元素及化合物综合应用练习题

元素及化合物综合应用练习题
【基础回顾】
元素及化合物综合类试题在解题过程中常见的突破口有：
（1）特殊颜色
①焰色反应：Na+（黄色）、K+（紫色）
②浅黄色固体：S或Na2O2或AgBr
③使品红溶液褪色的气体：SO2（加热后又恢复红色）、Cl2（加热后不恢复红色）
④有色溶液：Fe2+（浅绿色）、Fe3+（黄色）、Cu2+（蓝色）、MnO4-（紫色）
有色固体：红色（Cu、Cu2O、Fe2O3）、红褐色[Fe(OH)3]
蓝色[Cu(OH)2]
黑色（ CuO、FeO、FeS、CuS、Ag2S、PbS）
黄色（AgI、Ag3PO4）
白色[Fe(0H)2、CaCO3、BaSO4、AgCl、BaSO3]
有色气体：Cl2（黄绿色）、NO2与溴蒸气（红棕色）
⑤特征反应现象：
（2）特殊性质
很多物质表现出特殊的物理或化学性质，具有一些特征反应，或在反应中能产生特殊现象，
①受热分解产生2种或3种气体的反应：
铵盐：NH4HCO3、(NH4)2CO3、NH4HSO3、(NH4)2SO3、NH4HS、(NH4)2S 等
硝酸盐：Cu(NO3)2、AgNO3
②与水反应产生气体
单质：Na、F2等
化合物：Na2O2、Mg3N2、Al2S3、CaC2等
强烈双水解的物质：Al3+与CO32-（HCO3-）、S2-(HS-)、AlO2-等
（3）特殊转化个关系：
无机物之间有一些重要的衍变关系，在物质之间按照一定规律反应时，会形成一定的特征的转化关系。

如：
①直线型转化：NH3、H2S、C、Na等
金属碱性氧化物碱盐
非金属酸性氧化物酸盐
②交叉型转化：
③三角形转化：
④无机框图中常用到催化剂的反应：
制取氧气、工业制硫酸、合成氨、制硝酸等。

⑤重要置换反应：
√金属→金属
√金属→非金属
√非金属→非金属
√非金属→金属
（4）应用数据：
物质转化时式量的变化、各元素含量、相对密度等数据都是解题的关键点，可综合物质结构、性质、相互转化关系进行推断，如CO→CO2，NO→NO2，
SO2→SO3，转化时分子中都增加１个氧，式量变化均为16。

（5）把握信息：题目给予的新信息可与旧知识形成一个新的知识体系，题干中的“常见”“过量”等字眼为推断限定了范围；而反应条件、某些物质的频繁出现等隐含信
息即是解题的重要突破口。

【技能方法】
“框图”推断题的答题要领
1．思维要有整体性：解答时必须认真研究题目的总体要求，仔细推敲每一个环节，结合限制条件，弄清各个环节的相互联系，相互影响，串联整个过程，回答力求完整。

2．假设推断要合理：在框图推断中，抓住关键环节，进行合理假设是必须的，按照题目要求理顺后再确定，这样可以大大节省时间。

3．检验一遍很重要：通过一系列思维活动推断出结果后，将结果放入原题中进行检验，完全符合才正确，如有一处不符，可能是哪个环节出现了纰漏，则需再思考。

4．思维发散有必要：注意多解，有时符合题意的解可能不止一种或一组。

【基础达标】
1．A可能为Na、C、Si、H2S中的一种或几种，可以实现下列转化关系的A有
A．1种B．2种
C．3种D．4种
【答案】C
【解析】
试题分析：
若A是Na，Na与氧气在室温下反应形成Na2O，Na2O在氧气中灼烧产生
Na2O2，Na和Na2O2混合加热反应产生Na2O。

