备战高考化学 硅及其化合物推断题 综合题附答案解析文档格式.docx
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(2)将C与纯碱混合,在高温熔融时发生化学反应也可生成D,同时还生成B的最高价氧化物E;
将E与D在足量的水中混合后,又发生化学反应生成含A的化合物F。
①写出生成D和F的化学反应方程式:
____________________、__________________。
②要将纯碱在高温下熔化,下列坩埚中不可选用的是________。
A.普通玻璃坩埚B.石英玻璃坩埚C.瓷坩埚D.铁坩埚
【答案】氢氟酸SiO2+4HF=SiF4↑+2H2OSiO2+Na2CO3
Na2SiO3+CO2↑Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3↓ABC
“A元素的一种单质是重要的半导体材料”说明A为Si,通过“光导纤维”可推测C为SiO2,SiO2与烧碱即氢氧化钠反应生成的含Si元素的化合物为Na2SiO3。
SiO2与纯碱即碳酸钠高温条件下生成Na2SiO3和CO2,故B为C,E为CO2,二氧化碳和硅酸钠在足量水中可生成硅酸和碳酸钠,故F为H2SiO3。
(1)SiO2易与氢氟酸发生反应,故答案为:
氢氟酸;
;
(2)①根据分析可知答案为:
②A项普通玻璃坩埚中含有SiO2,会在高温下与纯碱反应,故A项错误;
B项石英玻璃坩埚中含有SiO2,会在高温下与纯碱反应,故B项错误;
C项瓷坩埚中含有SiO2,会在高温下与纯碱反应,故C项错误;
D项铁坩埚中不含高温条件下与纯碱反应的物质,故D项正确;
故答案为:
ABC。
【点睛】
半导体材料为硅单质,光导纤维材料为二氧化硅,为高频考点,一定要注意记忆区分。
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
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。
(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。
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.已知A是一种不溶于水的固体非金属氧化物,根据图中的转化关系,回答:
(1)A是______,B是_____,D是_____。
(2)写化学方程式:
①_________;
⑤_________。
(3)写离子方程式:
②__________;
③________;
④________。
【答案】SiO2Na2SiO3H2SiO3Na2CO3+SiO2
Na2SiO3+CO2↑H2SiO3
H2O+SiO2CO2+H2O+SiO32-=CO32-+H2SiO3↓SiO2+2OH-=SiO32-+H2OSiO32-+2H+=H2SiO3↓
由“A是一种不溶于水的固体非金属氧化物”可推知A为SiO2,再结合SiO2的相关性质:
SiO2跟Na2CO3在高温下反应生成Na2SiO3和CO2,二者在水中会反应生成H2SiO3沉淀,则D为H2SiO3,H2SiO3受热分解生成SiO2和H2O,说明A为SiO2是正确的,③为SiO2和NaOH的反应,可知B为Na2SiO3,则C为CO2,Na2SiO3可与酸反应生成硅酸,据此答题。
由以上分析可知A为SiO2,B为Na2SiO3,C为CO2,D为H2SiO3。
(1)由以上分析可知A为SiO2,B为Na2SiO3,D为H2SiO3,故答案为:
SiO2;
Na2SiO3;
H2SiO3。
(2)①SiO2和碳酸钠在高温下反应生成硅酸钠和二氧化碳,反应的方程式为SiO2+Na2CO3
Na2SiO3+CO2↑,故答案为:
SiO2+Na2CO3
Na2SiO3+CO2↑。
⑤H2SiO3受热分解生成SiO2和H2O,反应方程式为:
H2SiO3
H2O+SiO2,故答案为:
H2O+SiO2。
(3)②硅酸酸性比碳酸弱,硅酸钠和二氧化碳、水反应可生成硅酸,反应的方程式为Na2SiO3+CO2+H2O═H2SiO3↓+Na2CO3,离子方程式为:
CO2+H2O+SiO32-=CO32-+H2SiO3↓,故答案为:
CO2+H2O+SiO32-=CO32-+H2SiO3↓。
③二氧化硅和氢氧化钠反应生成硅酸钠和水,反应的化学方程式为SiO2+2NaOH═Na2SiO3+H2O,离子方程式为SiO2+2OH-═SiO32-+H2O,故答案为:
SiO2+2OH-═SiO32-+H2O。
④Na2SiO3可与盐酸反应生成硅酸,方程式为Na2SiO3+2HCl═2NaCl+H2SiO3↓,离子方程式为:
SiO32-+2H+=H2SiO3↓,故答案为:
SiO32-+2H+=H2SiO3↓。
解框图题的方法:
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,本题的突破口为:
“A是一种不溶于水的固体非金属氧化物”。
5.现有如图所示的转化关系,水和部分产物已略去。
已知:
①X和Z是两种透明、不溶于水的坚硬固体,其中Z无固定熔点,是现代建筑不可缺少的装饰和采光材料;
②无色气体A是引起温室效应的主要气体;
③B、D均为难溶于水的白色固体;
④高纯度的F是使用最广泛的半导体材料。
据此回答下列问题:
(1)Z的名称是________,工艺师在Z表面刻蚀花纹图案需用的试剂为________(填名称)。
(2)由X、Y制F的化学方程式为________________________,此反应中Y作________剂(填“氧化”或“还原”)。
(3)转化①的化学方程式为________________________;
转化②(A少量)的离子方程式为______________________。
【答案】玻璃氢氟酸SiO2+2CO
2CO2+Si还原SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2OSiO
+CO2+H2O===H2SiO3↓+CO
①X为不溶于水的坚硬固体,Z无固定熔点,是现代建筑中不可缺少的装饰材料,判断为玻璃,说明X为SiO2;
②无色气体A是引起温室效应的主要气体为CO2;
③B、D均为难溶于水的白色固体,流程分析可知B为CaCO3,;
④高纯度的F是制造电脑芯片的一种非金属单质为Si;
结合流程分析判断可知X为SiO2,B为CaCO3,C为Na2SiO3,D为H2SiO3,E为Na2CO3,Z为玻璃,Y为CO,F为Si.
