2020-2021高考化学高无机综合推断综合练习题含详细答案
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2020-2021高考化学高无机综合推断综合练习题含详细答案
一、无机综合推断
1.A、B、C、W均为中学常见的物质,它们之间有如图所示的转化关系(其他产物及反应条件已略去,反应可以在水溶液中进行)。
(1)若A、B、C三种物质的焰色反应均为黄色,A俗称苛性钠,W为无色无味气体,C受热分解可转化为B。
①向B溶液中通入W生成C的离子方程式为__________________________________。
②A溶液与C溶液反应的化学方程式为______________________________________。
(2)若A、B、C三种物质都含有一种金属元素,且B为两性物质,W俗称苛性钠。
①A、B、C三种物质中所含有的金属元素单质与W反应的化学方程式为_____________。
②A溶液一步转化为C溶液的反应离子方程式为________________________________。
(3)若A、B、C、W四种物质均为气体,其中A、W为单质,C的摩尔质量为46g·mol-1。
①B的化学式为________________。
②实验室制取B时,_____________(填“能”或“不能”)用向上排空气法收集B。
③一定条件下B与CO反应的化学方程式为_____________________________。
(4)若A为淡黄色固体单质,W为气体单质,B、C均为酸性氧化物。
则C溶于水形成化合物D,在加热的情况下,D的浓溶液与A反应的化学方程式为
________________________。
【答案】CO32-+H2O+CO2=2HCO3- NaOH+NaHCO3=Na2CO3+H2O 2Al+2NaOH+2H2O =2NaAlO2 +3H2↑ Al3-+ 4OH- =AlO2- + 2H2O NO 不能 2NO+2CO2CO2+N2
S+2H2SO4(浓)3SO2↑+2H2O
【解析】
【分析】
(1) 若A、B、C 三种物质的焰色反应均为黄色,均含Na元素,A俗称苛性钠,则A为NaOH,W为无色无味气体,C受热分解可转化为B,则W为CO2、B为Na2CO3,C为NaHCO3;
(2)若A、B、C三种物质都含有一种金属元素,且B为两性物质,W俗称苛性钠,则B为Al(OH)3,A为AlCl3、C为NaAlO2;
(3) 若A、B、C、W四种物质均为气体,其中A、W为单质,C的摩尔质量为46g•mol-1,则A为N2、W为O2、B为NO、C为NO2;
(4) 若A 为淡黄色固体单质,W 为气体单质,B、C均为酸性氧化物,则A为S,W为O2、B为SO2、C为SO3 。
【详解】
(1) 若A、B、C 三种物质的焰色反应均为黄色,均含Na元素,A俗称苛性钠,则A为NaOH,W为无色无味气体,C受热分解可转化为B,则W为CO2、B为Na2CO3,C为
NaHCO3。
①向Na2CO3溶液中通入CO2生成NaHCO3的离子方程式为:CO32-+H2O+CO2=2HCO3-;
②NaOH溶液与NaHCO3溶液反应的化学方程式为:NaOH+NaHCO3=Na2CO3+H2O;
(2) 若A、B、C三种物质都含有一种金属元素,且B为两性物质,W俗称苛性钠,则B为Al(OH)3,A为AlCl3、C为NaAlO2;
①A、B、C三种物质中所含有的金属元素为Al,单质Al与NaOH溶液反应生成NaAlO2和氢气的化学方程式为2Al+2NaOH+2H2O =2NaAlO2 +3H2↑;
②AlCl3溶液中滴加过量NaOH溶液生成NaAlO2,发生反应的离子方程式为Al3-+ 4OH- =AlO2-+ 2H2O。
(3) 若A、B、C、W四种物质均为气体,其中A、W为单质,C的摩尔质量为46g•mol-1,则A为N2、W为O2、B为NO、C为NO2;
①B 的化学式为:NO;
②由于NO能与氧气反应,实验室制取NO时,不能用向上排空气法收集;
③NO与CO在催化剂作用下生成N2和CO2,发生反应的化学方程式为
2NO+2CO2CO2+N2;
(4) 若A 为淡黄色固体单质,W 为气体单质,B、C均为酸性氧化物,则A为S,W为O2、B为SO2、C为SO3 ;SO3溶于水形成化合物D为H2SO4,在加热的条件下,浓硫酸与硫反应的化学方程式为S+2H2SO4(浓) 3SO2↑+2H2O。
2.A、B、C、W均为中学常见的物质,它们之间有如图所示的转化关系(其他产物及反应条件已略去,反应可以在水溶液中进行)。