符合上述转化关系。

C与少量氧气反应产生CO，CO与氧气在点燃时反应产生CO2，CO2与C在高温时反应产生
CO，符合上述转化关系。

Si和O2反应只能形成SiO2，后面的反应无法发生，错误。

H2S和少量氧气反应产生S，S与氧气点燃产生SO2，H2S和SO2混合，发生反应产生S单质，符合上述转化关系。

因此可以实现下列转化关系的A有3种，故选项是C。

考点：考查物质的性质及相互转化关系的知识。

2．下列各组物质发生化学反应时，由于反应物的量不同而生成不同产物的是
①CO2与NaOH溶液
②NaHCO3溶液与盐酸
③Na与氧气
④C与O2
⑤AlCl3溶液与氨水
⑥Na2S与FeCl3溶液
A．除③外B．除①④⑥外
C．除②③⑤外D．除②⑤外
【答案】C
【解析】
试题分析：
①NaOH量固定，与少量二氧化碳反应生成碳酸钠，与过量二氧化碳生成碳酸氢钠
②NaHCO3溶液与盐酸生成氯化钠，与量无关
③与量无关
④氧气少量生成一氧化碳，过量生成二氧化碳
⑤AlCl3溶液与氨水，生成氢氧化铝，与量无关，所以②③⑤除外。

C项正确
考点：考查物质之间的反应等相关知识。

3．下列各组物质中，物质之间通过一步反应就能实现如图所示变化的是
【答案】D
【解析】
试题分析：
N2不能直接转化为NO2，选项A不正确；
NaOH不能直接转化为Na2O2，选项B不正确；
SiO2不能直接与水反应生成硅酸，选项C不正确，
Al及Al2O3的两性都能与NaOH直接反应生成NaAlO2溶液，选项D符合题意。

考点：
物质间的相互转化重点考查了铝及铝的化合物、二氧化硅不能与水反应及N2不能直接转化为NO2等。

4．A、B、C、X均为中学化学常见物质，一定条件下它们有如下转化关系（其它产物已略去），下列说法错误的是
A．若X为O2，则A可为硫化氢
B．若X为KOH溶液，则A可能为AlCl3
C．若X为Fe，则C可能为Fe(NO3)2
D．若A、B、C均为焰色反应呈黄色的化合物，则X可能为Na
【答案】D
【解析】
试题分析：
A、若X为O2，A为硫化氢，则B为硫单质，C为二氧化硫，符合转化关系，A 正确；
B、若X 为KOH溶液，A为AlCl3，则B为氢氧化铝，C为偏铝酸钠，符合转化关系，B正确；
C、若X为Fe，C为Fe(NO3)2，则A为硝酸，B为硝酸铁，符合转化关系，C 正确；
D、若A、B、C均为焰色反应呈黄色的化合物，则A、B、C均为含钠的化合物，X为Na，不符合转化关系，D错误；答案选D。

考点：元素化合物知识
5．甲、乙、丙是中学化学常见物质，一定条件下能发生转化:甲+强酸→乙十丙十
H2O ，其中乙为盐，丙为气体。

下列说法正确的是
A．甲一定是金属单质
B．甲与乙一定含有同种元素
C．丙一定是氧化物
D．该反应一定是氧化还原反应
【答案】B
【解析】
试题分析：
甲+强酸→乙十丙十H2O ，其中乙为盐，丙为气体，符合条件有，
①Na2CO3 +2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O，
②Cu+4HNO3 =Cu(NO3)2+NO2↑+2H2O,
③2Na2O2 +4HCl=4NaCl+O2↑+2H2O等多种反应，
由上述反应可以看出，甲可以是金属、盐和氧化物，丙可以是氧化物和单质等，第一个反应不是氧化还原反应，选B。

