1、化学硅及其化合物推断题的专项培优 易错 难题练习题含答案附答案解析化学硅及其化合物推断题的专项培优 易错 难题练习题(含答案)附答案解析一、硅及其化合物1表是元素周期表的一部分，针对表中的-元素按要求回答下列问题：IAIIAIIIAIVAVAVIAVIIA0族234（1）在-元素中，化学性质最不活泼的元素是_（填元素符号），化学性质最活泼的金属元素是_（填元素符号）。（2）在最高价氧化物对应水化物中，酸性最强的化合物的化学式是_，碱性最强的化合物的化学式是_。（3）氧化物属于两性氧化物的元素是_（填元素符号），写出该元素的最高价氧化物与NaOH溶液反应的离子方程式_（4）比较元素的气态氢化物的
2、稳定性：_；最高价氧化物对应水化物的酸性强弱：_。（5）的最高价氧化物与烧碱溶液反应的化学方程式为_【答案】Ar K HClO4 KOH Al Al2O3 + 2OH- = 2AlO2- + H2O SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O 【解析】【分析】稀有气体性质稳定，除稀有气体同周期从左往右，同主族从下至上，非金属性增强。非金属性越强，单质越活泼，越易与氢气化合，生成的气态氢化物越稳定，对应的最高价氧化物的水化物酸性越强。同周期从右往左，同主族从上至下，金属性逐渐增强。金属性越强，单质越活泼，遇水或酸反应越剧烈，最高价氧化物对应水化物的碱性越强。【详解】（1）根据分析-
3、元素中，化学性质最不活泼的元素是Ar，化学性质最活泼的金属元素是K；（2）根据分析，-元素中Cl非金属性最强，故在最高价氧化物对应水化物中，酸性最强的化合物的化学式是HClO4，K金属性最强，碱性最强的化合物的化学式是KOH；（3）铝、氧化铝、氢氧化率均属于两性物质，则氧化物属于两性氧化物的元素是Al，该元素的氧化物与NaOH溶液反应的离子方程式Al2O3 + 2OH- = 2AlO2- + H2O；（4）非金属性越强，气态氢化物的稳定性越强，氧的非金属较强，故水比氨气稳定，；（5）硅的最高价氧化物SiO2与烧碱溶液反应的化学方程式为：SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O。
4、【点睛】非金属性的应用中，需要注意非金属性与气态氢化物的稳定呈正比，与氢化物的还原性呈反比，而简单氢化物的沸点需要对比氢键和范德华力，是物理性质。2有三种透明、不溶于水的坚硬固体。A固体在氧气中完全燃烧只得到一种无色无味气体，此气体能使澄清石灰水变浑浊，标准状况下测得此气体的密度是氧气密度的1.375倍。B固体能溶于热的苛性钠溶液，再往该溶液中加入过量盐酸时，析出白色沉淀，此沉淀是一种比H2CO3还弱的酸，干燥后为不溶于水的白色粉末。B与石灰石、纯碱按一定比例混合加热后，能得到C，C在高温时软化，无固定熔点。根据以上事实，判断A、B、C各为何物：_、_、_；写出有关反应的化学方程式_。【答案】
5、金刚石 石英 普通玻璃 CO2CO2，CO2Ca(OH)2CaCO3H2O； SiO22NaOHNa2SiO3H2O；Na2SiO32HClH2OH4SiO42NaCl； H4SiO4H2SiO3H2O；CaCO3SiO2CaSiO3CO2； SiO2Na2CO3Na2SiO3CO2 【解析】【详解】A物质燃烧后产生气体的相对分子质量为：321.37544。结合它无色无味且使澄清石灰水变浑浊的性质，可推断此气体为CO2，又因为A为透明不溶于水的坚硬固体，故可判断A为金刚石。方程式为： CO2CO2。B物质能与苛性钠反应，且所得溶液与盐酸反应生成一种比H2CO3还弱的酸，且这种酸是一种难溶于水的
6、白色固体，故可判断B为石英。相关方程式为： SiO22NaOHNa2SiO3H2O； Na2SiO32HClH2OH4SiO42NaCl； H4SiO4H2SiO3H2O。C物质由石灰石、纯碱、B物质（石英）混合加热而制得，结合高温时软化且无固定熔点，判断C物质为普通玻璃。相关方程式为：SiO2CaCO3CaSiO3CO2；SiO2Na2CO3Na2SiO3CO2。【点睛】本题考查有关SiO2、Na2SiO3、H2SiO3以及玻璃等物质的性质以及推理判断能力。其突破口是C高温时软化，无固定熔点，这是玻璃的特性，由此推知B可能为SiO2是解题的关键。3A、B、C、D、E五种物质中均含有同一种非金
7、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)反应的化学方程式为_。(3)反应的离子方程式为_。(4)H2CO3的酸性强于E的，请用离子方程式予以证明：_。【答案】SiO2 Na2SiO3 H2SiO3(或H4SiO4) SiO22CSi2CO Si2OHH2O=SiO32-2H2 SiO32-CO2H2O=H2SiO3CO32-(或SiO32-2CO22H2O=H2SiO32HCO3-) 【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
