高考化学复习硅及其化合物推断题专项易错题含答案.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含答案
高考化学复习硅及其化合物推断题专项易错题含答案
一、硅及其化合物
1.已知A是灰黑色、有金属光泽的固体单质。
根据如图所示的物质之间的转化关系,回答下列有关问题。
(少量)
(1)写出A、B、C、D的化学式:
A________,B________,C________,D________。
(2)写出D→A的化学方程式:
___________________________________。
(3)写出B→C的离子方程式:
___________________________________;
【答案】SiNa2SiO3H2SiO3SiO2SiO2+2C
Si+2CO↑CO2+SiO32-+H2O=H2SiO3↓+CO32-
【解析】
【分析】
A是灰黑色、有金属光泽的固体单质,根据转化关系,A能与氢氧化钠反应,同时由D与碳高温条件下制得,可知A为Si,Si与氧气反应生成的D为SiO2;Si与NaOH溶液反应生成B为硅酸钠,硅酸钠与二氧化碳反应生成的C为H2SiO3,H2SiO3受热分解得D为SiO2,SiO2与NaOH溶液反应生成Na2SiO3,据此答题。
【详解】
A是灰黑色、有金属光泽的固体单质,根据转化关系,A能与氢氧化钠反应,同时由D与碳高温条件下制得,可知A为Si,Si与氧气反应生成的D为SiO2;Si与NaOH溶液反应生成B为硅酸钠,硅酸钠与二氧化碳反应生成的C为H2SiO3,H2SiO3受热分解得D为SiO2,SiO2与NaOH溶液反应生成Na2SiO3。
(1)根据上面的分析可知,A为Si,B为Na2SiO3,C为H2SiO3,D为SiO2;
(2)A为Si,D为SiO2,SiO2与碳单质在高温下反应生成单质Si,反应的化学方程式为SiO2+2C
Si+2CO↑;
(3)BNa2SiO3,C是H2SiO3,向硅酸钠溶液溶液中通入CO2气体,发生复分解反应生成硅酸,反应的离子方程式为:
CO2+SiO32-+H2O=H2SiO3↓+CO32-。
【点睛】
本题考查无机物推断,涉及硅和二氧化硅、硅酸盐的性质。
熟练掌握元素化合物性质与转化为解答关键,试题有利于提高学生的分析能力及逻辑推理能力。
2.设计如下实验探究橄榄石(仅含三种短周期元素)的组成和性质。
(1)橄榄石的组成元素是O和____、____(填元素符号),化学式为__________。
(2)写出白色粉末A的一种用途:
__________________________。
(3)白色粉末A溶于NaOH溶液的离子方程式是_________________________________。
【答案】MgSi2MgO·SiO2光导纤维等合理即可SiO2+2OH-=SiO32-+H2O
【解析】
【分析】
【详解】
橄榄石与盐酸反应后生成了白色胶状沉淀,推知该胶状沉淀为硅酸,灼烧后生成二氧化硅,质量为1.8g,则物质的量为
,二氧化硅能溶于NaOH溶液生成Na2SiO3,橄榄石与过量盐酸反应后的无色溶液,与过量的NaOH溶液反应后,生成白色沉淀,该沉淀应是Mg(OH)2,质量为3.48g,则物质的量为
,因此该化合物中,硅元素与镁元素的物质的量之比为1:
2,因此橄榄石的化学式为:
2MgO·SiO2;
(1)根据以上分析可知,橄榄石的组成元素是O和Mg、Si,化学式为2MgO·SiO2,本题答案为:
Mg;Si;2MgO·SiO2;
(2)白色粉末为二氧化硅,用途有:
制造玻璃、石英玻璃、水玻璃、光导纤维、电子工业的重要部件、光学仪器、工艺品和耐火材料的原料,本题答案为:
光导纤维等;
(3)白色粉未为二氧化硅,与NaOH溶液反应的离子方程式为:
SiO2+2OH-=SiO32-+H2O,
本题答案为:
SiO2+2OH-=SiO32-+H2O。
3.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。
(1)写出下列物质的化学式:
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
【解析】
【分析】
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。
【详解】
(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。
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为常见的化合物。
它们在一定条件下可以发生如图所示的转化关系(均不是在溶液中进行的反应)以下每空中填入一种即可)。
(1)当X、Y均为金属时,X的化学式为_____________,Z为____________(填名称)。
(2)当X为非金属且为气体,Y为金属且为紫红色时,X的化学式为___________,
A的化学式为___________。