考点：考查常见无机物的推断。

【能力提升】
1．甲、乙、丙、丁四种物质中，均含有相同的某种元素。

在一定条件下它们之间存在如下转化关系：下列说法中错误的是
A．甲可能是单质，也可能是化合物
B．丁可能是酸，也可能是碱
C．反应①②一定是氧化还原反应
D．反应③一定是化合反应
【答案】D
【解析】
试题分析：
A、甲可能是单质或化合物，例如可能是碳元素或硫元素或氮元素或钠元素的物质，不选A；
B、丁可能是酸，例如硫酸或碳酸，不选B；
C、反应①和②都有氧气参与反应，肯定是氧化还原反应，不选C；
D、③不一定是化合反应，例如二氧化氮和水生成硝酸和一氧化氮，选D。

考点：考查无机推断
2．构成A、B、C、D、E五种物质的元素中，只有一种不属于短周期元素。

A、
B、C、D、E五种物质之间的转化关系如图所示：
下列判断错误的是
A．若A是可溶性强碱，B是正盐，D不溶于稀硝酸，则B的化学式为
(NH4)2SO4
B．若A和B都是盐，A难溶于水，而B易溶于水，D不溶于稀硝酸，C为无色无味气体，则B的化学式为NaHSO4
C．若A是2∶1 型的离子化合物，B是硫酸盐，D既可溶于稀盐酸又可溶于NaOH 溶液，且A与B的物质的量之比为3∶1时恰好完全反应，则B的化学式为
Al2(SO4)3
D．若A是1∶1型的离子化合物，A与过量的B溶液反应才有D生成；将C燃烧的产物通过装有碱石灰的干燥管或盛有浓硫酸的洗气瓶，两者的质量都增加，则B 的化学式一定为Al2(SO4)3
【答案】D
【解析】
试题分析：
若A是可溶性强碱，B是正盐，反应能有气体放出，则气体为NH3，D不溶于稀硝酸，此沉淀应该为BaSO4，故B的化学式为(NH4)2SO4，选项A正确；
若A和B都是盐，A难溶于水，而B易溶于水，二者能反应生成气体，则B应该为酸式盐，且A为弱酸盐，D不溶于稀硝酸，C为无色无味气体，则B的化学式为NaHSO4，A为BaCO3，选项B正确；
D既可溶于稀盐酸又可溶于NaOH溶液，D可为Al(OH)3，可知A与水反应可生成一种碱同时有气体放出，应该为Na2O2，结合A与B的物质的量之比为3∶1时恰好完全反应，可知B的化学式为Al2(SO4)3，选项C正确；
若A是1∶1型的离子化合物，A与过量的B溶液反应才有D生成；将C燃烧的
产物通过装有碱石灰的干燥管或盛有浓硫酸的洗气瓶，两者的质量都增加，说明C 为有机化合物，A可为CaC2，此时只要B为碳酸盐就可以满足条件了，不一定要为Al2(SO4)3，选项D不正确。

考点：无机推断
3．甲、乙、丙、丁、戊是中学常见的无机物，其中甲、乙均为单质，它们的转化关系如下图所示(某些条件和部分产物已略去)。

下列说法不正确的是
A．若甲既能与盐酸反应又能与NaOH溶液反应则丙可能属于两性氧化物
B．若甲为短周期中原子半径最大的主族元素的单质，且戊为碱，则丙只能为
Na2O2
C．若丙、丁混合产生白烟，且丙为18电子分子，丁为10电子分子，则乙的水溶液可能具有漂白作用
D．若甲、丙、戊含有同一种元素，则三种物质中，该元素的化合价由低到高的顺序可能为甲＜丙＜戊
【答案】B
【解析】
试题分析：
A．若甲既能与盐酸反应又能与NaOH溶液反应，则甲是Al，另外一种单质若是O2，则丙是Al2O3，属于两性氧化物，正确；
B．若甲为短周期中原子半径最大的主族元素的单质，即甲是Na，乙是O2，二者发生反应，可能生成Na2O，也可能生成Na2O2，Na2O或Na2O2与水发生反应，形成强碱NaOH，因此丙可能为Na2O2，也可能为Na2O，错误。

