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    X是核外电子数最少的元素,Y是地壳中含量最丰富的元素,Z在地壳中的含量仅次于Y,W可以形成自然界最硬的原子晶体.下列叙述错误的是(  )
    A.WX4是沼气的主要成分
    B.固态X2Y是分子晶体
    C.ZW是原子晶体
    D.ZY2的水溶液俗称“水玻璃”

    本题信息:化学单选题难度一般 来源:未知
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本试题 “X是核外电子数最少的元素,Y是地壳中含量最丰富的元素,Z在地壳中的含量仅次于Y,W可以形成自然界最硬的原子晶体.下列叙述错误的是( )A.WX4是沼气的主要...” 主要考查您对

无机推断

单质硅

二氧化硅

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无机推断的解题题眼:

1.题眼一:
常见气体单质气体:H2、O2、N2、Cl2(黄绿色)、F2(淡黄绿色)
气态氢化物:NH3(无色有刺激性气味,易液化,极易溶于水,能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,遇到HCl形成白烟)
HCl(无色有刺激性气味,极易溶于水,能使湿润的蓝色石蕊试纸变红,在空气中形成白雾,遇到NH3形成白烟)
H2S(无色有臭鸡蛋气味,蛋白质腐败的产物,能溶于水,能使湿润的醋酸铅试纸变黑)
非金属气态氧化物:CO、CO2(直线型非极性分子)、NO(遇到空气变红棕色)、NO2(红棕色,加压、降温会转变成无色N2O4)、SO2(无色、有刺激性气味、能使品红溶液褪色) [固态氧化物]:SO3(无色晶体、易挥发)、P2O5(白色固体、易吸湿,常用作干燥剂)、SiO2(不溶于水、不溶于普通酸的高熔点固体,但溶于氢氟酸和强碱溶液)
气态卤代烃:一氯甲烷(CH3Cl)、氯乙烯(CH2=CHCl)气态醛:甲醛(HCHO)
2.题眼二:
气体溶解性归纳难溶于水的:H2、N2、CO、NO、CH4、C2H4
微溶于水的:O2、C2H2
能溶于水的:Cl2(1:1)、H2S(1:2.6)、SO2(1:40);
极易溶于水的:NH3(1:700)、HCl(1:500)、HF、HBr、HI。
3.题眼三:
常见液态物质无机物:液溴Br2、水(H2O)、过氧化氢(H2O2)、二硫化碳(CS2)、三氯化磷(PCl3
有机物:一般5个碳原子以上的低级烃;除一氯甲烷、氯乙烯之外的低级卤代烃;低级醇;除甲醛之外的低级醛;低级羧酸;低级酯。
4.题眼四:
常见物质的颜色
①红色:Fe(SCN)3(红色溶液); Cu2O(红色固体);Fe2O3(红棕色固体); 液溴(深红棕色);Fe(OH)3(红褐色固体);Cu(紫红色固体);溴蒸气、NO2(红棕色)
②紫色:Fe3+与苯酚反应产物(紫色);I2(有金属光泽紫黑色固体)KMnO4固体(紫黑色);MnO4-(紫红色溶液) 钾的焰色反应(紫色) I2蒸气、I2在非极性溶剂中(紫色)
③橙色:溴水(橙色) K2Cr2O7溶液(橙色)
④黄色:AgI(黄色固体);AgBr(淡黄色固体); FeS2(黄色固体);Na2O2(淡黄色固体);S(黄色固体);I2的水溶液(黄色);Na的焰色反应(黄色);工业浓盐酸(黄色)(含有Fe3+);Fe3+的水溶液(黄色);久置的浓硝酸(黄色)(溶有分解生成的NO2);浓硝酸粘到皮肤上(天然蛋白质)(显黄色);
⑤绿色:Cu2(OH)2CO3(绿色固体);Fe2+的水溶液(浅绿色);FeSO4?7H2O(绿矾);Cl2、氯水(黄绿色);F2(淡黄绿色); CuCl2的浓溶液(蓝绿色);
⑥棕色:FeCl3固体(棕黄色);CuCl2固体(棕色)
⑦蓝色:Cu(OH)2、CuSO4?5H2O、Cu2+在水溶液中(蓝色);淀粉遇I2变蓝色; Cu(OH)2溶于多羟基化合物(如甘油、葡萄糖等)的水溶液中(绛蓝色);
⑧黑色:FeO;Fe3O4;FeS;CuO;CuS;Cu2S;MnO2;C粉;Ag2S;Ag2O;PbS; AgCl、AgBr、AgI、AgNO3光照分解均变黑;绝大多数金属在粉末状态时呈黑色或灰黑色。
