高考化学硅及其化合物推断题综合练习题含详细答案.docx
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高考化学硅及其化合物推断题综合练习题含详细答案
2020-2021高考化学硅及其化合物推断题综合练习题含详细答案
一、硅及其化合物
1.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。
2.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下图所示。
A为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质。
请填空:
(1)形成单质A的原子的结构示意图为______,它的最高化合价为______。
(2)B的化学式(分子式)为______,B和碳反应生成A和E的化学方程式是____________。
(3)C的化学式(分子式)为___________,D的化学式(分子式)为_____________。
【答案】
+4SiO2SiO2+2C
Si+2CO↑CaSiO3Na2SiO3
【解析】
【分析】
A为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质,可确定A是Si单质,它可由SiO2和C在高温条件下反应制取,则B为SiO2,E为CO,C为CaSiO3,D为Na2SiO3,结合对应的物质的性质以及题目要求可解答该题。
【详解】
根据上述分析可知A是Si单质,B是SiO2,C为CaSiO3,D为Na2SiO3,E为CO。
(1)Si是14号元素,形成单质A的原子结构示意图为
;Si原子最外层有4个电子,由于原子最外层电子数等于该元素的最高正化合价,所以Si元素的最高正化合价为+4价;
(2)根据上述推断可知B为二氧化硅,B的化学式为SiO2;
二氧化硅和碳在高温下反应生成硅单质和一氧化碳,反应的化学方程式是:
SiO2+2C
Si+2CO↑;
(3)C是硅酸钙,化学式为CaSiO3;D为硅酸钠,其化学式Na2SiO3。
【点睛】
本题考查无机物的推断的知识,侧重硅及其化合物转化的考查,把握地壳中元素的含量推断A为解答的突破口,注意性质与用途的关系。
3.设计如下实验探究某矿石(仅含四种短周期元素)的组成和性质,已知矿石含有一定的结晶水:
(1)矿石的组成元素是H、O和_____、______(填元素符号),化学式为_____________。
(2)白色粉末3溶于NaOH溶液的离子方程式是________。
【答案】Mg,SiMgSiO3·2H2O2OH-+SiO2=SiO32-+H2O
【解析】
根据流程图,矿石灼烧后生成无色气体1,冷凝后得到无色液体1,该无色液体为水,质量为3.6g,物质的量为0.2mol;白色粉末2能够溶于过量盐酸,得到白色胶状沉淀2,和无色溶液3;根据盐酸提供的氢离子和氯离子分析,白色胶状沉淀2可能是氯化银沉淀或硅酸沉淀;白色胶状沉淀2灼烧得到白色粉末3,该物质能够溶于氢氧化钠溶液,说明白色粉末为二氧化硅,不可能为氯化银,因此白色胶状沉淀2为硅酸;无色溶液3中加入过量氢氧化钠得到白色沉淀,说明白色沉淀3为氢氧化镁,5.8g氢氧化镁的物质的量为0.1mol,因此白色粉末2中含有4g氧化镁和6g二氧化硅,因此白色粉末2为硅酸镁。
(1)根据上述分析,矿石的组成元素是H、O、Mg和Si,硅酸镁的质量为10g,物质的量为
=0.1mol,水的物质的量为
=0.2mol,因此化学式为MgSiO3·2H2O,故答案为Mg;Si;MgSiO3·2H2O;
(2)白色粉末3为二氧化硅,溶于NaOH溶液的离子方程式为2OH-+SiO2=SiO32-+H2O,故答案为2OH-+SiO2=SiO32-+H2O。
点睛:
本题考查了物质的组成和性质的推断。
本题的难点是白色胶状沉淀2和白色粉末3的判断,可以根据反应物中有盐酸结合白色粉末3能够与氢氧化钠溶液反应考虑。
4.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。
【答案】
(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)
【解析】
【分析】
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。
【详解】
(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:
。
答案为:
;
(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。
答案为:
8Al+3Fe3O4
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:
。
答案为:
。
【点睛】
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:
5.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
6.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______________________________。
【答案】
CH22Al+Fe2O3
2Fe+Al2O3C+SiO2
Si+CO2C+H2O
H2+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。
【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。
7.“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++2CH3COO-+H2O+CO2↑;
(2)食盐不慎洒落在天然气的火焰上,观察到的现象是火焰变成黄色,该变化称为焰色反应,
故答案为:
火焰变成黄色;焰色;
(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3Fe+4H2O(g)
Fe3O4+4H2,故答案为:
3Fe+4H2O(g)
Fe3O4+4H2;
(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2NaHCO3
Na2CO3+H2O+CO2↑,故答案为:
2NaHCO3
Na2CO3+H2O+CO2↑;