X、Y、Z、W均为中学化学的常见物质,一定条件下它们之间有如下转化关系:
(1)若A、B、C三种物质都含有一种金属元素,且B为两性物质,W俗称苛性钠。
①A、B、C三种物质中所含有的金属元素单质与W反应的化学方程式为
_______________。
②A溶液一步转化为C溶液的反应离子方程式为________________。
(2)若X是一种黄绿色的气体,Y的饱和溶液滴入沸水中能生成红褐色胶体。
①检验溶液Z是否变质最灵敏的一种试剂是____________________(名称);
②一定条件下W与水反应的化学方程式_______________________________。
(3)X常温下为气体化合物,Z是一种红棕色气体,X气体的检验方法
____________________,X转化为Y的化学方程式为______________________;
(4)X为一元强碱溶液,W是形成酸雨的主要气体。
①则Y到Z的离子方程式为________________________________________;
②请画出向含0.01molX和0.01molY的溶液中逐滴加入0.1mol/L稀盐酸的体积和生成气体
的物质的量的关系的图像___________。
【答案】2Al+2NaOH+2H2O =2NaAlO2 +H2 Al3-+ 4OH- =AlO2- + 2H2O 硫氰化钾溶液 3Fe +
4H2O(g) === Fe3O4 + 4H2使湿润的红色石蕊试纸变蓝(或遇蘸有浓盐酸的玻璃棒产生白烟) 4NH3+5O24NO+6H2O SO32-+SO2+H2O=2HSO3-
【解析】
【分析】
W为NaOH。
B为两性物质且含有一种金属元素,确定该金属元素为铝元素,因在溶液中产生了B,所以B为Al(OH)3。
【详解】
(1)①铝与NaOH反应的化学方程式为:2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑;
②A溶液中含有Al3+,与NaOH反应生成了Al(OH)3,Al(OH)3与NaOH反应生成NaAlO2,所以A溶液一步转化为C溶液的离子方程式为:Al3++4OH-=AlO2-+2H2O;
(2)X为黄绿色气体,则X为氯气,Y的饱和溶液滴入沸水中能生成红褐色胶体,说明Y 为FeCl3溶液。
据此进一步判断W为Fe,Z为FeCl2。
①检验FeCl2溶液是否变质最灵敏的试剂是KSCN溶液,如果FeCl2溶液变质,则滴加KSCN 溶液后,溶液呈现血红色;
②在高温条件下铁与水反应:3Fe+4H2O Fe3O4+4H2;
(3)红棕色的气体Z是NO2气体;X为气体化合物,经氧气连续氧化生成NO2,猜测X为NH3,Y为NO;检验NH3是利用其水溶液呈碱性,用湿润的红色石蕊试纸检验,如试纸变蓝,说明气体是氨气;或者利用NH3与HCl反应生成白烟这一性质来检验。
NH3转化为NO 的化学方程式为:4NH3+5O24NO+6H2O;
(4)①如果X为一元强碱,W是形成酸雨的主要物质,则推测W为SO2,则根据图示转化关系判断Y为SO32-,Z为HSO3-,则Y到Z的离子方程式为:SO32-+SO2+H2O=2HSO3-;②溶液中含有0.01molOH-和0.01molSO32-,滴入稀盐酸,首先发生反应:OH-+H+=H2O,此时消耗0.1mol/L的HCl共0.1L,没有气体逸出;然后发生反应:SO32-+H+=HSO3-,此时也消耗0.1mol/L的HCl共0.1L,也没有气体逸出;最终发生反应:HSO3-+H+=H2O+SO2↑,此时完全反应消耗盐酸的体积为0.lL,逸出气体的物质的量为0.01mol。
据此可绘出图象:。
3.由三种元素组成的化合物A ,按如下流程进行实验。
气体B 为纯净物,溶液C 焰色反应为砖红色,气体E 能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。
请回答:
(1)组成A 的三种元素是________,A 的化学式是________。
(2)固体A 与足量稀盐酸反应的化学方程式是________。
(3)气体E 与甲醛在一定条件可生成乌洛托品(学名:六亚甲基四胺),该反应的化学方程式是________(乌洛托品可以用分子式表示)。
【答案】Ca 、H 、N 2Ca HN 2422Ca HN 5HCl 2CaCl H NH Cl +=+↑+ 34NH 6HCHO +→
(或6124C H N )26H O +