8、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，根据反应或反应都可推得B为CaSiO3，根据反应推知E为H2SiO3；（1）由以上分析可知A为SiO2，C为Na2SiO3，E为H2SiO3；（2）反应的化学方程式为2C+SiO2Si+2CO；（3）反应的离子方程式为Si+2OH-+H2OSiO32-+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
9、+H2OH2SiO3+CO32-。4X、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+8 Al 9Fe +4 Al2O3 CO2 MgO CuO H2O SiO2 CO 【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
10、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+8 Al 9Fe +4 Al2O3；(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+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+H2Cu+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+2CSi+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
11、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下图中的AH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。AH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D、E恰好完全反应生成C时A与B的物质的量之比为：_；【答案】H2O 2
12、Na2O2+2H2O=4NaOH+O2 Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2（或2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2） AlO2-+H+H2O=Al(OH)3、Al(OH)3+3H+=Al3+3H2O 3：2 【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
13、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Na2SiO3、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
14、)3+3H+=Al3+3H2O；B为Al，D为H2，E为O2，若D、E恰好完全反应，设n(O2)=1mol，则n(H2)=2mol，则n(Na2O2)=2mol，n(Al)=mol，则n(Na2O2)：n(Al)=3：2。6A、B、C、D、E、F、X七种物质之间可按下列框图发生反应（部分产物可能被省略）。其中，A、D、E、X是四种常见的非金属单质，常温下A、X为气体，D、E为固体。A的水溶液具有漂白性，A、D的水溶液均能使淀粉KI试纸变蓝色，B的焰色反应为黄色。请回答下列问题：（1）写出A、F的化学式：A：_、F：_。（2）写出B的电子式：_，EO2的晶体类型为_。（3）写出E与NaOH溶液反
15、应的离子方程式_。（4）E单质可作高能燃料。已知ag固体E燃烧放出bkJ的热量，请写出表示E燃烧热的热化学方程式（H用含a、b的式子表示）_。【答案】A：Cl2 ：SiCl4 原子晶体 Si + 2OH-+ H2O = SiO32-+2H2 Si （s）+O2（g） = SiO2（s）；H= -28b/a kJ/mol 【解析】【分析】根据A是一种常见的非金属单质，常温下为气体，且A的水溶液具有漂白性，可推知A为氯气；由于D也是一种常见的非金属单质，常温下为固体，且由氯气制备可得，说明其氧化性弱于氯气，且其水溶液能使淀粉KI试纸变蓝色，因此D可能为碘单质；根据B的焰色反应为黄色，可知B为NaI