C．若丙、丁混合产生白烟，且丙为18电子分子，丁为10电子分子，则丙的HCl，丁是NH3，甲、乙分别是H2、Cl2，Cl2与水发生反应产生的HClO有漂白性，正确。

D．若甲是N2，乙是O2，二者在电火花作用下发生反应形成NO，NO被氧气氧化形成NO2，则三种物质中，该元素的化合价由低到高的顺序可能为甲＜丙＜戊，
正确。

考点：考查元素的单质及化合物的性质及相应转化关系的知识。

4．中学常见物质A、B、C、D、E、X，存在下图转化关系(部分生成物和反应条件略去)。

下列推断不正确的是：
A．若D是一种白色沉淀，在空气中最终变为红褐色，则A可能是铁
B．若D是一种强碱，则A、B、C均可与X反应生成D
C．若D为NaCl，且A可与C反应生成B，则E可能是CO2
D．若D是一种强酸，则A既可以是单质，也可以是化合物，且D可与铜反应生成B或C
【答案】A
【解析】
试题分析：
A、若D是白色沉淀，在空气中变为红褐色，则D是氢氧化亚铁，X是氢氧化钠或氨水，则C中含有亚铁离子，若A是Fe，则C不可能是亚铁离子，所以A是氯气，E是铁，C是氯化亚铁，错误；
B、若D是强碱氢氧化钠，则A是钠，B是氧化钠，C是过氧化钠，X是水，钠、氧化钠、过氧化钠均与水反应生成氢氧化钠，正确；
C、若D是氯化钠，则X是盐酸，C可能是碳酸氢钠，A是氢氧化钠，B是碳酸钠，E为二氧化碳，正确；
D、若D是一种强酸，则A是氮气或氨气，E是氧气，B是NO，C是二氧化氮，X是水，D是硝酸，Cu与硝酸反应可产生NO或二氧化氮，正确，答案选A。

考点：考查物质化学性质的综合应用
5．甲、乙是两种常见的化合物，X、Y、Z是三种常见的单质。

下表所列各组物质中，物质之间通过一步反应不能实现如图所示转化的是
【答案】B
【解析】
试题分析：
B.Zn+FeCl2=ZnCl2+Fe；Zn+Cl2=ZnCl2；2Fe+3Cl2=2FeCl3，不能反应变为FeCl2，错误；
考点：考查物质的性质及相互转化的关系的知识。

【终极闯关】
1．（2014届江西省重点中学协作体第一次联考）元素及其化合物在生产、生活中具有广泛的用途。

Ⅰ．铬化学丰富多彩.
（1）在常温下，铬能缓慢与稀硫酸反应，生成蓝色溶液。

与铜相比，其金属活泼性______（填“强”或“弱”）；
（2）Cr( OH)3和Al( OH)3类似，也是两性氢氧化物，在水中存在酸式和碱式电离平衡，其酸式电离方程式是______；
（3）工业上净化处理铬污染方法之一是：将含K2Cr2O7酸性废水放人电解槽
内，加入适量的NaCl，以Fe和石墨为电极进行电解。

经过一段时间后，生成
Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀除去(已知K sP[ Fe(OH)3]＝4.0×10-38，K sP[Cr(OH)3]＝6.0×l0-31)。

已知电解后的溶液中c( Fe3+)为2.0×10-13mol/L，则溶液中c(Cr3+)为______mol/L。

Ⅱ．物质A～H有如图所示转化关系(部分生成物未列出)。

A、E、F、G均为气体，D为金属单质。

请回答下列问题：
（1）A的电子式为______D的化学式______，C溶液的名称是______。

（2）反应①的化学方程式为__________ ；
反应③的离子方程式为_______________。

【答案】
Ⅰ（1）强（1分）
（2）Cr(OH)3 H++CrO2-+H2O （2分）
（3）3.0×10-6mol•L‾1
Ⅱ（1）；Ag（1分）；银氨溶液（2分）
3Ag+4H++NO3‾=3Ag++2H2O+NO↑（2分）
【解析】
试题分析：
Ⅰ（1）在常温下，铬能缓慢与稀硫酸反应，生成蓝色溶液，说明铬的活泼性大于氢，所以铬的活泼性强于铜。