⑨白色:常见白色固体物质如下(呈白色或无色的固体、晶体很多):AgCl;Ag2CO3;Ag2SO4;Ag2SO3;BaSO4;BaSO3;BaCO3;CaCO3;MgO;Mg(OH)2;MgCO3;Fe(OH)2;AgOH;PCl5;SO3;三溴苯酚;铵盐(白色固体或无色晶体); Fe(OH)2沉淀在空气中的现象:白色→(迅速)灰绿色→(最终)红褐色
 5.题眼五:
根据框图中同一元素化合价的变化为主线,即A→B→C→……型归纳
CCOCO2;H2SSSO2SO3(H2SO4); NH3(N2)NONO2→HNO3; NaNa2ONa2O2; Fe→Fe2+→Fe(OH)2Fe(OH)3;Fe→Fe2+→Fe3+
CH2=CH2CH3CHOCH3COOH;CH3CH2OHCH3CHOCH3COOH
6.题眼六:
根据化学反应形式
(1)根据置换反应“单质+化合物=新的单质+新的化合物” 进行推理
㈠金属置换金属
铝热反应:需高温条件才能引发反应的发生,通常用来冶炼一些高熔点金属。如:2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe; 8Al+3Fe3O44Al2O3+9Fe
㈡.金属置换非金属
①金属与水反应置换出H2  2Na+2H2O==2Na++2OH-+H2↑ (非常活泼的金属在常温下与H2O反应) 3Fe+4H2OFe3O4+4H2
②金属与非氧化性酸(或氧化物)反应 2Al+6H+==2Al3++3H2↑;2Mg+CO22MgO+C
㈢.非金属置换非金属
①非金属单质作氧化剂的如:2F2+2H2O==4HF+O2;2FeBr2+3Cl2==2FeCl3+2Br2;X2+H2S==2H++2X-+S↓(X2=Cl2、Br2、I2);2H2S+O2(不足)2S+2H2O (H2S在空气中不完全燃烧) 2H2S+O2==2S↓+2H2O(氢硫酸久置于空气中变质)
②非金属单质作还原剂的如:C+H2OCO+H2 (工业上生产水煤气的反应) Si+4HF==SiF4(易挥发)+2H2
㈣.非金属置换金属
如:2CuO+C2Cu+CO2
①根据反应“化合物+化合物=单质+化合物”进行推理,常见的该类型反应有:
2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2
2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2
2H2S+SO2==3S↓+2H2O
KClO3+6HCl(浓)KCl+3Cl2↑+3H2O
MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
②根据反应“一种物质三种物质”进行推理,常见该类型的反应有:
Cu2(OH)2CO32CuO+CO2↑+H2O
2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2
NH4HCO3NH3↑+CO2↑+H2O
(NH4)2CO32NH3↑+CO2↑+H2O
NH4HSO3NH3↑+SO2↑+H2O
③根据反应“化合物+单质==化合物+化合物+……”,常见该类型的反应有:
Na2SO3+Cl2+H2O==Na2SO4+2HCl
Na2SO3+Br2+H2O==Na2SO4+2HBr
C+4HNO3(浓)==CO2↑+4NO2↑+2H2O
Cu+4HNO3(浓)==Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
3Cu+8HNO3(稀)==3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
7.题眼七:
根据常见反应的特征现象。
(1)两种物质反应既有沉淀又有气体生成的
①双水解:主要指Al3+、Fe3+与CO32-、HCO3-等之间的双水解
②Ba(OH)2和(NH4)2SO4生成氨气和硫酸钡沉淀
(2)遇水能放出气体的
①Li、Na、K、Ca、Ba、Mg(△)、Fe(高温)[氢后面的金属不跟水反应]
②Na2O2、NaH、CaC2、Al2S3、Mg3N2
③加碱能产生气体的:Al、Si、NH4+
④加酸有沉淀生成的:如SiO32-、AlO2-、S2O32-、C6H5O-(常温下)
⑤有“电解”条件的,通常联想到下列代表物:
a.电解电解质型:不活泼金属的无氧酸盐如CuCl2(aq)
b.放氧生酸型:不活泼金属的含氧酸盐如CuSO4(aq)
c.放氢生碱型:活泼金属的无氧酸盐如NaCl(aq)
d.电解熔融离子化合物:如Al2O3(l)、NaCl(l)