【解析】
【分析】 溶液C 焰色反应为砖红色说明溶液C 中含有Ca 元素,可知沉淀F 为CaCO 3,4.00g 碳酸钙的物质的量为 4.00g
=0.04mol 100g/mol ,根据元素守恒可知固体A 中含有Ca 元素,其质量为
0.04mol×40g/mol=1.60g ;气体E 能使湿润的红色石蕊试纸变蓝说明气体E 为NH 3,所以溶液D 中含有NH 4+,根据元素守恒可知溶液C 中含有N 元素,固体A 中含有N 元素;气体B 为纯净物,其物质的量为0.448L
=0.02mol 22.4L/mol ,固体A 中Ca 元素的质量为1.60g ,则其
他元素为1.90g-1.60g=0.30g ,可先假设E 为一种常见的气体,若该气体为NO 、NO 2、O 2,则固体A 中另外一种元素为O ,而0.02mol NO 或NO 2或O 2所含氧元素的质量均大于0.30g ,故不合理,若该气体为H 2,固体A 中另外一种元素为H ,则符合题意,同时可以参考CaH 2与水的归中反应生成氢气。
【详解】
(1)根据分析可知固体A 中的三种元素为:Ca 、N 、H ;Ca 的常见化合价为+2价,已知固体A 中Ca 元素的物质的量为0.04mol ,质量为1.60g ,N 元素的和H 元素质量为0.04g 共0.30g ,N 的相对原子质量为14,氢的相对原子质量为1,据此可推测A 的化学式可能为Ca 4N 2H 2,化为最简整数比为2Ca HN ;
(2)根据产物可知A 与盐酸反应的产物中含有NH 4+,H 2,Ca 2+,根据电子守恒和元素守恒可知方程式为:2422Ca HN 5HCl 2CaCl H NH Cl +=+↑+;
(3)气体E 为为NH 3,甲醛为HCHO ,根据元素守恒可知方程式为:
34NH 6HCHO +→(或6124C H N )26H O +。
4.已知A 为一种盐,C 、D 、F 、N 、O 在常温常压下均为无色气体,E 在常温常压下为无色、无味的液体,N 、H 、L 为高中常见的单质,I 为常见的无氧强酸,M 的焰色反应为紫色,反应①常用于气体F 的检验。
(1)写出D 的电子式:___;
(2)写出反应②的化学方程式:___;
(3)已知B 中氧元素的质量分数为22.2%,且A 分解产生的各物质的物质的量之比为n(B):n(C):n(D):n(E):n(F)=1:2:2:1:2,则A 的化学式为:___。
【答案】
4NH 3+3O 22N 2+6H 2O (NH 4)2Fe(C 2O 4)2
【解析】
【分析】
E 在常温常压下为无色、无味的液体,则E 为H 2O ;I 为常见的无氧强酸,则为盐酸;常用浓盐酸检验气体
F ,则F 为NH 3;则L 为O 2,N 为N 2,O 为NO ,P 为NO 2,Q 为HNO 3;K 为Fe(NO 3)3,J 为FeCl 2,H 为Fe ,B 为FeO(由B 中氧元素的质量分数为22.2%进行计算),C 为CO ,D 为CO 2。
(1)由以上分析知,为2CO ,电此可写出其电子式。
()2反应②是氨气氧化生成氮气,由此可写出化学反应方程式。
()3A 在隔绝空气条件下分解产生的各产物的物质的量之比为B :C :D :E :F 1=:2:2:1:2,由原子守恒和化合价代数和为0,结合推断中生成物的性质推断出A 的化学式为
【详解】
通过上面分析,可推知,E 为H 2O ,I 为盐酸,F 为NH 3;L 为O 2,N 为N 2,O 为NO ,P 为NO 2,Q 为HNO 3;K 为Fe(NO 3)3,J 为FeCl 2,H 为Fe ,B 为FeO ,C 为CO ,D 为CO 2。
()1D 为2CO ,电子式为 。
答案为: 。
()2反应②是氨气的氧化,反应的化学反应方程式为32224NH 3O ?2N 6H O -
++点燃。
答案为:32224NH 3O 2N 6H O -++点燃;
()3A 在隔绝空气条件下分解产生的各产物的物质的量之比为B :C :D :E :F 1=:2:2:1:2,即FeO :CO :2CO :2H O :3NH 1=:2:2:1:2,由原子守恒和化合价代数和为0,结合推断中生成物的性质推断出A 的化学式为42242(NH )Fe(C O )。
答案为:42242(NH )Fe(C O )。
【点睛】
本题涉及的物质多,推断难度大,所以要大胆假设,然后进行求证。
首先从F+I(常见的无氧强酸)用于F 气体的检验切入,确定F 为NH 3,I 为盐酸,然后才能逐步深入推断。