由以上分析:
(1)Z无固定熔点,是现代建筑中不可缺少的装饰材料,判断为玻璃;
工艺师在Z表面刻蚀花纹图案需用的试剂为氢氟酸。
(2)由X、Y制F的过程为SiO2+2CO
2CO2+Si,CO做还原剂。
(3)转化①的化学方程式为SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2O;
无色气体A是引起温室效应的主要气体,则A为CO2,转化②(A少量)的离子方程式为SiO
。
6.已知A、B、C、D、E是中学常见的五种化合物。
且A、B、C均含有同一种元素,A可用于呼吸面具中的氧气来源,B是制备普通玻璃的主要成分之一,D在常温下是一种常见液体,E是一种两性氢氧化物,F是一种非金属单质。
它们之间有如下关系:
A+D→C+F,C+E→盐+D。
A_____、B_____、D_____、F_______
(2)写出C+E→盐+D的离子方程式_____________________________;
(3)E中某元素的单质可与氧化铁发生铝热反应,写出其反应的化学方程式__________________________________。
【答案】Na2O2Na2CO3H2OO2Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O2Al+Fe2O3
Al2O3+2Fe
A、B、C、D、E是中学常见的五种化合物。
且A、B、C均含有同一种元素,A可用于呼吸面具中的氧气来源,A为过氧化钠;
B是制备普通玻璃的主要成分之一,且含有钠元素,为碳酸钠;
D在常温下是一种常见液体,D为水;
E是一种两性氢氧化物,E为氢氧化铝;
F是一种非金属单质,A+D→C+F,则C为氢氧化钠,F为氧气;
氢氧化钠能够与氢氧化铝反应生成偏铝酸钠和水,满足C+E→盐+D,据此分析解答。
(1)根据上述分析,A为过氧化钠,B为碳酸钠,C为氢氧化钠,D为水;
E为氢氧化铝;
F为氧气,故答案为Na2O2;
Na2CO3;
H2O;
O2;
(2)C+E→盐+D为氢氧化钠与氢氧化铝反应生成偏铝酸钠和水,氢氧化铝难溶于水,应该用化学式表示,反应的离子方程式为Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O,故答案为Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O;
(3)铝与氧化铁发生铝热反应,反应的化学方程式为2Al+Fe2O3
Al2O3+2Fe,故答案为2Al+Fe2O3
Al2O3+2Fe。
7.已知A与D均为非金属单质,其中A有多种同素异形体,其转化关系如下图。
请回答:
(1)反应②为工业制粗硅原理,写出E的化学式:
。
(2)反应①的化学方程式为。
【答案】
(1)CO;
(2)2Mg+CO2
2MgO+C。
试题分析:
(1)反应②制取粗硅,常用C和SiO2的反应:
2C+SiO2
Si+2CO,D为非金属单质,则D为Si,E为CO;
(2)C和O2反应生成CO2,反应①是:
CO;
考点:
考查工业制硅、镁和CO2的反应等知识。
8.下图是一些重要工业生产的转化关系(反应条件略去):
请完成下列问题:
⑴若D是单质,且与A属于同一主族,则:
①反应的化学方程式是____________________________________。
②D的原子结构示意图是_________。
③D单质的一种重要用途是____________________。
⑵若B为黄色固体,D为固体化合物,则
①该反应的化学方程式是_________________________。
②生产该工业品的工厂应建在离_______________较近的地方。
③实验室检验C的方法是___________________________。
⑶若B是一种有刺激性气味的气体,则
①B的分子形状是_____________。
②实验室进行此实验时,常看到有大量白烟产生,请说明产生大量白烟的原因__________。
③化合物C在一定体积的容器中,在一定条件下发生反应,测得容器内气体的压强略小于原来的2/3,请写出该反应的化学方程式________________。
【答案】2C+SiO2
Si+2CO↑
制半导体材料4FeS2+11O2
2Fe2O3+8SO2消费中心将气体C通入品红溶液中,溶液褪色,将溶液加热,又恢复红色三角锥形生成的NO气体被氧气氧化生成NO2,NO2与水反应生成的硝酸与NH3反应而产生大量白烟3NO=NO2+N2O
(1)根据常见的置换反应,A、D同主族及工业制取硅的化学反应分析.