(3)当X为金属、Y为非金属且为固体时,X与A反应的化学方程式为
__________________________________________。
(4)当X、Y均为非金属固体时,X与A反应的化学方程式为
___________________________________________。
【答案】Al氧气H2CuO2Mg+CO2
2MgO+CSiO2+2C
Si+2CO
【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,据此答题。
【详解】
(1)当X、Y均为金属时,此反应应为铝热反应,则X为Al,Z为氧气,答案应为:
Al、氧气;
(2)当X为非金属且为气体,Y为金属且为紫红色时,Y为Cu,则X应为H2,答案应为:
H2、CuO;
(3)当X为金属、Y为非金属且为固体时,X应为Mg,Y应为C,该反应应是Mg和CO2的反应,反应的方程式为2Mg+CO2
2MgO+C;
(4)当X、Y均为非金属固体时,X应为C,Y应为Si,该反应应是C和SiO2的反应,反应的方程式为SiO2+2C
Si+2CO。
5.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。
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.X是一种新型无机非金属材料,具有耐磨、耐腐蚀、抗冷热冲击性。
有关生产过程如下:
为了确定C的组成,某同学进行了以下的探究过程。
已知F、G都是难溶于水和稀硝酸的白色沉淀,I可做光导纤维。
按要求回答下列问题:
(1)C的空间构型为__________;X的化学式为__________。
(2)反应②的化学方程式为__________。
(3)反应⑦的离子方程式__________。
【答案】
(1)正四面体;Si3N4;
(2)SiCl4+8NH3=Si(NH2)4+4NH4Cl;(3)SiO32-+2CO2+2H2O=H2SiO3↓+2HCO3-;
【解析】
试题分析:
I可做光导纤维,所以I是二氧化硅,则F是硅酸,H是硅酸钠.又因为F、G都是难溶于水和稀硝酸的白色沉淀,所以G是氯化银,因此C是SiCl4,则A是硅,B是氯气。
根据X的性质可知,X是原子晶体,所以X是Si3N4。
由转化关系可知,SiCl4与NH3反应生成Si(NH2)4,根据原子守恒可知还生成HCl,由于氨气过量,故应生成NH4Cl;CO2是过量的,因此生成物是碳酸氢钠与硅酸。
(1)由以上分析可知C为SiCl4,具有甲烷的结构,为正四面体,X为Si3N4;
(2)由转化关系可知,SiCl4与NH3反应生成Si(NH2)4,根据原子守恒可知还生成HCl,由于氨气过量,故应生成NH4Cl,故反应于的反应方程式为:
SiCl4+8NH3=Si(NH2)4+4NH4Cl;
(3)CO2是过量的,因此生成物是碳酸氢钠与硅酸,反应舆的离子方程式为:
SiO32-+2H2O+2CO2=2H2SiO3↓+2HCO3-。
【考点定位】本题考查无机物的推断,硅及其化合物的性质。
【名师点晴】本题考查无机物的推断。
此类题的解答一般有以下步骤:
思维起点的选择:
思维起点是指开始时的思维指向、思维对象或思维角度,推断题中的思维起点应是最具特征的某个条件(包括文字叙述或某个变化过程);思维过程的展开:
解题者在确定思维起点的基础上,利用题目所给信息,结合已有的化学知识和解题经验,不断地缩小问题状态与目标状态的距离;思维过程的检验:
将上述思维过程的结果代入题中,检查一下是否符合题中条件。
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。
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SiⅣ被AlⅢ所取代,再由KⅠ平衡其电荷后形成的。
而叶腊石可以看作SiO2中有1/3的SiⅣ被AlⅢ取代,再由KⅠ平衡其电荷形成的。
(1)白云母写成氧化物形式的化学式为_______________。
(2)研究表明,在硅酸盐中,AlⅢ很容易取代SiⅣ,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,AlⅢ与SiⅣ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]。
①写出离子反应方程式_______________。
②上述反应为什么能够发生_______________
③风化后Al为什么不能以Al3+形式被地下水溶解_______________
【答案】K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2OAlⅢ与SiⅣ的半径相近,插入后不会引起结构改变2KMg3AlSi3O10(OH)2+14H2CO3+H2O=2K++6Mg2++14HCO3-+4H4SiO4+Al2Si2O5(OH)4碳酸较硅酸酸性强,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K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O,故答案为:
