高考化学二轮 硅及其化合物推断题 专项培优及答案解析.docx
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高考化学二轮硅及其化合物推断题专项培优及答案解析
高考化学二轮硅及其化合物推断题专项培优及答案解析
一、硅及其化合物
1.A、B、C均为中学化学常见的纯净物,它们之间存在如下转化关系:
其中①②③均为有单质参与的反应。
(1)若A是常见的金属,①③中均有同一种黄绿色气体参与反应,B溶液遇KSCN显血红色,且②为化合反应,写出反应②的离子方程式_________________________。
(2)如何检验上述C溶液中的阳离子?
______________________。
(3)若B是太阳能电池用的光伏材料,①②③为工业制备B的反应。
C的化学式是____________,属于置换反应____________,(填序号)写出反应①的化学方程式____________________。
【答案】Fe+2Fe3+=3Fe2+取少量溶液于试管,加KSCN溶液,无明显现象,再加氯水,溶液变成血红色,则证明含Fe2+SiCl4①③2C+SiO2
Si+2CO↑
【解析】
【分析】
(1)由转化关系可知A为变价金属,则A应为Fe,B为氯化铁,C为氯化亚铁,②为Fe与氯化铁的反应;
(3)B是太阳能电池用的光伏材料,可知B为Si,①为C与二氧化硅的反应,①②③为工业制备B的反应,则C为SiCl4,③中SiCl4与氢气反应,提纯Si,以此解答该题。
【详解】
(1)A是常见的金属,①③中均有同一种气态非金属单质参与反应,且②为化合反应,则该非金属气体为Cl2,B为氯化铁,则反应②的离子方程式为2Fe3++Fe=3Fe2+;
(2)由分析知C为氯化亚铁,检验Fe2+的操作方法是取少量溶液于试管,加KSCN溶液,无明显现象,再加氯水,溶液变成血红色,则证明含Fe2+;
(3)B是太阳能电池用的光伏材料,可知B为Si,①为C与二氧化硅的反应,①②③为工业制备B的反应,则C为SiCl4,其中②为Si和Cl2化合生成SiCl4,③中SiCl4与氢气反应,提纯Si,则反应①的化学方程式为SiO2+2C
Si+2CO↑,其中属于置换反应的有①③。
2.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。
3.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】CO2Ca(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。
4.A、B、C、D、E五种物质中均含有同一种非金属元素,他们能发生如图所示的转化关系。
若该元素用R表示,则A为R的氧化物,D与NaOH溶液反应生成C和H2。
请回答:
(1)写出对应物质的化学式:
A________________;C________________;E________________。
(2)反应①的化学方程式为_______________________________________。
(3)反应④的离子方程式为_____________________________________。
(4)H2CO3的酸性强于E的,请用离子方程式予以证明:
_______________________________。
【答案】SiO2Na2SiO3H2SiO3(或H4SiO4)SiO2+2C
Si+2CO↑Si+2OH-+H2O===SiO32-+2H2↑SiO32-+CO2+H2O===H2SiO3↓+CO32-(或SiO32-+2CO2+2H2O===H2SiO3↓+2HCO3-)
【解析】
【分析】
【详解】
A、B、C、D、E五种物质中均含有同一种非金属元素,该元素(用R表示)的单质能与NaOH溶液反应生成盐和氢气,则可推知该元素为硅元素,根据题中各物质转化关系,结合硅及其化合物相关知识可知,A与焦碳高温下生成D,则A为SiO2,D为Si,C为Na2SiO3,根据反应②或反应⑤都可推得B为CaSiO3,根据反应⑥推知E为H2SiO3;
(1)由以上分析可知A为SiO2,C为Na2SiO3,E为H2SiO3;
(2)反应①的化学方程式为2C+SiO2
Si+2CO↑;
(3)反应④的离子方程式为Si+2OH-+H2O=SiO32-+2H2↑;
(4)H2CO3的酸性强于H2SiO3的酸性,可在硅酸钠溶液中通入二氧化碳,如生成硅酸沉淀,可说明,反应的离子方程式为SiO32-+CO2+H2O=H2SiO3↓+CO32-。
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】
CaSiO3SiO2+2NaOH=NaSiO3+H2OSiO32-+2CO2+2H2O=H2SiO3↓+2HCO3-C,D
【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SiO2,与NaOH溶液反应生成Na2SiO3和水,该反应的化学方程式为:
SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O;
(4)往D(Na2SiO3)溶液中通过过量CO2后,由于H2CO3的酸性比H2SiO3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-+2CO2+2H2O=H2SiO3↓+2HCO3-;
(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.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
【解析】
【分析】
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.