由F 推出一连串物质:F 为NH 3,L 为O 2,N 为N 2,O 为NO ,P 为NO 2,Q 为HNO 3,K 为Fe(NO 3)3。
由Q 与J 的反应,推出J 为FeCl 2,H 为Fe ,再利用信息“已知B 中氧元素的质量分数为22.2%”推出B 为FeO ,最后完成C 、D 的推断。
5.已知A 为淡黄色固体,R 是地壳中含量最多的金属元素的单质,T 为生活中使用最广泛的金属单质,D 是具有磁性的黑色晶体,C 、F 是无色无味的气体,H 是白色沉淀,W 溶液中滴加KSCN 溶液出现血红色。
(1)物质A 的化学式为___,F 化学式为___;
(2)B 和R 在溶液中反应生成F 的离子方程式为___;
(3)H 在潮湿空气中变成M 的实验现象是___,化学方程式为___。
(4)A 和水反应生成B 和C 的离子方程式为___,由此反应可知A 有作为___的用途。
(5)M投入盐酸中的离子方程式___。
【答案】Na2O2 H2 2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑白色沉淀迅速变成灰绿色,最终变成红褐色 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 2Na2O2+2H2O=4Na++4OH-+O2↑供氧剂 Fe (OH)3+3H+=Fe3++3H2O
【解析】
【详解】
A为淡黄色固体,其能与水反应,则其为Na2O2;R是地壳中含量最多的金属元素的单质,则其为Al;T为生活中使用最广泛的金属单质,则其为Fe;D是具有磁性的黑色晶体,则其为Fe3O4;Na2O2与水反应生成NaOH和O2,所以C为O2;Al与NaOH溶液反应,生成偏铝酸钠和氢气,所以F为H2,B为NaOH;Fe3O4与盐酸反应,生成FeCl3、FeCl2和水,FeCl3再与Fe反应,又生成FeCl2,所以E为FeCl2;它与NaOH溶液反应,生成白色沉淀Fe(OH)2,它是H;Fe(OH)2在空气中被氧化为Fe(OH)3,它与盐酸反应生成FeCl3,它为W。
(1)物质A的化学式为Na2O2。
答案为:Na2O2
F化学式为H2。
答案为:H2
(2)NaOH和Al在溶液中反应生成H2的离子方程式为2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑。
答案为:2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑
(3)Fe(OH)2在潮湿空气中变成Fe(OH)3的实验现象是白色沉淀迅速变成灰绿色,最终变成红褐色。
答案为:白色沉淀迅速变成灰绿色,最终变成红褐色
化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。
(4)Na2O2和水反应生成NaOH和O2的离子方程式为2Na2O2+2H2O=4Na++4OH-+O2↑。
答案为:2Na2O2+2H2O=4Na++4OH-+O2↑
由此反应可知A有作为供氧剂的用途。
答案为:供氧剂
(5)Fe(OH)3投入盐酸中的离子方程式Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O。
答案为:Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O
6.某种电镀废水含A阴离子,排放前的处理过程如下:
己知:4.5g沉淀D在氧气中灼烧后,产生4.0g黑色固体,生成的无色无味气体通过足量澄清石灰水时,产生5.0g白色沉淀,最后得到的混合气体除去氧气后,还剩余标准状况下密度为1.25g·L-1的单质气体E 560mL。
(1)E的结构式为____________。
(2)写出沉淀D在氧气中灼烧发生的化学方程式_______________________________。
(3)溶液B具有性质____________(填“氧化性”或“还原性”)。
(4)滤液C中还含有微量的A离子,通过反应②,可将其转化为对环境无害的物质,用离子
方程式表示该反应为______________________________________。
【答案】 2CuCN+3O 2∆2CuO+2CO 2↑+N 2↑ 还原性 2CN -+5ClO -+2H +=5Cl -+2CO 2↑+N 2↑+H 2O
【解析】
【分析】
单质气体E 的摩尔质量为1.25g ·
L -1×22.4L·mol -1=28g ·mol -1,则E 为N 2,则n(N 2)=-1