16、，C为NaCl。根据已知条件E是非金属单质，且E为固体，能与氢氧化钠溶液、氧气反应，因此可推测E为Si、F为SiCl4；能将SiCl4还原为Si的非金属单质为H2，因此X为H2。据此解题。【详解】（1）根据分析，可知A、F的化学式分别为：A：Cl2 、F：SiCl4；（2）根据分析，B物质NaI的电子式为：， EO2为SiO2，其晶体类型为原子晶体；（3）E为Si，其与NaOH溶液反应的离子方程式为：Si+2OH-+H2O = SiO32-+2H2；（4）当ag单质Si的物质的量为： mol作高能燃料进行燃烧时放出的热量为bkJ，因此当1molSi燃烧时，放出的热量应为kJ，因此Si单质燃烧热
17、的热化学方程式可表示为：Si（s）+O2（g）= SiO2（s）；H= -28b/a kJ/mol。7X、Y、Z为常见的三种单质，Z是绿色植物光合作用的产物之一，A、B为常见化合物。它们在一定条件下可发生如图所示的反应（均是在非溶液中进行的反应）：（1）画出Z的原子结构示意图_；（2）当X为金属，Y为非金属时，A可能的电子式为_或_；（3）当X为非金属，Y为金属时，X可能的化学式为_或_；（4）当X与Y均为金属时，写出X与A反应的化学方程式_；（5）当X与Y均为非金属时，若X与Y同主族，写出X与A反应的化学方程式_；若X与Y不在同一主族，写出X与A反应的化学方程式_。【答案】 C H2 2Al
18、+ Fe2O3 2Fe+Al2O3 C+SiO2Si+CO2 C+H2OH2+CO 【解析】【分析】先根据C是单质且C是绿色植物光合作用的产物之一，判断C是氧气，A、B是单质，与氧气反应，得出X、Y是含氧化合物，然后采用假设的方法分析【详解】C是单质且C是绿色植物光合作用的产物之一，所以C是O2A、B是单质，分别与O2反应生成含氧化合物，A+XB+Y，属置换反应（2）如果X是钠，Y是氢气，A就是H2O，B就是NaOH，钠与水反应的方程式为2Na+2H2O=2NaOH+H2 ；（3）当X为非金属，Y为金属时，就是以氢气或一氧化碳为还原剂的热氧化还原反应；（4）当X与Y均为金属时，考虑铝热反应；(
19、5) X是碳，Y是硅，A就是SiO2，B就是CO，C与SiO2的反应方程式为：2C+SiO2Si+2CO；如果X是碳，B是氢气，X就是H2O，Y就是CO，C+H2OH2+CO。【点睛】本题的题眼是：C是单质且C是绿色植物光合作用的产物之一，通过判断A、B、X、Y，确定该反应是置换反应，学过的置换反应方程式较多，考查学生的发散思维以及总结归纳能力。8云母是一种重要的硅酸盐，它具有韧度、弹性、透明度、高介电强度、化学惰性和热稳定性。白云母可看作叶腊石中1/4的Si被Al所取代，再由K平衡其电荷后形成的。而叶腊石可以看作SiO2中有1/3的Si被Al取代，再由K平衡其电荷形成的。(1)白云母写成氧化
20、物形式的化学式为_。(2)研究表明，在硅酸盐中，Al很容易取代Si，取代后不会引起原硅酸盐结构大的变化。从立体几何的知识看，Al与Si最直接的关系是_。(3)黑云母的化学式为KMg3AlSi3O10(OH)2，在水与二氧化碳的同时作用下，风化为高岭土AI2Si2O5(OH)4。写出离子反应方程式_。上述反应为什么能够发生_风化后Al为什么不能以Al3形式被地下水溶解_【答案】K2O3Al2O36SiO22H2O Al与Si的半径相近，插入后不会引起结构改变 2KMg3AlSi3O10(OH)214H2CO3H2O=2K6Mg214HCO34H4SiO4Al2Si2O5(OH)4 碳酸较硅酸酸性
21、强，强酸可取代弱酸 中性条件下Al3完全水解，主要以沉淀形式存在 【解析】【分析】【详解】(1)由复杂硅酸盐改写成氧化物形式的一般原则是先写一系列金属氧化物，并按金属活动性顺序排列，较活泼的金属氧化物写在前面，再写SiO2，含有氢元素的H2O最后写，氧化物之间加黑点隔开，各氧化物的系数均为整数，并写在相应氧化物前面，写成氧化物后，原化学式中的各元素、原子的个数比应保持不变，因此白云母写成氧化物形式的化学式为K2O3Al2O36SiO22H2O，故答案为：K2O3Al2O36SiO22H2O；(2)从立体几何的知识来看，由于Al与Si的半径相近，在硅酸盐中，Al插入后很容易取代Si，不会引起原硅
22、酸盐结构大的变化，故答案为：Al与Si的半径相近，插入后不会引起结构改变；(3)由题干信息可知，黑云母在水与二氧化碳的同时作用下，风化为高岭土AI2Si2O5(OH)4，反应的离子方程式为2KMg3AlSi3O10(OH)214H2CO3H2O=2K6Mg214HCO34H4SiO4Al2Si2O5(OH)4，故答案为：2KMg3AlSi3O10(OH)214H2CO3H2O=2K6Mg214HCO34H4SiO4Al2Si2O5(OH)4；上述反应中碳酸与黑云母反应生成了硅酸，因为碳酸的酸性比硅酸强，可以强酸制弱酸，所以上述反应可以发生，故答案为：碳酸较硅酸酸性强，强酸可取代弱酸；由于中性条