(2)根据B为黄色固体,D为固体化合物及工业生产硫酸的原理思考.
(3)根据工业氨气催化氧化制取硝酸分析。
:
(1)D与A同主族,A能置换出D,且该反应是重要反应,则分析元素周期表,可知A是C,D是Si,即2C+SiO2
2CO+Si.Si的原子结构示意图是
,硅单质的一种重要用途是制半导体材料;
(2)①化合物B为黄色固体,中学阶段的黄色固体化合物有AgI、硫铁矿等,能用于工业生产的只能是用黄铁矿生成浓硫酸,即A是氧气,B是FeS2,C是SO2,因此化学方程式为4FeS2+11O2
2Fe2O3+SO2;
②该反应用于工业生产硫酸,由于浓硫酸是腐蚀品,运输成本较高,且危险性大,因此建厂时应该选择在使用浓硫酸密集的地方,即工业区集中的消费中心;
③因为氯气和二氧化硫都能使品红试液褪色,所以利用二者化学性质的差别,实验室检验二氧化硫通常采用:
将气体C通入品红溶液中,溶液褪色,将溶液加热,又恢复红色;
(3)①该反应为工业生产的转化关系,又实验室做该实验有白烟,结合中学阶段氨气与挥发性酸相遇会产生白烟的知识,可知该反应是工业上氨气催化氧化制取硝酸的反应,即:
4NH3+5O2
4NO+6H2O,因此B是NH3,C是NO.氨气分子是三角锥形;
②实验室进行此反应,NO会被过量氧气氧化为NO2,进而与水反应生成硝酸,硝酸与氨气反应生成硝酸铵而产生大量白烟,即:
生成的NO气体被氧气氧化生成NO2,NO2与水反应生成的硝酸与NH3反应而产生大量白烟,故答案为生成的NO气体被氧气氧化生成NO2,NO2与水反应生成的硝酸与NH3反应而产生大量白烟;
③NO在密闭容器中一定条件下可以分解为二氧化氮和一氧化二氮,发生的反应为3NO=NO2+N2O,由于存在2NO2⇌N2O4而容器内气体的压强略小于原来的
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
(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。
(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,
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,
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,
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,
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,
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,
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,
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,
4.48L。
10.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是当前最常用的太阳能转换为电能的材料。
(2)C的水溶液俗称水玻璃,D为硅酸。
则:
写出反应②的化学方程式。
写出反应③的离子方程式。
(2)若A是应用最广泛的金属。
反应①、⑤均用盐酸,D物质是红褐色。
写出反应③的化学方程式。
B溶液中加入NaOH溶液的现象是,沉淀颜色发生变化对应的化学方程式是。
C的溶液用于蚀刻印刷铜电路板(铜质),写该反应的离子方程式。
(3)若D物质是常见的两性氢氧化物,反应②③⑤均要用强碱溶液,反应④是通入过量的CO2。
反应②的离子方程式为。
反应④的离子方程式为。
(1)Si+2NaOH+H2O===Na2SiO3+2H2↑;
SiO2+2OH-===SiO32-+H2O;
(2)2FeCl2+Cl2===2FeCl3生成白色沉淀,迅速变成灰绿色,最终变成红褐色
4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3Cu+2Fe3+==2Fe2++Cu2+
(3)2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑;
AlO2-+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+HCO3-
(1)若A为太阳能转化为电能的材料,则为硅,C的水溶液为水玻璃,则为硅酸钠,D为硅酸,所以B为二氧化硅。
反应②为硅盒氢氧化钠反应生成硅酸钠和氢气,方程式为Si+2NaOH+H2O===Na2SiO3+2H2↑;
反应③为二氧化硅和氢氧化钠反应生成硅酸钠和水,离子方程式为:
(2)若A是应用最广泛的金属,则为铁,①是用盐酸,则B为氯化亚铁,D为红褐色,则为氢氧化铁,则C为氯化铁。
反应③为氯化亚铁和氯气反应生成氯化铁,方程式
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