0.56L 22.4L mol g =0.025mol ;沉淀D 含有Cu ,灼烧后产生的黑色固体为CuO ,产生无色无味气体为CO 2,n(CuO)=-14.0g 80g mol g =0.5mol ,n(CO 2)= n(CaCO 3)=-1
5.0g 100g mol g =0.05mol ;即D 中含有0.05mol Cu 、0.05mol C 、0.05mol N ,共4.5g ,则D 中不含其他元素,所以D 为CuCN ;则A 离子为CN -。
【详解】
(1)经分析,E 为N 2,其结构式为;
(2)D 为CuCN ,其灼烧的化学方程式2CuCN+3O 2∆2CuO+2CO 2↑+N 2↑;
(3)由题知,Cu(II)→Cu(I),该过程需要还原剂,A 溶液不体现还原性,故B 溶液具有还原性;
(4)用次氯酸钠把CN -氧化为无毒的二氧化碳和氮气,离子方程式为2CN -+5ClO -+2H +=5Cl -+2CO 2↑+N 2↑+H 2O 。
7.A 、B 、C 、D 、E 、X 均为短周期元素形成的无机物,存在如图所示转化关系(部分生成物和反应条件略去);已知A 由短周期非金属元素组成,B 具有漂白性且光照易分解。
请回答以下问题:
(1)若A 为单质,且C 为一元强酸。
①化合物B 的结构式为_______。
②写出一种工业制备单质A 的离子方程式:________。
③X 可能为______(填字母代号)。
a.NaOH
b.AlCl 3
c.Na 2CO 3
d.Na[Al(OH)4]
(2)若A 为两种元素形成的化合物,且E 与水反应生成的G 的浓溶液遇C 有白烟产生。
①A 的电子式为______。
②A 与H 2O 反应的化学方程式为_____。
③室温下,NH 2OH(羟氨)会发生分解生成C 、D ,试写出其分解反应的化学方程式_________。
【答案】H—O—Cl 2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑ cd
NCl3+3H2O=3HClO+NH3 5NH2OH=3NH3↑+2NO↑+3H2O
【解析】
【分析】
A、B、C、D、E、X均为短周期元素形成的无机物,A由短周期非金属元素组成,B具有漂白性且光照易分解,则B为HClO;
(1)若A为单质,且C为一元强酸,则C为HCl,A为Cl2,X可能为Na2CO3、Na[Al(OH)4]等;
(2)若A为两种元素形成的化合物,且E与水反应生成G的浓溶液遇C有白烟产生,则C为NH3,结合B为HClO,根据元素守恒可及化合价的情况可知A为NCl3,时而推得G为HNO3,E为NO2,X为氧气,符合转化关系,以此解答该题。
【详解】
A、B、C、D、E、X均为短周期元素形成的无机物,A由短周期非金属元素组成,B具有漂白性且光照易分解,则B为HClO。
(1)若A为单质,C为一元强酸,则C为HCl,A为Cl2;
①化合物B为HClO,结构式为H—O—Cl。
②工业上电解饱和食盐水制备Cl2,工业制备单质A的离子方程式:2Cl-+2H2O2OH-
+H2↑+Cl2↑。
③a.若X为NaOH,NaOH与HCl反应生成的NaCl与NaOH不反应,X不可能为NaOH; b.若X为AlCl3,AlCl3与HCl不反应,X不可能为AlCl3,c.若X为Na2CO3,Na2CO3与HCl反应生成CO2,CO2与Na2CO3、H2O反应生成NaHCO3,X可能为Na2CO3;d.若X为
Na[Al(OH)4],Na[Al(OH)4]与过量HCl反应生成AlCl3,AlCl3与Na[Al(OH)4]反应生成Al(OH)3,X 可能为Na[Al(OH)4];答案选cd。
(2)若A为两种元素形成的化合物,且E与水反应生成G的浓溶液遇C有白烟产生,则C为NH3,结合B为HClO,根据元素守恒定律及化合价的情况可知A为NCl3,推得G为
HNO3,D为NO,E为NO2,X为氧气。
①A的电子式为
②A与H2O反应的化学方程式为NCl3+3H2O=3HClO+NH3。
③室温下,NH2OH(羟氨)会发生分解生成C、D,其分解反应的化学方程式为
5NH2OH=3NH3↑+2NO↑+3H2O。
【点睛】
解答无机物的推断一般有以下步骤: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。
8.如下图所示:
已知A、D、E、F是中学化学中常见的单质,B、C是氧化物,且B的式量是232。
请填空:
(1)A是______________,E是______________。