（2）酸式电离生成H+，所以电离方程式为：Cr(OH)3 H++CrO2-+H2O
（3）[c(OH‾)]3＝K sP[Fe(OH)3]÷c(Fe3+)＝4.0*10-38÷2.0*10-13＝2.0*10-25，
c(Cr3+)＝ K sP[Cr(OH)3]÷[c(OH‾)]3＝6.0*l0-31÷2.0*10-25＝3.0*10-6mol•L‾1
Ⅱ（1）C溶液与葡萄糖反应生成金属D，则C溶液为银氨溶液，D为Ag，根据框图可知：A为NH3，B为AgNO3，E为O2，F为NO，G为NO2，H为HNO3。

NH3的电子式为：。

（2）反应①为氨的催化氧化，化学方程式为：
反应③为Ag与稀硝酸的反应，离子方程式为：
3Ag+4H++NO3‾=3Ag++2H2O+NO↑。

考点：本题考查金属活泼性的判断、方程式的书写、K sP的计算、物质的推断
2．【2014年高考浙江卷第26题】(15分)某研究小组为了探究一种无机矿物质
X(仅含四种元素)的组成和性质，设计并完成如下实验：
另取10.80gX在惰性气流中加热至完全分解，得到6.40g固体1.请回答如下问题：（1）画出白色沉淀1中金属元素的原子结构示意图_______，写出气体甲的电子式_______。

（2）X的化学式是______，在惰性气流中加热X至完全分解的化学反应方程式为_______。

（3）白色沉淀2在空气中变成红褐色沉淀的原因是_______(用化学反应方程式表示)。

（4）一定条件下，气体甲与固体1中的某种成分可能发生氧化还原反应，写出一个可能的化学反应方程式_______，并设计实验方案验证该反应的产物_______。

【答案】
（1）；
（2）CaFeC2O6；
（3）4Fe(OH)2+O2+2H2O＝4Fe(OH)3
检验方法：Fe2O3：将固体用盐酸溶解，加入KSCN溶液，若显红色，证明产物有Fe(Ⅲ)；检测CO：将气体通过灼烧CuO，黑色固体变为红色。

【解析】
X能和HCl反应生成气体甲，隔绝空气加热X得到气体甲和固体1，甲为
CO2，固体1溶于水得到溶液1和固体2，溶液1和二氧化碳反应生成白色沉淀1，白色沉淀1和二氧化碳、水反应生成溶液2，白色沉淀1为碳酸盐、溶液2为碳酸氢盐；固体2和稀盐酸反应生成溶液3，且需要无氧条件，溶液3中加入碱在无氧条件下生成白色沉淀2，白色沉淀2被空气氧化生成红褐色沉淀，则白色沉淀2是Fe(OH)2，溶液3为FeCl2，X仅含4种元素，碳酸盐分解生成二氧化碳气体和氧化物，根据地壳的成分知，固体1中成分为CaO、FeO，所以X为CaFe（CO3）2，溶液1是Ca(OH)2，白色沉淀1是CaCO3，溶液2是Ca(HCO3)2，则
（1）白色沉淀1是CaCO3，碳酸钙中金属元素是钙，钙原子核外有4个电子
层、最外层有2个电子，所以Ca原子结构示意图为，气体甲是二氧化碳，分子中含有共价键，其电子式。

（2）通过以上分析知，X的化学式是 CaFe（CO3）2，在惰性气流中加热X至完全分解生成二氧化碳和氧化钙、氧化亚铁，所以该反应的化学反应方程式为
（3）氢氧化亚铁不稳定，易被空气氧化生成红褐色氢氧化铁，所以白色沉淀2在空气中变成红褐色沉淀，反应方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O＝4Fe(OH)3。