(5)光导纤维、沙子、石英和玛瑙的主要成分是SiO2,故答案为:
SiO2;
(6)赏心悦目的雕花玻璃是用氢氟酸对玻璃进行刻蚀而制成的,故答案为:
氢氟酸;
(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,由电荷守恒及原子守恒可知该反应的离子方程式为ClO-+CO2+H2O=HClO+HCO3-,故答案为:
HClO;HCO3-。
8.离子方程式和化学方程式是学习化学的基本用语,请按要求书写:
(1)写出下列反应的离子方程式
①向石灰石滴加盐酸________________;
②硅酸钠溶液中滴加稀盐酸__________。
(2)写出下列离子反应方程式所对应的化学方程式
①
________________;
②
____________________
(3)写出稀硝酸与铜反应的化学方程式____________。
【答案】CaCO3+2H+=CO2↑+H2O+Ca2+
+2H+=H2SiO3↓2NaOH+CO2=Na2CO3+H2OFe+CuSO4=Cu+FeSO43Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
【解析】
【分析】
(1)①碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙和二氧化碳、水;
②硅酸钠溶液中滴加稀盐酸生成硅酸沉淀和氯化钠;
(2)①
可表示为CO2溶于可溶性强碱生成可溶性碳酸盐和水;
②
可表示Fe溶于可溶性铜盐;
(3)稀硝酸与铜反应生成硝酸铜、NO和水。
【详解】
(1)①碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙和二氧化碳、水,发生反应的离子方程式为CaCO3+2H+=CO2↑+H2O+Ca2+;
②硅酸钠溶液中滴加稀盐酸生成硅酸沉淀和氯化钠,发生反应的离子方程式为
+2H+=H2SiO3↓;
(2)①
可表示少量CO2和NaOH溶液的反应,反应方程式为2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O;
②
可表示Fe与CuSO4溶液的反应,反应方程式为Fe+CuSO4=Cu+FeSO4;
(3)稀硝酸与铜反应生成硝酸铜、NO和水,反应的化学方程式为3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O。
【点睛】
离子方程式的书写步骤一般为:
①“写”:
写出有关反应的化学方程式;②“拆”:
可溶性的电解质用离子符号表示,其它难溶的物质、气体、水等仍用化学式表示;③“删”:
删去方程式两边不参加反应的离子;④“查”:
检查式子两边的各种原子的个数及电荷数是否相等。
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·PbO2Pb2O3+6HCl=2PbCl2+Cl2+3H2Oy=a(1-
)
【解析】
【详解】
(1)Pb在化合物里显+2价或+4价,根据化合价代数和为零的原则写出Pb的两种氧化物形式为:
PbO和PbO2,那么Pb2O3的氧化物的表示形式可以写成PbO•PbO2;
(2)Pb2O3中Pb的化合价只有+2、+4,再根据化合价代数和等于零,求得Pb的总化合价为+3价,即可确定Pb2O3中有一个+4价、有一个+2价,且+4价的Pb具有强氧化性,能氧化浓盐酸生成Cl2,本身被还原成+2价Pb,生成PbCl2,根据元素守恒得反应物与生成物:
Pb2O3+HCl(浓)=PbCl2+Cl2↑+H2O,根据化合价升降法配平该氧化还原反应,Pb2O3中一个+4价的Pb降低到+2价,降低2价;HCl(浓)中-1价的Cl上升到0价生成Cl2,上升1价*2,所以Pb2O3和Cl2前面的计量数都为1,根据原子守恒配平其它物质前计量数,得各物质前计量数为1、6、2、1、3,故方程式为Pb2O3+6HCl(浓)=2PbCl2+Cl2↑+3H2O;
(3)根据题意:
amolPbO2分解所得混合物中n(Pb2+)=axmol、n(Pb4+)=(a-ax)mol.在反应过程中amolPbO2中+4价的Pb具有强氧化性作氧化剂,+4价的Pb最终全部降低为+2价,根据得失电子守恒:
先加热分解生成O2,得n(O2)═2ax/4="ax/2"mol;后再与足量的浓盐酸反应生成Cl2,得n(Cl2)═(a-ax)mol*2/2=(a-ax)mol,则y═n(O2)+n(Cl2)═
mol+(a-ax)mol=a(1-
)mol。
10.完成下列各题。
(1)制备陶瓷是以粘土[主要成分Al2Si2O5(OH)4]为原料,经高温烧结而成。
若以氧化物形式表示粘土的组成,应写为。
(2)如果胃酸过多,可服用(填写化学式)缓解症状,但如果患有胃溃疡,则不能服用,以防止胃穿孔。
(3)雕花玻璃是用氢氟酸对玻璃进行刻蚀而制成的,这一过程中发生反应的化学方程式为。
(4)二氧化氯(ClO2)是一种高效、广谱、安全的杀菌、消毒剂,工业上是用氯酸钠(NaClO3)与盐酸反应生产ClO2的,反应过程中同时会生成氯气。
写出该反应的化学方程式。
【答案】
(1)Al2O3·2SiO2·2H2O;
(2)NaHCO3;
(3)SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O;
(4)2NaClO3+4HCl=2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O。
【解析】
试题分析:
(1)复杂硅酸盐书写成氧化物,金属氧化物在前,非金属氧化物在后,因此粘土的氧化物:
Al2O3·2SiO2·2H2O;
(2)治疗胃酸过多,常有Al(OH)3和NaHCO3,如果患有胃溃疡,不能服用NaHCO3,因此产生的CO2是酸性氧化物,加速胃溃疡,因此应服用氢氧化铝;(3)发生反应是SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O;(4)NaClO3作氧化剂,Cl转化成ClO2,HCl作还原剂,Cl→Cl2,根据化合价的升降法进行配平,因此反应方程式为2NaClO3+4HCl=2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O。
考点:
考查复杂硅酸盐写成氧化物、物质用途、氧化还原反应方程式的书写等知识。
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