【详解】
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
+CO2+H2O===H2SiO3↓+CO
。
7.(14分)某新型无机非金属材料K由两种非金属元素组成,它是一种超硬物质,具有耐磨、耐腐蚀、抗冷热冲击、抗氧化的特性。
它是以中学化学中常见物质为原料来生产的,图中C、M、K均含A元素,M的分子式为A(NH2)4;E为不含A元素的氢化物,在空气中易形成白雾;G、F均为难溶于水的白色沉淀,H为氧化物,J为气体;其余物质均为中学化学中常见物质。
(提示:
NH3和H2O的化学性质在某些方面相似)
请回答下列问题:
(1)写出指定物质的化学式:
A,C,F。
(2)K的化学式为。
(3)写出图中下列序号的化学方程式:
反应④;
反应⑤。
(4)写出图中反应⑥的离子方程式:
。
【答案】(14分)
(1)Si(2分);SiCl4(2分);H2SiO3(H4SiO4)(2分);
(2)Si3N4(2分)
(3)④Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑(2分)⑤SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O(2分)
(4)⑥SiO32-+2CO2+2H2O=H2SiO3↓+2HCO3-(2分)
【解析】
试题分析:
根据题中各种物质之间的转化关系,F均为难溶于水的白色沉淀,H为氧化物,H与NaOH溶液发生反应产生I,I与过量的CO2发生反应产生F,,数目F是弱酸,而且不稳定,受热发生分解反应,结合化合物A可谓形成四个共价键可知A元素为Si价化合物,C、H、K均含有A元素,K抗腐蚀能力强,氮溶液被氢氟酸腐蚀,数目K中含有Si元素,由此可取代A是Si,H是SiO2,I是Na2SiO3,则F是H2SiO3,E为不含A元素的氢化物,在空气中易形成白雾;E与AgNO3溶液发生反应产生的F为难溶于水的白色沉淀,则F是AgCl,E是HCl,所以B是Cl2。
C是SiCl4,SiCl4与过量的NH3发生反应产生M是Si3N4,K是含有Si元素的两种短周期元素组成的新型无机非金属材料,具有超硬物质,具有耐磨、耐腐蚀、抗冷热冲击、抗氧化的特性。
则K是Si3N4。
(1)A物质的化学式:
是Si;C化学式是SiCl4,F是H2SiO3,
(2)K的化学式为Si3N4;(3)图中Si可以与NaOH溶液发生反应产生氢气,反应④的化学方程式是:
Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑;反应⑤是酸性氧化物SiO2与碱NaOH发生反应,产生盐和水,反应的化学方程式是:
SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O;(4)由于酸性H2CO3>H2SiO3,因此硅酸盐与碳酸发生反应产生硅酸,由于CO2过量,因此反应产生的碳酸盐是酸式盐,图中反应⑥是的离子方程式SiO32-+2CO2+2H2O=H2SiO3↓+2HCO3-
【考点定位】考查了物质转化关系和判断、物质化学式、化学方程式和离子方程式的书写的知识。
【名师点睛】本题是无机元素及化合物的推断题,全面考查了元素及化合物的性质及应用,要掌握元素及化合物的结构、性质、应用,同时把反应现象和题干信息充分结合,与材料及制取方法结合,注意物质的量的多少对反应及产物的影响。
本题考查的非金属元素N、Cl、Si元素及其化合物的性质和应用的知识。
从物质之间的转化关系中找准突破口,问题就会各个击破,迎仍而解。
8.在下图所示的物质转化关系中,A是海水中含量最丰富的盐,B是常见的无色液体,F在D中燃烧发出苍白色火焰。
H可用于制造光导纤维,J是一种乳白色凝胶状沉淀。
(部分生成物和部分反应条件未列出)请回答下列问题:
(1)形成单质D的元素在周期表中的位置
(2)形成C、D、F单质的元素半径由大到小的顺序(填写元素符号)
(3)C长期暴露在空气中,最终产物是
(4)H在高温下与碳反应方程式为,若转移4mol电子参加反应的碳为mol。
(5)写出反应①的离子方程式