无机推断题的突破方法:

解决无机框图推断题的一般流程是:
整体浏览、寻找突破;
由点到面、广泛联系;
大胆假设、验证确认;
明确要求、规范解答 。
解题的关键是仔细审题,依据物质的特征来寻找突破口,顺藤摸瓜,进而完成全部未知物的推断。常用的突破方法主要有以下几种。
1.依据元素或物质的特征数据突破
常用的有:
(1)在地壳中含量最多的元素是氧;
(2)在地壳中含量最多的金属元素是铝;
(3)组成化合物种类最多的元素是碳;
(4)相对分子质量最小的单质是氢气;
(5)日常生活中应用最广泛的金属是铁。
2.依据物质的特性突破
常用的有:
(1)使淀粉变蓝的是I2
(2)能使铁、铝钝化的是冷的浓硫酸或浓硝酸;
(3)能与SiO2反应而能雕刻玻璃的是氢氟酸;
(4)能使品红溶液褪色,褪色后的溶液受热后恢复红色的是二氧化硫;
(5)遇SCN-溶液变红色的是Fe3+
(6)在放电的条件下与氧气化合生成NO的是氮气;
(7)能与水剧烈反应生成氧气的气体是F2
(8)具有磁性的黑色固体是Fe3O4
(9)红棕色粉末是Fe2O3
(10)黄绿色气体是Cl2,红褐色沉淀是Fe(OH)3,能与水反应放出气体的淡黄色粉末是Na2O2
3.依据物质的特殊用途突破
常用的有:
(1)可作呼吸面具和潜水艇中的供氧剂的是Na2O2
(2)可用于杀菌、消毒、漂白的物质主要有Cl2、ClO2、NaClO和漂白粉等;
(3)可用作半导体材料、太阳能电池的是晶体硅;
(4)用于制造光导纤维的是SiO2
(5)可用于治疗胃酸过多的物质是NaHCO3、Al(OH)3等;
(6)可用于制造发酵粉的是NaHCO3
(7)可用作钡餐的是BaSO4
(8)可用于焊接钢轨、冶炼难熔金属的是铝热剂;
(9)可用作感光材料的是AgBr;
(10)可用作腐蚀印刷电路板的是FeCl3溶液。
4.依据特殊现象突破
常用的有:
(1)燃烧时产生苍白色火焰的是氢气在氯气中燃烧;
(2)灼烧时火焰呈黄色的是含钠元素的物质;
(3)灼烧时火焰呈紫色(透过蓝色钴玻璃)的是含钾元素的物质;
(4)在空气中迅速由无色变红棕色的气体是NO;
(5)白色沉淀迅速变为灰绿色,最后变为红褐色的是Fe(OH)2转化为Fe(OH)3
(6)能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体是NH3
(7)使澄清石灰水先变浑浊后变澄清的是CO2、SO2
(8)加入NaOH溶液先产生白色沉淀后沉淀溶解的溶液中含有Al3+
5.根据限定条件和解题经验突破
常用的有:
(1)“常见金属”往往是铁或铝;
(2)“常见气体单质”往往是H2、N2、O2、Cl2
(3)“常用的溶剂”往往是H2O;
(4)“常温常压下为液态”的往往是H2O;
(5)“能与过量HNO3反应”则意味着某元素有变价;
(6)“与浓酸反应”的物质往往是铜、碳、MnO2等;
(7)“电解”生成三种物质的往往为NaCl溶液或CuSO4溶液或AgNO3溶液;“电解”生成两种物质的往往是电解水型的溶液,生成的两种物质为氢气和氧气。熔融电解往往是电解Al2O3、NaCl或MgCl2


无机物间的特殊转化关系:

二、三角型转化

1.铁三角:

2.铝三角:

3.氯三角:

4.硅三角:

三、交叉型转化关系

1.硫及其重要化合物间的转化 :

2.氮及其重要化合物间的转化 :

