________。
【答案】水COCO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2OO2CuO充足的氧气红色溶液变成紫色,有气泡冒出
【解析】
【分析】
甲是天然气的主要成分,则甲是甲烷,甲与A,B与A能燃烧,则A是氧气,丁电解生成A、B,则B是氢气,丁是水,乙与水加入紫色石蕊试液后溶液变红,则乙是二氧化碳,丙与乙可以相互转化,则丙是一氧化碳,据此分析解答。
【详解】
(1)根据分析可知丁是水,丙是CO,故答案为:
水;CO;
(2)检验二氧化碳的方法是将气体通入澄清石灰水,反应方程式为:
CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O;
(3)由丙转化到乙,则试剂X可以是氧气,也可以是氧化铜等物质,所属的类别分别是单质和氧化物;故答案为:
O2;CuO;
(4)通过分析表明:
燃料充分燃烧的条件之一是要有充足的氧气;故答案为:
充足的氧气;
(5)取变红溶液于试管中加热会发生碳酸分解的过程,故可以观察到的现象是红色溶液变成紫色,有气泡冒出;故答案为:
红色溶液变成紫色,有气泡冒出。
2.在下列物质的转化关系中,A是一种固体单质,且常作半导体材料,E是一种白色沉淀,F是最轻的气体单质。
据此填写:
(1)B的化学式是____________,目前在现代通迅方面B已被用作_____________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和过量盐酸反应的离子方程式是____________________。
【答案】SiO2制光导纤维SiO2+2OH-=SiO32-+H2OSi+2OH-+H2O=SiO32-+2H2↑SiO32-+2H+=H2SiO3↓
【解析】
【分析】
A是一种固体单质,且常作半导体材料,则A是Si,所以B为SiO2,由图中转化关系可知E为H2SiO3,a为NaOH,C为Na2SiO3,D为H2O,由于F是最轻的气体单质,则F为H2。
【详解】
A是一种固体单质,且常作半导体材料,则A是Si,所以B为SiO2,由图中转化关系可知E为H2SiO3,a为NaOH,C为Na2SiO3,D为H2O,由于F是最轻的气体单质,则F为H2,
(1)B的化学式是SiO2,目前在现代通迅方面B已被用作光导纤维主要原料;
(2)B和a溶液反应的离子方程式是SiO2+2OH-=SiO32-+H2O;
(3)A和a溶液反应的离子方程式是Si+2OH-+H2O=SiO32-+2H2↑;
(4)C和过量盐酸反应的离子方程式是SiO32-+2H+=H2SiO3↓。
3.有一应用前景广阔的纳米材料甲,其由A、B两种短周期非金属元素组成,难溶于水,且硬度大,熔点高。
取材料甲与熔融的烧碱反应,生成一种含A元素的含氧酸盐乙和一种含B元素的气体丙,丙能使湿润的红色石蕊试纸变蓝;乙能溶于水,加盐酸产生白色沉淀,盐酸过量沉淀不溶解。
(1)甲的化学式为____________,其晶体属于____________晶体。
(2)乙的水溶液可以用来做________________________(写出一种用途)。
(3)B元素的一种氢化物丁,相对分子质量为32,常温下为液体,其燃烧放热多且燃烧产物对环境无污染,因此可用作火箭燃料、燃料电池燃料等。
则
①丁的电子式为_____。
②丁可由次氯酸钠与过量氨气反应制得,其化学方程式________________________。
甲的制备过程中氨气需要过量的理由是____________________________________。
③丁的水溶液呈弱碱性,室温下其电离常数K1≈1.0×10-6,则0.01mol·L-1丁水溶液的pH等于____________(忽略丁的二级电离和H2O的电离)。
【答案】Si3N4原子黏合剂、木材等的防腐剂或防火剂
NaClO+2NH3=N2H4+NaCl+H2O次氯酸钠有强氧化性,防止N2H4继续被氧化10
【解析】
【分析】
甲由A、B两种短周期非金属元素组成,难溶于水,且硬度大,熔点高,考虑甲属于原子晶体。
甲与熔融的烧碱反应生成一种含A元素的含氧酸盐乙和一种含B元素的气体丙,且丙能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,证明丙气体为NH3,说明甲中含有氮元素。