23、件下Al3完全水解，主要以Al(OH)3的沉淀形式存在，因此风化后Al为什么不能以Al3形式被地下水溶解，故答案为：中性条件下Al3完全水解，主要以沉淀形式存在。9金属和非金属被广泛应用于人类生产生活中。（1）Na的一种化合物常用于潜艇中处理CO2和供氧，它处理CO2的化学方程式为_。（2）缺铁性贫血患者应补充 Fe2，通常以硫酸亚铁的形式补充，而硫酸铁无这种药效。当用硫酸亚铁制成药片时外表包有一层特殊的糖衣，这层糖衣的作用 _。（3）工业上将氯气通入石灰乳制取漂白粉，漂白粉的有效成分是_（填化学式），它能杀菌消毒是因为有 _性。（4）人们常常选用雕花玻璃装饰房间。在玻璃上雕花时发生的化学方程
24、式是_。（5）许多人喜欢佩戴玉石饰品。玉石的主要成分基本都属于硅酸盐，例如和田玉(Ca2Mg5H2Si8O24)可表示 为复杂氧化物形式 2CaO5MgO8SiO2H2O，则南阳玉(CaAl2Si2O8)表示为复杂氧化物形式是_。（6）向一铝制易拉罐中充满 CO2 后，再往罐中注入足量的质量分数为 20%的 NaOH 溶液，立即严封罐口， 不会儿就发现易拉罐变瘪，再过一会易拉罐又鼓胀起来，解释上述实验现象，易拉罐又鼓胀起来的原因是_(用化学方程式表示)【答案】2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 保护 FeSO4 不被空气中的氧气氧化 Ca(ClO)2 强氧化 SiO2+4HF=SiF
25、4+2H2O CaOAl2O32SiO2 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2 【解析】【分析】（1）过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气；（2）亚铁离子具有还原性，易被氧化；（3）漂白粉主要成分氯化钙、次氯酸钙，有效成分次氯酸钙；它能杀菌消毒是因为有强氧化性；（4）玻璃上雕花时发生氢氟酸与二氧化硅反应生成四氟化硅和水；（5）根据硅酸盐化学式可表示为：活泼金属氧化物金属氧化物非金属氧化物水，注意质量守恒进行解答；（6）金属铝能和强碱反应生成氢气，导致罐内气体压强又增大而重新鼓起。【详解】（1）过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气，方程式：2CO2+2Na2O2=2Na2CO
26、3+O2；（2）亚铁离子具有还原性，易被氧化，故答案为保护 FeSO4 不被空气中的氧气氧化；（3）漂白粉主要成分氯化钙、次氯酸钙，有效成分次氯酸钙，次氯酸钙化学式：Ca(ClO)2；它能杀菌消毒是因为有强氧化性；故答案为Ca(ClO)2；强氧化；（4）玻璃上雕花时发生氢氟酸与二氧化硅反应生成四氟化硅和水，反应方程式为：4HF+SiO2=SiF4+2H2O，故答案为4HF+SiO2=SiF4+2H2O；（5）南阳玉(CaAl2Si2O8)，用氧化物形式可表示为：CaOAl2O32SiO2，故答案为CaOAl2O32SiO2；（6）金属铝能和强碱反应生成氢气，导致罐内气体压强又增大而重新鼓起，金
27、属铝能和强碱反应的实质是：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2，故答案为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2。【点睛】本题考查了元素化合物知识，涉及药品的保存、离子方程式的书写等，明确钠、铁及其化合物、漂白粉、二氧化硅的性质是解题关键，注意硅酸盐改写为氧化物的一般方法。10用氮化硅(Si3N4)陶瓷代替金属制造发动机的耐热部件,能大幅度提高发动机的热效率。工业上用化学气相沉积法制备氮化硅,反应如下:3SiCl4 +2N2 +6H2Si3N4 +12HCl。完成下列填空:(1)氮化硅可用于制造发动机的耐热部件,因为它属于_晶体。有关氮化硅的上述反应中,原子最外层只有一个未成对电子的元素是_(填写元素符号);属于非极性分子的化合物的电子式是_。(2)比较Si和Cl两种元素非金属性强弱的方法是_。a.比较两种元素的气态氢化物的沸点b.比较两种元素的原子获得一个电子时释放能量的大小c.比较相同条件下两种元素氢化物水溶液的酸性强弱(3)Si与Al、Be具有相似的化学性质,因为_(简述理由),写出Si与强碱溶液反应的离子反应方程式:_。【答案】 原子 H、Cl b 处在金属与非金属的分界线上 S
