高考化学与硅及其化合物推断题有关的压轴题附答案解析.docx
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高考化学与硅及其化合物推断题有关的压轴题附答案解析
高考化学与硅及其化合物推断题有关的压轴题附答案解析
一、硅及其化合物
1.A、B、C、D、E五种物质中均含有同一种非金属元素,它们能发生如图所示的转化关系,该元素(用R表示)的单质能与NaOH溶液反应生成盐(Na2RO3)和氢气。
请回答下列问题:
(1)写出各物质的化学式:
A________;B________;C________;D________;E________。
(2)写出反应①的化学方程式:
______________________________________,该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。
(3)写出反应④的离子方程式:
______________________________________。
(4)写出反应⑤的离子方程式:
______________________________________。
(5)H2CO3的酸性强于E的,请用离子方程式予以证明:
________________________________。
【答案】SiO2CaSiO3Na2SiO3SiH2SiO3SiO2+2C
Si+2CO↑1∶2Si+2OH-+H2O=SiO32-+2H2↑SiO32-+Ca2+=CaSiO3↓SiO32-+CO2+H2O=H2SiO3↓+CO32-
【解析】
【分析】
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(Na2RO3)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。
【详解】
(1)根据上面的分析可知,A为SiO2,B为CaSiO3,C为Na2SiO3,D为Si,E为H2SiO3;
(2)反应①的化学方程式为SiO2+2C
Si+2CO↑,根据方程式可知,该反应中氧化剂是个与还原剂碳的物质的量之比为1:
2;
(3)反应④的离子方程式为Si+2OH-+H2O=SiO32-+2H2↑;
(4)反应⑤的离子方程式为SiO32-+Ca2+=CaSiO3↓;
(5)H2CO3的酸性强于H2SiO3,根据复分解反应的规律:
强酸制取弱酸,则可以向Na2SiO3的水溶液中通入CO2气体,发生反应产生硅酸和碳酸钠,反应的离子方程式是:
SiO32-+CO2+H2O=H2SiO3↓+CO32-。
2.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。
3.某固体中可能含有Na+、K+、Al3+、Ba2+、SO42-、CO32-、SiO32-、等离子,将其配成100mL溶液。
学生研究性学习小组为了确认其成分,设计并完成了如图所示实验:
请回答下列问题:
(1)配制100mL溶液需要使用容量瓶,该仪器使用前必须进行的一步操是______________;在“定容”操作中,当液面接近容量瓶刻度线1~2cm处,改用__________________,再将容量瓶塞盖好,反复上下颠倒,摇匀。
(2)若出现如下情况,导致所配溶液浓度偏高的是_____________________
A.称量时砝码已经生锈;
B.溶解、转移溶液之后没有对烧杯和玻璃棒进行洗涤操作;
C.定容时俯视;
D.定容时,液面超过容量瓶颈上的刻度线,用胶头滴管将过量的液体吸出;
E.容量瓶不干燥,含有少量蒸馏水。
(3)根据以上实验可得出:
一定存在的离子是_________________,,一定不存在的离子是___________________。
(4)加入稀盐酸,所发生的离子反应方程式为________________。
【答案】检查是否漏水改用胶头滴管滴加蒸馏水至溶液凹液面正好与刻度线相切A、CCO32-、SiO32-SO42-、Al3+、Ba2+CO32-+2H+=CO2↑+H2O;SiO32-+2H+=H2SiO3↓
【解析】
【分析】
向配制的溶液中加入稀盐酸后生成无色无味气体A、沉淀B,气体A为CO2,则原溶液中一定含有CO32-,结合离子共存可知一定不存在Al3+、Ba2+;生成的沉淀B为硅酸,则一定存在SiO32-;向滤液C中加入氯化钡溶液,无明显现象,说明溶液中不存在SO42-,据此结合溶液配制的方法解答;