K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O;
(2)从立体几何的知识来看,由于AlⅢ与SiⅣ的半径相近,在硅酸盐中,AlⅢ插入后很容易取代SiⅣ,不会引起原硅酸盐结构大的变化,故答案为:
AlⅢ与SiⅣ的半径相近,插入后不会引起结构改变;
(3)①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)2+14H2CO3+H2O=2K++6Mg2++14HCO3-+4H4SiO4+Al2Si2O5(OH)4,故答案为:
2KMg3AlSi3O10(OH)2+14H2CO3+H2O=2K++6Mg2++14HCO3-+4H4SiO4+Al2Si2O5(OH)4;
②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;
③由于中性条件下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.简要回答下列问题
(1)医疗上,常用胃舒平[主要成分Al(OH)3]来治疗胃酸(主要成分盐酸)过多,其理由是__________(用离子方程式表示)。
(2)生活中不能用铝制容器储存氢氧化钠溶液的原因是__________(用化学方程式表示)。
(3)工业制备漂白粉原理是__________(用化学方程式表示)。
(4)人们常用雕花玻璃装饰房间。
在玻璃上雕花时发生反应的化学方程式是__________。
(5)硅酸钠的水溶液俗称水玻璃,向其中通入过量的CO2,会出现软而透明的凝胶胶体,其化学方程式是__________。
【答案】3H++Al(OH)3=Al3++3H2OAl2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O;2Al+2NaOH+2H2O=2NaA1O2+3H2↑2Cl2+2Ca(OH)2==CaCl2+Ca(ClO)2+2H2OSiO2+4HF=SiF4↑+2H2ONa2SiO3+2CO2+2H2O==H2SiO3↓+2NaHCO3
【解析】
【分析】
玻璃的主要成分之一为二氧化硅,它是酸性氧化物,不能与硫酸、硝酸、盐酸等发生反应,但能与氢氟酸发生反应。
不过,二氧化硅与氢氟酸反应,表现的不是酸性氧化物的性质,是氢氟酸特有的性质。
【详解】
(1)胃舒平中的Al(OH)3与胃酸中的盐酸反应,生成氯化铝和水,其理由是3H++Al(OH)3=Al3++3H2O;
答案为:
3H++Al(OH)3=Al3++3H2O;
(2)生活中不能用铝制容器储存氢氧化钠溶液,因为铝表面的Al2O3与NaOH反应后,里面的Al与NaOH溶液继续反应,化学方程式为Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O;2Al+2NaOH+2H2O=2NaA1O2+3H2↑;
答案为:
Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O;2Al+2NaOH+2H2O=2NaA1O2+3H2↑;
(3)工业上利用氯气与石灰乳反应生产漂白粉,反应的化学方程式为2Cl2+2Ca(OH)2==CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O;
答案为:
2Cl2+2Ca(OH)2==CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O;
(4)在玻璃上雕花是利用氢氟酸与玻璃中的SiO2发生复分解反应,反应的化学方程式为SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O;
答案为:
SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O;
(5)向硅酸钠水溶液中通入过量的CO2,会出现软而透明的硅酸凝胶和NaHCO3,反应的化学方程式为Na2SiO3+2CO2+2H2O==H2SiO3↓+2NaHCO3;
答案为:
Na2SiO3+2CO2+2H2O==H2SiO3↓+2NaHCO3。
【点睛】
“向硅酸钠水溶液中通入过量的CO2”,若不注意审题,我们很容易写成Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3,解题时,对关键词“过量”一定要引起高度重视。
10.“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
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- 高考 化学 复习 及其 化合物 推断 专项 易错题含 答案