3.钠及其重要化合物间的转化 :




硅:

①元素符号:Si
②原子结构示意图:
③电子式:
④周期表中位置:第三周期ⅣA族
⑤含量与存在:在地壳中的含量为26.3%,仅次于氧,在自然界中只以化合态存在
⑥同素异形体:晶体硅和无定形硅


硅的物理性质和化学性质:

(1)物理性质:晶体硅是灰黑色,有金属光泽,硬而脆的固体,它的结构类似金刚石,具有较高的沸点和熔点,硬度也很大,它的导电性介于导体和绝缘体之间,是良好的半导体材料。 (2)化学性质:化学性质不活泼
①常温下,除与氟气、氢氟酸及强碱溶液反应外,与其他物质不反应

(雕刻玻璃)

②在加热条件下,能与氧气、氯气等少数非金属单质化合


(4)制备:在电炉里用碳还原二氧化硅先制得粗硅:,将制得的粗硅,再与Cl2反应后,蒸馏出SiCl4,然后用H2还原SiCl4可得到纯硅。有关的反应为:


碳族元素中碳和硅的一些特殊规律:

1.金刚石和晶体硅都是原子晶体,但金刚石不导电,晶体硅能导电.且金刚石的熔点(大于3550℃)比硅的熔点(1410℃)高;石墨是过渡型晶体或混合型晶体,也能导电。
2.碳和硅都能跟O2反应生成氧化物,碳的两种氧化物CO和CO2在常温下是气体,而硅的氧化物SiO2 在常温下是固体。
3.碳跟碱溶液不反应,而硅跟碱溶液能反应。
Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2↑
4.碳在高温时能跟水蒸气反应,而硅不能。
C+H2O(g)CO+H2
5.碳跟氢氟酸不反应,而硅能跟氢氟酸反应。
Si+4HF==SiF4↑+2H2↑
6.碳能被浓硫酸(或浓硝酸)氧化生成二氧化碳,但硅不能被浓硫酸(或浓硝酸)氧化。
C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O
C+4HNO3(浓)4NO2↑+2H2O+CO2↑
7.碳和硅都具有还原性,且硅的还原性比碳强,但在高温时碳能把硅从SiO2中还原出来。
2C+SiO2Si+2CO↑
8.碳的氯化物都不能自燃,而SiH4能自燃。
SiH4+2O2==SiO2+2H2O
9.通常情况下,周态CO、CO2都是分子晶体,熔、沸点都很低;而SiO2是原子晶体,熔、沸点较高。
10.CO2溶于水且能跟水反应生成碳酸,SiO2却不能.
11.CO2跟氢氟酸不反应,而SiO2能跟氢氟酸反应.
SiO2+4HF==SiF4↑+2H2O
12.CO2跟碱溶液反嘘生成正盐或酸式盐,而SiO2 跟碱溶液反应只生成正盐。
CO2+2NaOH==Na2CO3+H2O
CO2+NaOH==NaHCO3
SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O
13.在溶液中Na2SiO3可转变为Na2CO3,而在高温条件下Na2CO3又可转变为Na2SiO3。
Na2SiO3+CO2+H2O==Na2CO3+H2SiO3↓
Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑

硅及其化合物的几种反常现象:

1.Si的还原性大于C,但C却能在高温下还原出Si 可从平衡移动的角度理解,由于高温下生成了气态物质CO2它的放出降低了生成物的浓度,有利于应反正向进行,故可发生反应:SiO2+2CSi+2CO↑
2.部分非金属单质能与碱溶液反应,但其中只有 Si与碱反应放出H2 常见的非金属单质与碱溶液的反应有:
Cl2+2NaOH==NaCl+NaClO+H2O①
3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O②
Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2↑③
在反应①②中,Cl2、S既作氧化剂又作还原剂:在反应③中,Si为还原剂。
3.非金属单质一般不与弱氧化性酸反应,而硅不但能与氢氟酸反应,而且还会产生H2
4.硅酸不能由相应的酸酐与水反应制得制取硅酸的实际过程很复杂,条件不同可得到不同的产物,通常包括原硅酸(H2SiO4)及其脱水得到的一系列酸。原硅酸经两步脱水变为SiO2,SiO2是硅酸的酸酐,是一种不溶于水的同体,不能直接用它制备硅酸,用SiO2制取硅酸时,可先将SiO2溶于烧碱中,再向溶液中加入足量的盐酸或通入过量的CO2,析出的胶状物就是原硅酸,将原硅酸在空气中脱水即得硅酸,反应原理可理解为:
SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O
Na2SiO3+CO2+2H2O==Na2CO3+H4SiO4↓
H4SiO4==H2SiO3+H2O
5.非金属氧化物的熔沸点一般较低,但SiO2的熔沸点却很高非金属氧化物一般为分子晶体,但SiO2为原子晶体。分子晶体中分子以分子问作用力相结合,而分子间作用力很弱,破坏它使晶体变为液体或气体比较容易;而在SiO2晶体中每个硅原子与四个氧原子相结合,形成硅氧四面体,在每个硅氧四面体结构单元中Si—O 键的键能很高,同时硅氧四面体结构单元可通过共用顶角氧原子连成立体网状结构,所以要使它熔融,必须消耗更多的能量,因此SiO2的熔沸点很高。
6.SiO2是酸性氧化物却能跟HF作用
SiO2+4HF==SiF4↑+2H2O,此反应并不是因为HF的酸性,而是因为为常温下SiF4为气态物质,有利于反应正向进行,这是SiO2的突出特性,当然也是HF 的特性。
7.H2CO3的酸性强于H2SiO3。但却能发生如下反应:Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑
强酸制备弱酸作为判断反应方向的依据,只适用于水溶液体系,而在非水溶液的条件下不一定适用,在高温下能发生反应:Na2CO3+SiO2Na2SiO3+ CO2↑的原因是H2SiO3难挥发,H2CO3易挥发,这符合高沸点物质制低沸点物质的反应规律,与此反应类似的还有:
2NaCl+H2SO4(浓)Na2SO4+2HCl↑
NaNO3+H2SO4(浓)NaHSO4+HNO3↑
上述两反应并不是由于H2SO4的强酸性,而是由于H2SO4为高沸点酸,HCl、HNO3为低沸点酸。


硅的用途:

高纯硅可作半导体材料,制造集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件,还可以制造太阳能电池。硅的合金用途也很广,如含硅4%的钢具有良好的导磁性,可用来制造变压器的铁芯;含硅15%左右的钢具有良好的耐酸性,可用来制造耐酸设备。


二氧化硅:

①化学式SiO2
②相对分子质量:60
③类别:酸性氧化物
④晶体类型:原子晶体
⑥晶体中粒子间的作用力:共价键


二氧化硅的物理性质和化学性质:

(1)物理性质:无色透明或白色粉末,原子晶体,熔沸点都很高,坚硬难熔,不溶于水,天然的二氧化硅俗称硅石,是构成岩石的成分之一。
(2)化学性质:不活泼
①不与水反应,不能跟酸(氢氟酸除外)发生反应。
(氢氟酸不能盛放在玻璃容器中)。
②具有酸性氧化物的性质,能跟碱性氧化物或强碱反应。
(实验室中盛放碱液的试剂瓶用橡胶塞而不用玻璃塞的原因)

(制玻璃)
③具有弱氧化性



知识点拨:

二氧化硅晶体的结构若在硅晶体结构中的每个Si—Si键中“插入”一个氧原子,便可得到以硅氧四面体 (SiO4)为骨架的二氧化硅的结构,如图所示。在二氧化硅晶体里,硅原子和氧原子交替排列,不会出现Si—Si键和O—O键,即每个硅原子与四个氧原子形成四个共价键,每个氧原子与两个硅原子形成共价键,因此,二氧化硅晶体中硅原子和氧原子的个数比为1:2,二氧化硅的化学式为SiO2.


二氧化硅的用途:

①光导纤维的主要原料
②石英的主要成分是SiO2,纯净的石英可用来制造石英玻璃。石英晶体中有时含有其他元素的化合物,它们以溶解状态存在于石英中,呈各种颜色。纯净的SiO2晶体叫做水晶,它是六方柱状的透明晶体,是较贵重的宝石。 水晶常用来制造电子工业中的重要部件、光学仪器,也用来制造高级工艺品和眼镜片。
③玛瑙石含有有色杂质的石英晶体,可用于制造精密仪器轴承,耐磨器皿和装饰品。 

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