第
(2)题根据
进行分析;
【详解】
(1)容量瓶使用前要检查是否漏水;当液面接近容量瓶刻度线1-2cm处,改用胶头滴管滴加质量数至液面凹液面恰好与刻度线相切,再将容量瓶塞盖好,反复上下颠倒,摇匀,故答案为:
检查是否漏水;改用胶头滴管滴加质量数至液面凹液面恰好与刻度线相切;
(2)A.称量时砝码已经生锈会导致溶质的质量偏大,继而导致浓度偏大,故A正确;
B.溶解、转移溶液之后没有对烧杯和玻璃棒进行洗涤操作会导致溶质物质的量偏小,浓度偏小,故B错误;
C.定容时俯视会导致溶液体积偏小,溶液浓度偏大,故C正确;
D.定容时,液面超过容量瓶颈上的刻度线,用胶头滴管将过量的液体吸出会导致溶质的物质的量偏小,浓度偏小,故D错误;
E.容量瓶不干燥,含有少量蒸馏水对浓度没有影响,故E错误,
故答案为:
AC;
(3)根据分析可知一定存在的离子为:
CO32-、SiO32-;一定不存在的离子为:
SO42-、Al3+、Ba2+,故答案为:
CO32-、SiO32-;SO42-、Al3+、Ba2+;
(4)根据分析可知,加入稀盐酸后碳酸根和硅酸根和氢离子发生反应,故答案为:
CO32-+2H+=CO2↑+H2O;SiO32-+2H+=H2SiO3↓。
4.某课外学习小组对日常生活中不可缺少的调味品M进行探究。
已知C可在D中燃烧发出苍白色火焰。
M与其他物质的转化关系如图1所示(部分产物已略去):
(1)写出B的电子式________。
(2)若A是一种非金属单质,且可用于制造半导体材料,写出A和B水溶液反应的离子方程式__________________________。
(3)若A是CO2气体,A与B溶液能够反应,反应后所得的溶液再与盐酸反应,生成的CO2物质的量与所用盐酸体积如图2所示,则A与B溶液反应后溶液中所有溶质的化学式为_____________;c(HCl)=________mol/L。
(4)若A是一种常见金属单质,且A与B溶液能够反应,则将过量的F溶液逐滴加入E溶液,边加边振荡,所看到的实验现象是______________________________________。
(5)若A是一种可用于做氮肥的化合物,A和B反应可生成气体E,E与F、E与D相遇均冒白烟,且利用E与D的反应检验输送D的管道是否泄露,写出E与D反应的化学方程式为___________________。
(6)若A是一种溶液,可能含有H+、NH
、Mg2+、Fe3+、Al3+、CO32-、SO42-中的某些离子,当向该溶液中加入B溶液时发现生成沉淀的物质的量随B溶液的体积发生变化如图3所示,由此可知,该溶液中肯定含有的离子是_____________________,它们的物质的量浓度之比为______________。
【答案】
Si+2OH-+2H2O=SiO32-+2H2↑NaOH、Na2CO30.05先有白色沉淀生成,随后沉淀逐渐减少最终消失3Cl2+8NH3===N2+6NH4ClH+、Al3+、
、
c(H+)∶c(Al3+)∶c(
)∶c(
)=1∶1∶2∶3
【解析】
【分析】
(1)C可在D中燃烧发出苍白色火焰,为氢气与氯气反应生成HCl,可推知C为H2、D为Cl2、F为HCl,M是日常生活中不可缺少的调味品,由转化关系可知,M的溶液电解生成氢气、氯气与B,可推知M为NaCl、B为NaOH;
(2)若A是一种非金属单质,且可用于制造半导体材料,则A为Si,Si和NaOH的水溶液反应生成Na2SiO3和H2;
(3)曲线中,从0.4L~0.6L发生反应NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O,该阶段消耗盐酸为200mL,而开始产生二氧化碳时消耗盐酸为400mL,大于200mL,所以溶液中的溶质成分NaOH、Na2CO3;
(4)若A是一种常见金属单质,且与NaOH溶液能够反应,则A为Al,E为NaAlO2,则将过量的HCl溶液逐滴加入NaAlO2溶液中,先生成氢氧化铝,而后氢氧化铝溶解;
(5)若A是一种氮肥,实验室可用A和NaOH反应制取气体E,则E为NH3、A为铵盐,E与氯气相遇均冒白烟,且利用E与氯气的反应检验输送氯气的管道是否泄露,则氨气与氯气反应生成氯化铵,同时生成氮气;
