备战高考化学硅及其化合物推断题经典压轴题附答案解析Word格式文档下载.docx

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已知：

气体A为氢化物，固体B是光导纤维的主要成分，固体E为耐高温材料。

（1）固体X的化学式为__________。

（2）写出反应C→D的离子方程式__________。

（3）已知NH3与气体A在一定条件下反应后可得到一种耐高温材料（仅含两种元素，摩尔质量为140g·

mol－1）和H2，写出该反应的化学方程式__________。

【答案】Mg2SiMg2++2OH－=Mg（OH）2↓3SiH4+4NH3=Si3N4+12H2↑

【分析】

固体B是光导纤维的主要成分，则为二氧化硅，硅元素的质量为

=5.6g，根据逆分析法可知，A中含硅元素，又为氢化物，则推出A为SiH4；

固体E为耐高温材料，根据逆推法结合过量氢氧化钠溶液可知，该耐高温材料不是氧化铝，而应为氧化镁，镁元素的质量为

=9.6g，白色沉淀为氢氧化镁，溶液C为硫酸镁溶液，根据元素守恒可知，固体X含镁与硅元素，且原子个数比为

:

=2:

1，应为Mg2Si，据此分析作答。

（1）依据上述分析可知，固体X为Mg2Si，

故答案为Mg2Si；

（2）C→D是硫酸镁与过量氢氧化钠反应生成氢氧化镁的过程，其离子方程式为：

Mg2++2OH－==Mg（OH）2↓，

故答案为Mg2++2OH－==Mg（OH）2↓；

（3）NH3与SiH4在一定条件下反应后可得到的一种耐高温材料中含N与Si，仅含两种元素，摩尔质量为140g·

mol－1，则该化合物为Si3N4和H2，其化学方程式为：

3SiH4+4NH3==Si3N4+12H2↑，

故答案为3SiH4+4NH3==Si3N4+12H2↑。

【点睛】

需要注意的是，该题中的过量的氢氧化钠条件，若溶液C为铝离子，则不会得到白色沉淀，而会转化为偏铝酸钠，学生要熟练掌握反应物的用量对产物的影响效果。

3．现有如图所示的转化关系，水和部分产物已略去。

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

。

4．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

（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

（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。

5．

（1）X、Y、Z都是短周期元素的单质，X元素原子的最外层电子数是其次外层电子数的2倍；

Y元素有两种常见单质，二者质量相等时其物质的量之比为3：

2；

Z元素原子的次外层电子数是其最外层电子数的4倍。

则：

①写出化合物甲的电子式___________________；

②写出Z与甲反应的化学方程式_______________________________________________；

（2）X、Y、Z都是非金属单质，X是原子晶体，Y、Z都是分子晶体，X、Y都能与强碱溶液反应；

乙的水溶液是工业三酸之一，也是实验室常用试剂。

①写出X与NaOH溶液反应的离子方程式________________________________________；

②在①所得溶液中加入乙的溶液，观察到的现象___________________________________

（3）.X、Z是常见金属，Z与甲的反应只有在高温下才能进行，甲是一种具有磁性的化合物，乙在工业上常用于制取Z单质。

①写出乙与NaOH溶液反应的化学方程式______________________________________；

②将等物质的量的X和Z分别与足量的稀硫酸反应，当两种金属完全溶解后，得到气体的质量之比是____________________________。

【答案】

2Mg+CO2

2MgO+CSi＋2OH－＋H2O＝SiO32－+2H2↑产生白色胶状沉淀Al2O3＋2NaOH＝2NaAlO2＋H2O2:

3

（1）根据X、Y、Z都是短周期元素的单质，X元素原子的最外层电子数是其次外层电子数的2倍，X为C；

2，所以Y为O，氧元素形成的单质为O2和O3；

Z元素原子的次外层电子数是其最外层电子数的4倍，Z为Mg；

碳和氧气反应生成二氧化碳（甲）；

氧气与镁反应生成氧化镁（乙），镁与二氧化碳反应生成氧化镁和碳，以上推断符合图示转化关系；

据以上分析进行解答；

（2）X、Y、Z都是非金属单质，X是原子晶体，X能与强碱溶液反应，所以X为硅；

乙的水溶液是工业三酸之一，也是实验室常用试剂，所以乙是氯化氢，则Y是氯原子，Z是氢元素，氯气、氢气的固体均属于分子晶体，符合题意；

（3）甲是一种具有磁性的化合物，则甲是四氧化三铁，乙在工业上常用于制取Z单质，所以Z是铝，X是铁，乙是氧化铝，Y是氧气，符合上述转化关系；

据以上分析进行解答。

①二氧化碳为共价化合物，碳氧原子间形成共价键，电子式

；

综上所述所，本题正确答案：

②镁与二氧化碳反应生成氧化镁和碳，反应的化学方程式：

2Mg+CO2

2MgO+C；

①硅与NaOH溶液反应生成硅酸钠和氢气，离子方程式为：

Si＋2OH－＋H2O＝SiO32－+2H2↑；

②由于盐酸的酸性大于硅酸，所以硅酸钠溶液中加入盐酸，反应生成硅酸白色胶状沉淀和氯化钠，因此可观察到产生白色胶状沉淀生成；

白色胶状沉淀生成；

①氧化铝与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和水，反应的化学方程式为：

Al2O3＋2NaOH＝2NaAlO2＋H2O；

②已知反应Fe+H2SO4=FeSO4+H2，2Al+3H2SO4=Al2（SO4）3+3H2；

根据反应关系可知，将等物质的量的铁和铝分别与足量的稀硫酸反应，当两种金属完全溶解后，生成氢气的量之比为：

1：

1.5，质量之比是1:

1.5，整理为2:

3；

2:

3。

6．（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：

。

（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）

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。

7．图中X、Y、Z为单质，其它为化合物，它们之间存在如图转化关系（部分产物已略去）。

其中，A俗称磁性氧化铁；

E是不溶于水的酸性氧化物，能与氢氟酸反应。

回答下列问题：

（1）1molE中含有mol化学键；

M中存在的化学键类型为；

R的化学式是______________________。

（2）一定条件下，Z与H2反应生成ZH4，ZH4的电子式为___________________。

（3）写出A与Al反应转化为X的化学方程式。

（4）写出A和D的稀溶液反应生成G的离子方程式并标出电子转移的方向和数目。

（1）4离子键、共价键H2SiO3（或H4SiO4）

（2）

（3）8Al+3Fe3O4

9Fe+4Al2O3（需加入反应条件）

（4）

A为磁性氧化铁，即四氧化三铁，则X为铁，Y为氧气，D为硝酸，G为硝酸铁，E为不溶于水的酸性氧化物，则为二氧化硅，Z为硅，M为硅酸钠，R为硅酸胶体。

（1）1个“SiO2”的结构为

，在此结构片断中，含有的共价键数目为2+4×

=4，

则1molSiO2中含有4摩尔Si-O键。

M为硅酸钠，Na+与SiO32-之间存在离子键，SiO32-内Si原子与O原子间存在共价键。

Na2SiO3与HNO3发生复分解反应，生成的R为H2SiO3（或H4SiO4）。

答案为：

4；

离子键、共价键；

H2SiO3（或H4SiO4）；

（2）二氧化硅和氢气反应生成四氢化硅，其电子式为：

（3）铝和四氧化三铁反应生成氧化铝和铁，方程式为：

8Al+3Fe3O4

9Fe+4Al2O3。

9Fe+4Al2O3；

（4）四氧化三铁和硝酸反应生成硝酸铁、一氧化氮和水，离子方程式为：

无机推断题必须抓住突破口，抓住物质的特征，例如磁性氧化铁为四氧化三铁，酸性氧化物能和氢氟酸反应的物质为二氧化硅。

红褐色沉淀为氢氧化铁等。

有些反应的条件也可做为突破口，例如使用催化剂的反应有：

8．A、B、C、D是初中化学常见物质，它们之间的转化关系（反应的条件未标出）如图所示．已知A是一种碱，常用于改良酸性土壤，C是最常见溶剂．

（1）若B是引起大气温室效应的主要气体，则D的化学式是_____，A，B，C，D中均含有的一种元素是_____（填元素符号）．

（2）若B是人体胃酸中含有的酸，写出反应的化学方程式________

【答案】CaCO3OCaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑

（1）若B是引起大气温室效应的主要气体，则B为CO2，氢氧化钙和二氧化碳反应生成碳酸钙和水，所以D是CaCO3，通过以上分析知，D是CaCO3，根据A、B、C、D的化学式知，这四种物质中都含有的一种元素是O元素；

（2）若B是人体胃酸中含有的酸，则为HCl，氢氧化钙和盐酸反应生成氯化钙和水，所以D为CaCl2，该反应方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑，

9．X、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______________________________。

CH22Al+Fe2O3

2Fe+Al2O3C+SiO2

Si+CO2C+H2O

H2+CO

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．

C是单质且C是绿色植物光合作用的产物之一，所以C是O2．A、B是单质，分别与O2反应生成含氧化合物，A+X→B+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；

（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+SiO2

Si+2CO↑；

如果X是碳，B是氢气，X就是H2O，Y就是CO，C+H2O

H2+CO。

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。

10．铝硅合金材料性能优良。

铝土矿（含30%SiO2、40.8%Al2O3和少量Fe2O3等）

干法制取该合金的工艺如下：

（1）焙烧除铁反应：

4（NH4）2SO4+Fe2O3

2NH4Fe（SO4）2+3H2O+6NH3（少部分Al2O3发生类似反应）。

氧化物转化为硫酸盐的百分率与温度的关系如下图，最适宜焙烧温度为______________。

指出气体I的用途____________（任写一种）。

（2）操作①包括：

加水溶解、过滤_______、_________。

若所得溶液中加入过量NaOH溶液，含铝微粒发生反应的离子方程式为____________________

（3）用焦炭还原SiO2发生反应的化学方程式为_________________

【答案】300℃制氮肥或用硫酸吸收气体（氨气）循环到焙烧过程中洗涤干燥Al3++4OH-=AlO2-+2H2O2C+SiO2

2CO↑+Si

铝土矿（含30%SiO2、40.8%Al2O3和少量Fe2O3等）加硫酸铵焙烧，Fe2O3转化为NH4Fe（SO4）2同时生成氨气，加水溶解、过滤，滤渣为SiO2和Al2O3，用焦炭在高温条件下还原SiO2、Al2O3得到硅铝熔体，在加纯铝搅拌，得到硅铝合金，据此分析解答。

（1）焙烧时尽可能是氧化铁反应，而氧化铝不反应，由图可知在300℃时，氧化铁转化为硫酸盐的百分率很高，而氧化铝转化为硫酸盐的百分率最低，所以最适宜焙烧温度为300℃；

气体Ⅰ为氨气，氨气可以用于制氮肥，也可以用硫酸吸收