含氧酸盐乙由短周期元素组成且为钠盐,能溶于水,加盐酸产生白色沉淀,盐酸过量沉淀不溶解,说明生成的沉淀为H2SiO3,则乙为Na2SiO3,证明甲中含有硅元素,故A为Si元素,B为N元素,依据元素化合价可推知甲为Si3N4,据此分析解答。
【详解】
(1)由分析可知,甲的化学式为Si3N4,属于原子晶体,故答案为:
Si3N4;原子;
(2)乙的水溶液为硅酸钠溶液,是一种矿物胶,可以做黏合剂、木材等的防腐剂或防火剂,故答案为:
黏合剂、木材等的防腐剂或防火剂;
(3)①B元素的一种氢化物丁,相对分子质量为32,常温下为液体,可知丁为N2H4,电子式为:
,故答案为:
;
②丁可由次氯酸钠与过量氨气反应制得,反应的化学方程式为:
NaClO+2NH3=N2H4+NaCl+H2O,次氯酸钠有强氧化性,防止N2H4继续被氧化,氨气需要过量,故答案为:
NaClO+2NH3=N2H4+NaCl+H2O;次氯酸钠有强氧化性,防止N2H4继续被氧化;
③电离方程式为:
N2H4+H2O⇌N2H5++OH-,该溶液中溶质电离程度较小,则c(N2H4)≈0.01mol/L,由平衡常数K=
,可知该溶液中c(OH-)≈
=
=1.0×10-4,溶液中c(H+)=
mol/L=10-10mol/L,则溶液的pH=10,故答案为:
10。
【点睛】
正确推断元素是解答本题的关键。
本题的易错点和难点为(3)③中pH的计算,要注意电离平衡常数表达式和水的离子积的灵活运用。
4.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3Fe3O4+8Al
9Fe+4Al2O3CO2MgOCuOH2OSiO2CO
【解析】
【分析】
Z为绿色植物光合作用后的产物之一,应为O2,X+A
Y+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+8Al
9Fe+4Al2O3;
(2)当X为金属、Y为非金属,应为Mg和CO2的反应,反应的方程式为:
Mg+CO2
MgO+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+H2
Cu+H2O;
(4)当X、Y均为非金属固体时,为C和SiO2的反应,反应的方程式为SiO2+2C
Si+2CO。
【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。
5.已知A、B、C、D组成的元素都属于短周期,它们之间的简单转化关系如图所示。
请按要求写出有关反应的化学方程式:
(1)若其中A、D为单质且同主族,B、C为氧化物:
(该反应在工业上有重要用途)。
(2)若A、D为常态下的气体单质且不同主族,B、C为化合物且B为水:
。
(3)若A、B、C均为化合物且C为水,单质D常态下为固体:
。
(4)若A、D为固体单质且不同主族,B、C为氧化物:
。
【答案】(共8分)
(1)2C+SiO2
Si+2CO↑
(2)2F2+2H2O===4HF+O2
(3)SO2+2H2S===3S+2H2O
(4)2Mg+CO2
2MgO+C。
【解析】
【分析】
(1)A、D为单质且同主族,B、C为氧化物,A为C,B为SiO2,符合转化关系,D为Si,C为CO;
(2)A、D为常态下的气体单质且不同主族,B、C为化合物且B为水,A为F2,C为HF,D为O2,符合转化关系;
(3)A、B、C均为化合物且C为水,单质D常态下为固体,H2S与SO2反应符合转化关系,D为硫;
(4)A、D为固体单质且不同主族,B、C为氧化物,Mg与CO2反应符合转化关系,A为Mg,B为CO2,C为MgO,D为C单质。
【详解】
(1)A、D为单质且同主族,B、C为氧化物,A为C,B为SiO2,符合转化关系,反应方程式为:
2C+SiO2
Si+2CO↑;
综上所述,本题正确答案:
2C+SiO2
Si+2CO↑;
(2)A、D为常态下的气体单质且不同主族,B、C为化合物且B为水,A为F2,C为HF,D为O2,符合转化关系,反应方程式为:
2F2+2H2O═4HF+O2;
综上所述,本题正确答案:
2F2+2H2O═4HF+O2;
(3)A、B、C均为化合物且C为水,单质D常态下为固体,H2S与SO2反应符合转化关系,反应方程式为:
SO2+2H2S═3S+2H2O;
综上所述,本题正确答案:
SO2+2H2S═3S+2H2O;
(4)A、D为固体单质且不同主族,B、C为氧化物,Mg与CO2反应符合转化关系,反应方程式为:
2Mg+CO2
2MgO+C;
综上所述,本题正确答案:
2Mg+CO2
2MgO+C。
6.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+5O2
4NO+6H2OC+4HNO3
CO2↑+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
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4NH3+5O2
4NO+6H2O。
(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CO2,C为MgO,又知③和④两个反应中都有红棕色气体生成,F为HNO3。
反应④的化学方程式是C+4HNO3
CO2↑+4NO2↑+4H2O。
【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。
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。
将该反应的离子方程式补充完整:
____+____。
【答案】
火焰变成黄色焰色
或(3Fe+2O2
Fe3O4)
SiO2氢氟酸HClOHCO3—
【解析】
【详解】
:
(1)发生反应为CaCO3+2CH3COOH═(CH3COO)2Ca+H2O+CO2↑,其离子反应为CaCO3+2CH3COOH═Ca2++2CH3COO-+H2O+CO2↑,
故答案为:
CaCO3+2CH3COOH═Ca2++2CH3COO-+H2O+CO2↑;
(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+4H2O(g)
Fe3O4+4H2,故答案为:
3Fe+4H2O(g)
Fe3O4+4H2;
(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2NaHCO3
Na2CO3+H2O+CO2↑,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
____________________
(3)写出稀硝酸与铜反应的化学方程式____________。
【答案】CaCO3+2H+=CO2↑+H2O+Ca2+
+2H+=H2SiO3↓2NaOH+CO2=Na2CO3+H2OFe+CuSO4=Cu+FeSO43Cu+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
可表示为CO2溶于可溶性强碱生成可溶性碳酸盐和水;
②
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
+2H+=H2SiO3↓;
(2)①
可表示少量CO2和NaOH溶液的反应,反应方程式为2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O;
②
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.按要求回答下列问题:
(1)FeCl3溶液和Fe(OH)3胶体的本质区别是:
_____________。
(2)工业上制玻璃的原料有纯碱、石英和_____________(填名称)。
(3)工业上金属钠可用来制备钛等金属,利用了金属钠的____________性。
(4)盛放NaOH溶液的玻璃试剂瓶应选用____________塞(填“玻璃”或“橡胶”)。
(5)用四氯化碳萃取溴水后,分液时有机层从分液漏斗的_____________(填“下口放出”或“上口倒出”)。
(6)6.20gNa2O晶体中含离子数目是_____________(NA为阿伏加德罗常数的数值)。
(7)等质量的NH3和H2S中,氢原子的个数比是_________。
(8)加热某碱式碳酸镁晶体[4MgCO3∙Mg(OH)2∙5H2O]至质量不再变化时,得到10.0g残留固体和__________LCO2(标准状况下)。