(6)由图可知,开始加入NaOH没有沉淀和气体产生,则一定有H+,一定没有CO32-,后来有沉淀产生且最后消失,则一定没有Mg2+、Fe3+,一定含有Al3+;中间段沉淀的质量不变,应为NH4++OH-=NH3•H2O的反应,则含有NH4+,由电荷守恒可知一定含有SO42-,根据各阶段消耗的NaOH体积结合离子方程式计算n(H+):
n(Al3+):
n(NH4+)之比,再结合电荷守恒计算与n(SO42-)的比例关系,据此计算。
【详解】
(1)B为NaOH,其电子式为
;
(2)A为Si,Si和NaOH的水溶液反应生成Na2SiO3和H2,反应的离子方程式为Si+2OH-+2H2O=SiO32-+2H2↑;
(3)曲线中,从0.4L~0.6L发生反应NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O,该阶段消耗盐酸为200mL,而开始产生二氧化碳时消耗盐酸为400mL,大于200mL,所以溶液中的溶质成分NaOH、Na2CO3;生成0.01molCO2需要的盐酸为200mL,结合反应原理NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O,则c(HCl)=
=0.05mol/L;
(4)若A是一种常见金属单质,且与NaOH溶液能够反应,则A为Al,E为NaAlO2,则将过量的HCl溶液逐滴加入NaAlO2溶液中,先生成氢氧化铝,而后氢氧化铝溶解,故看到的现象为:
液中逐渐有白色絮状沉淀生成,且不断地增加,随后沉淀逐渐溶解最终消失;
(5)若A是一种氮肥,实验室可用A和NaOH反应制取气体E,则E为NH3、A为铵盐,E与氯气相遇均冒白烟,且利用E与氯气的反应检验输送氯气的管道是否泄露,则氨气与氯气反应生成氯化铵,同时生成氮气,反应方程式为:
3Cl2+8NH3=N2+6NH4Cl,
(6)由图可知,开始加入NaOH没有沉淀和气体产生,则一定有H+,一定没有CO32-,后来有沉淀产生且最后消失,则一定没有Mg2+、Fe3+,一定含有Al3+;中间段沉淀的质量不变,应为NH4++OH-=NH3•H2O的反应,则含有NH4+,由电荷守恒可知一定含有SO42-,发生反应H++OH-=H2O,氢离子消耗NaOH溶液的体积为1体积,发生反应Al3++3OH-=Al(OH)3↓,铝离子消耗NaOH溶液的体积为3体积,发生反应NH4++OH-=NH3•H2O,铵根消耗氢氧化钠为2体积,则n(H+):
n(Al3+):
n(NH4+)=1:
1:
2,由电荷守恒可知,n(H+):
n(Al3+):
n(NH4+):
n(SO42-)=1:
1:
2:
3,故c(H+):
c(Al3+):
c(NH4+):
c(SO42-)=1:
1:
2:
3。
5.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↓+HCO32-
或SiO32-+CO2+H2O===H2SiO3↓+CO32-(写成H4SiO4同样给分)
【解析】
【分析】
【详解】
试题分析:
非金属单质R能与NaOH溶液反应生成盐(Na2RO3)和氢气,则R为Si元素,由转化关系可知D为Si,A为SiO2,B为CaSiO3,C为Na2SiO3,E为H2SiO3,
(1)由以上分析可知A为SiO2,C为Na2SiO3,故答案为SiO2;Na2SiO3;
(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-。
考点:
以硅为载体考查了无机物的推断
6.材料科学是近年来与化学有关的科学研究热点。
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、抗氧化的特征。
它是以中学化学中常见物质为原料来生产的。
下图虚线框内的其它转化是为探究C的组成而设。
G、F、H均为难溶于水的白色固体;图中C、H、K均为含A元素。
其余物质均为中学化学中常见物质。
请回答下列问题:
(1)指出K可能所属的晶体类型__________,K中含有的化学键类型为___________。
(2)写出化学式:
化合物C____________________;化合物F______________。
(3)写出反应③的化学方程式:
_______________________________________。
(4)写出反应⑤的离子方程式:
_______________________________________。
(5)化合物K与化合物C类似,也能在一定条件下与水反应生成两种化合物,请写出K与水反应的化学方程式:
_______________________________________。
【答案】原子晶体共价键SiCl4H2SiO3(或H4SiO4)3Si(NH2)4=Si3N4+8NH3SiO2+2OH-==SiO32-+H2O或SiO2+4OH-==SiO44-+2H2OSi3N4+9H2O=3H2SiO3+4NH3或Si3N4+12H2O=3H4SiO4+4NH3
【解析】
【分析】
根据图中各物质转化关系,F受热得H,H能与氢氧化钠反应生成I,I与过量的二氧化碳反应生成F,说明F为弱酸且能受热分解,结合化合物D中A可形成四个价键知:
A元素为四价元素,C、H、K均为含A元素,K由两种非金属元素组成,具有耐磨、耐腐蚀、抗冷热冲击、抗氧化的特征,根据D的部分组成可知K应为Si3N4,可以确定A为Si,H为SiO2,I为Na2SiO3,则F为H2SiO3,由虚线框中上一支推中可知,E与硝酸银反应生成不溶于稀硝酸的沉淀G,则可知E中有Cl-,G为AgCl,故C为SiCl4,B为Cl2;由SiCl4+3H2═4HCl+H2SiO3,生成E:
HCl,G、F、H均为难溶于水的白色固体。
【详解】
由分析可知:
A为Si,B为Cl2,C为SiCl4,D为Si(NH2)4,E为HCl,F为H2SiO3,G为AgCl,H为SiO2,I为Na2SiO3,K为Si3N4。
(1)K为Si3N4,它是一种超硬物质,具有耐磨、耐腐蚀、抗冷热冲击、抗氧化的特征,K可能所属的晶体类型原子晶体,K中含有Si-N的化学键类型为共价键。
(2)化学式:
化合物C为SiCl4 ;化合物F为H2SiO3 (或H4SiO4) 。
(3)Si(NH2)4在高温条件下分解生成Si3N4和NH3,反应③的化学方程式:
3Si(NH2)4=Si3N4+8NH3。
(4)SiO2是酸性氧化物,与碱反应生成硅酸盐和水,反应⑤的离子方程式:
SiO2+2OH-=SiO32-+H2O或SiO2+4OH-=SiO44-+2H2O。
(5)化合物Si3N4与化合物SiCl4类似,也能在一定条件下与水反应生成两种化合物,则反应方程式为:
Si3N4+9H2O=3H2SiO3↓+4NH3↑或Si3N4+12H2O=3H4SiO4↓+4NH3↑。
7.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+O2
2CuO(或者3Fe+2O2
Fe3O4)(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+O2
2CuO或者3Fe+2O2
Fe3O4。
(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
8.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↓)。
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Cl2;PbO2不稳定,随温度升高按下列顺序逐步分解:
PbO2→Pb2O3→Pb3O4→PbO。
现将amolPbO2加热分解,收集产生的O2;加热反应后所得固体中,Pb2+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Cl2。
两步反应中收集的O2和Cl2的物质的量之和为ymol。
(1)若Fe3O4可表示为FeO·Fe2O3,则Pb3O4可表示为_____________________________
(2)试写出Pb2O3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·P
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- 高考 化学 及其 化合物 推断 有关 压轴 答案 解析
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