（4）一定条件下，气体甲与固体1中的某种成分可能发生氧化还原反应，氧化亚铁具有还原性，能被二氧化碳氧化生成四氧化三铁或氧化铁，同时生成CO，反应方程式为（或生成Fe3O4），如果该反应发生，则生成固体中含有三价铁，将固体溶于稀盐酸生成铁离子，铁离子和KSCN溶液反应生成血红色物质而使溶液变红色。

CO具有还原性，能使灼烧的黑色氧化铜还原为红色的
铜，据此用来检验CO。

3．【2014年高考全国大纲卷第27题】(15分)A、B、D、E、F为短周期元素，非金属元素A最外层电子数与其周期数相同，B的最外层电子数是其所在周期数的2倍。

B在D中充分燃烧能生成其最高价化合物BD2。

E＋与D2－具有相同的电子数。

A在F中燃烧，产物溶于水得到一种强酸。

回答下列问题：
（1）A在周期表中的位置是______，写出一种工业制备单质F的离子方程式
_______。

（2）B、D、E组成的一种盐中，E的质量分数为43%，其俗名为______，其水溶液与F单质反应的化学方程式为________________；在产物中加入少量KI，反应后加人CC14并振荡，有机层显______色。

（3）由这些元素组成的物质，其组成和结构信息如下表：
a的化学式为______；b的化学式为______；；c的电子式为______；d的晶体类型是______。

（4）由A和B、D元素组成的两种二元化合物形成一类新能源物质。

一种化合物分子通过______键构成具有空腔的固体；另一种化合物(沼气的主要成分)分子进入该空腔，其分子的空间结构为______。

【答案】
（1）第一周期IA族
（2）纯碱(或苏打)(1分) 2Na2CO3＋Cl2＋H2O = NaClO＋NaCl＋
2NaHCO3( 2分)紫(1分)
（3）NaH(1分)Na2〇2和Na2C2 ( 2分)(1分)金属晶体(1分) （4）氢(1分)正四面体(1分)
【解析】
解题时要根据信息推导出所有元素，并根据这些元素应用元素周期律、元素及其化合物知识分析回答相关问题。

根据“非金属元素A最外层电子数与其周期数相同”确定A为氢元素，然后根据其它信息推出B为碳元素，D为氧元素，E为钠元素，F 为氯元素。

（1）H在周期表中的位置为第一周期IA族；工业制备上Cl2的原理有电解饱和食盐水或电解熔融的NaCl，据此便可写出其相应的离子方程式。

（2）C、O、Na组成的一种盐中，满足E的质量分数为43%的盐为Na2CO3，俗称纯碱或苏打；其水溶液与Cl2反应，可理解为Cl2先与水反应有HCl和HClO，Na2CO3水解有NaHCO3和NaOH，二者再反应，可确定其生成物有NaClO 、NaCl 、NaHCO3，然后通过氧化还原反应的配平方法将其配平；在产物中加入少量KI，NaClO将KI氧化生成I2，反应后加人CCl4并振荡溶液显紫色。

（3）在这些元素中只有Na才与H形成二元离子化合物NaH(a的化学式)；形成含有非极性共价键的二元离子化合物，且原子数之比为1:1的物质有Na2〇2和
Na2C2(b的化学式)；BDF2的化学式为COCl2，其结构式为，据此便
可写出其电子式；只存在一种类型作用力且可导电的单质晶体为金属钠，属于金属晶体。

（4）由H和C、O元素组成的两种二元化合物CH4、H2O能形成一类新能源物质，一种化合物分子(H2O)通过氢键构成具有空腔的固体；另一种化合物(沼气的主要成分CH4)分子进入该空腔，CH4分子的空间结构为正四面体结构。