【答案】分散质粒子直径石灰石还原橡胶下口放出0.3NA3:
14.48
【解析】
【分析】
(1)根据胶体与溶液的本质区别来解答;
(2)根据工业上制玻璃的原料分析解答;
(3)根据钠与四氯化钛表现的性质来分析解答;
(4)根据二氧化硅与NaOH溶液溶液反应分析判断;
(5)根据四氯化碳密度大于水分析;
(6)Na2O晶体为离子晶体,1mol晶体中含有2molNa+和1molCl-,以此分析;
(7)质量相等,计算NH3和H2S气体物质的量之比结合二者分子构成解答;
(8)加热[4MgCO3∙Mg(OH)2∙5H2O]至质量不再变化时,得到的固体为MgO,根据n=
,V=nVm及原子守恒进行计算。
【详解】
(1)Fe(OH)3胶体区别于FeCl3溶液最本质的特征是Fe(OH)3胶体的分散质微粒直径大小在1~100nm之间,即分散质粒子直径大小不同,
故答案为:
分散质粒子直径;
(2)工业上以石灰石、纯碱、石英为原料制取玻璃,
故答案为:
石灰石;
(3)钠是活泼金属,极易失去电子被氧化,工业上金属钠可用来制备钛等金属,利用了金属钠的还原性,
故答案为:
还原;
(4)由于玻璃中的二氧化硅能与NaOH溶液反应生成粘性的硅酸钠,而使玻璃塞和瓶口粘在一起不易打开,因此盛放NaOH溶液的玻璃试剂瓶应选用橡胶塞,
故答案为:
橡胶;
(5)四氯化碳的密度大于水的密度,用四氯化碳萃取溴水后,有机层在下层,分液时有机层从分液漏斗的下口放出,
故答案为:
下口放出;
(6)6.20gNa2O的物质的量为0.1mol,Na2O晶体为离子晶体,1mol晶体中含有2molNa+和1molCl-,所以晶体中含离子数目是0.3NA,
故答案为:
0.3NA;
(7)设二者的质量为mg,则同质量的NH3和H2S气体的体积等于物质的量之比=
=2:
1,则所含氢原子的个数比是
=3:
1,
故答案为:
3:
1;
(8)加热[4MgCO3∙Mg(OH)2∙5H2O]生成MgO和二氧化碳、水,至质量不再变化时,得到的固体为MgO,10gMgO的物质的量为
=0.25mol,由镁元素和碳元素守恒关系可知,n(MgCO3)=
×n(Mg)=
×0.25mol=0.2mol,n(CO2)=n(MgCO3)=0.2mol,
V(CO2)=0.2mol×22.4L/mol=4.48L,
故答案为:
4.48L。
10.化学与人类社会可持续发展密切相关,能源、环境、材料以及日常生活等都离不开化学。
(1)硅是无机非金属材料的主角。
请你举出两种含硅的材料名称________;铝制品表面因有一层氧化铝薄膜而经久耐用,但该氧化膜易被酸、碱破坏。
若将氧化铝与氢氧化钠溶液作用,反应的离子方程式为________________________________________。
(2)氯气用于漂白时,实际上起漂白作用的物质不是Cl2而是它和水反应生成的________(写化学式)。
缺铁性贫血患者补充的铁,通常以硫酸亚铁的形式,而硫酸铁则没有这种药效。
当用硫酸亚铁制成药片时外表要包有一层特殊的糖衣,这层糖衣的作用是_______________________________________。
(3)从降低成本和减少环境污染的角度考虑,制取硫酸铜最好的方法是________(填选项字母)。
A.铜和浓硫酸反应B.铜和稀硫酸反应
C.氧化铜和硫酸反应D.铜与Fe2(SO4)3溶液反应
【答案】玻璃、水泥、陶瓷、光导纤维等Al2O3+2OH-===2AlO2-+H2OHClO防止Fe2+被氧化C
【解析】
(1)含硅的材料有玻璃、水泥、陶瓷和光导纤维等;氧化铝为两性氧化物,能与碱反应,其反应的离子方程式为:
Al2O3+2OH-===2AlO2-+H2O。
(2)Cl2与水反应生成的HClO具有强氧化性,具有漂白性,因此实际起漂白作用的物质是HClO;Fe2+容易被氧化,因此用硫酸亚铁制成药片时外表要包有一层特殊的糖衣,防止Fe2+被氧化而使药品失效。
(3)铜和浓硫酸反应会生成具有污染性的气体SO2,同时生成1molCuSO4消耗2molH2SO4,成本较高,A错误;铜和稀硫酸不反应,B错误;氧化铜
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