(6)写出反应②的化学方程式
【答案】
(1)第三周期第
;
(2)Na>Cl>H;(3)Na2CO3(4)SiO2+2C
Si+2CO↑;
(5)Cl2+2OH--="Clˉ+"ClO-+H2O(2分)(6)Na2SiO3+2HCl=H2SiO3↓+2NaCl(2分)
【解析】
试题分析:
根据题意可知:
A是NaCl;B是H2O;C是Na;D是Cl2;E是NaOH;F是H2;G是HCl;H是SiO2;I是Na2SiO3;K是NaClO;J是H2SiO3。
(1)形成单质D的元素在周期表中的位置是第三周期第
;
(2)同一周期的元素,原子序数越大,原子半径就越小;不同周期的元素,原子核外电子层数越多,原子半径就越大,所以形成C、D、F单质的元素半径由大到小的顺序是Na>Cl>H;(3)C暴露在空气中,首先被氧化变为Na2O,Na2O与空气中的水发生反应产生NaOH,NaOH潮解变为溶液,溶液吸收CO2变为Na2CO3,所以最终产物是Na2CO3。
(4)H在高温下与碳反应方程式为SiO2+2C
Si+2CO↑;根据方程式可知每转移4mol的电子,反应消耗C单质的物质的量是2mol;(5)反应①的离子方程式是Cl2+2OH--="Clˉ+"ClO-+H2O;(6)反应②的化学方程式是Na2SiO3+2HCl=H2SiO3↓+2NaCl。
考点:
考查元素及化合物的知识。
包括物质的推断、元素在周期表中的位置、原子半径大小比较、物质的保存及成分、化学方程式和离子方程式的书写的知识。
9.阅读下面信息,推断元素,按要求回答问题:
信息
问题
①短周期元素X、Y、Z、W,原子序数依次增大,最外层电子数均不少于最内层电子数
(1)X一定不是______;
A.氢B.碳C.氧D.硫
②一定条件下,上述四种元素的单质均能与足量的氧气反应,生成的氧化物有两种能溶于稀硫酸,三种能溶于浓NaOH,氧化物的相对式量都大于26
(2)这四种元素含有铝元素吗?
__;
③上述四种元素的单质的混合物,加入足量的盐酸溶液,固体部分溶解,过滤,向滤液中加入过量的烧碱溶液,最终溶液中有白色沉淀
(3)白色沉淀的化学式为________;
④上述四种元素的单质的混合物,加入足量的烧碱溶液,固体部分溶解,过滤,向滤液中加入过量的盐酸溶液,最终溶液中有白色沉淀
(4)生成白色沉淀的离子方程式为______________________;
【答案】AD一定含有铝元素Mg(OH)2SiO32-+2H+=H2SiO3↓
【解析】
【分析】
(1)X若为氢时,其最外层电子数为1;X若为硫,原子序数比X大的Y、Z、W不可能都是短周期元素;
(2)有一种元素的氧化物既能与酸反应、又能与碱反应;
(3)白色沉淀应为碱,短周期元素中只有Mg(OH)2符合;
(4)滤液中加入过量的盐酸溶液,得到的应是难溶于水的弱酸,可为H2SiO3或H4SiO4;
【详解】
(1)X若为氢时,其最外层电子数为1,不合理;X若为硫,原子序数比X大的Y、Z、W不可能都是短周期元素,不合理,X为碳或氧时合理,故答案为AD;
(2)四种元素的单质均能与足量的氧气反应,生成的氧化物有两种能溶于稀硫酸,三种能溶于浓NaOH,氧化物的相对式量都大于26,说明四种元素均为第三周期主族元素,且有一种元素的氧化物既能与酸反应、又能与碱反应,则一定含有铝元素;
(3)对所有短周期元素进行试探,唯有镁元素符合性质,可知白色沉淀物的化学式为Mg(OH)2;
(4)唯有硅元素在④变化中最终得到白色沉淀H2SiO3(或H4SiO4),生成该白色沉淀的离子方程式为SiO32-+2H+=H2SiO3↓(或SiO32-+2H++H2O=H4SiO4↓)。
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;氧化铜和稀硫酸反应的产物无污染性,且生成1molCuSO4只需要消耗1molH2SO4,C正确;铜与Fe2(SO4)3溶液反应生成的CuSO4中混有FeSO4,增加分离的成本,D错误,故制取硫酸铜最好的方法是氧化铜和硫酸反应,答案选C。
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