(填化学式)
⑵D跟水反应的化学方程式为______________。
⑶C电解时,每生成1 molA,同时生成______________mol E。
【答案】Al O2 3Fe+4H2O 高温
Fe3O4+4H2 0.75 mol
【解析】
【分析】
A为单质、B为氧化物,由框图中的反应条件“高温”可预测,此反应为铝热反应。
A为铝,B为金属氧化物,C为氧化铝,D为金属单质。
再由C熔融电解,可得出E为O2,F为H2。
由D与H2O在高温条件下反应生成B和H2,可得出D可能为Fe,B为Fe3O4,利用232进行验证,从而证实上述预测。
【详解】
(1)由题干分析可知,A为铝,B为氧气。
答案为Al、O2。
(2) F e跟水反应,其化学方程式为3Fe+4H2O Fe3O4+4H2。
答案为3Fe+4H2O Fe3O4+4H2。
(3)电解氧化铝的反应方程式为:2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑,由反应方程式可得出,生成4molAl,同时生成3molO2,从而得出每生成1 molAl,同时生成0.75molO2。
答案为0.75 mol。
9.中学常见反应的化学方程式是A+B X+Y+H2O(未配平,反应条件略去),其中A、B 的物质的量之比为了1:4。
请回答:
(1)若Y是黄绿色气体,则Y的电子式是______,该反应的离子方程式是______。
(2)若A为非金属单质,构成它的原子核外最外层电子数是次外层电子数的2倍,B的溶液为某浓酸,则反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比是________.
(3)若A为金属单质,常温下A在B的浓溶液中“钝化”,且A可溶于X溶液中。
①元素在周期表中的位置是______(填所在周期和族);Y的化学式是______。
②含amol X的溶液溶解了一定量A后,若溶液中两种金属阳离子的物质的量恰好相等,则被还原的X是______mol。
(4)若A、B、X、Y均为化合物,向A溶液中加入硝酸酸化的AgNO3溶液,产生白色沉淀;B 的焰色为黄色,则A与B按物质的量之比1:4恰好反应后,溶液中离子浓度从大到小的顺序是_________。
【答案】 MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O 4:1 第四周期Ⅷ族 NO 0.4a c(Na+)>c(Cl-)>c(AlO2-)>c(OH-)>c(H+)
【解析】
【分析】
(1)若Y是黄绿色气体,则Y为氯气,A、B的物质的量之比为1:4,结合实验室常用浓盐酸与二氧化锰反应来制取氯气来解答;
(2)A为非金属单质,构成它的原子核外最外层电子数是次外层电子数的2倍,若为2个电子层,则第一层电子数为2,第二层电子数为4,即A为碳元素;A、B的物质的量之比为1:4,则该反应为碳与浓硝酸反应,然后利用元素的化合价分析;
(3)A为金属单质,常温下A在B的浓溶液中“钝化”,则A为铁或铝,B为浓硫酸或浓硝酸,又A可溶于X溶液中,则A为铁,由A、B的物质的量之比为1:4,该反应为铁与稀硝酸反应生成硝酸铁、一氧化氮和水;利用铁的原子序数分析其位置,利用三价铁离子与铁的反应及溶液中两种金属阳离子的物质的量恰好相等来计算被还原的三价铁;
(4)向A溶液中加入硝酸酸化的AgNO3溶液,产生白色沉淀,则A中含有Cl-,B的焰色为黄色,则B中含有钠元素,A与B按物质的量之比1:4恰好反应,则该反应为氯化铝与氢氧化钠的反应,利用反应中各物质的量级偏铝酸钠的水解来分析。
【详解】
(1)因黄绿色气体为氯气,氯原子最外层7个电子,则氯气中存在一对共用电子对,其电子式为,A、B的物质的量之比为1:4,则反应的离子方程式为:MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O;
(2)A为非金属单质,构成它的原子核外最外层电子数是次外层电子数的2倍,若为2个电子层,则第一层电子数为2,第二层电子数为4,其质子数等于电子数等于6,即A为碳元素;A、B的物质的量之比为1:4,则该反应为碳与浓硝酸反应,其反应为C+4HNO3(浓) CO2↑+4NO2↑+2H2O。
根据元素的化合价变化可知:碳元素的化合价升高,则碳作还原剂;硝酸中氮元素的化合价降低,则硝酸作氧化剂,由化学计量数可知氧化剂与还原剂的物质的量之比为4:1;
(3)A为金属单质,常温下A在B的浓溶液中“钝化”,则A为铁或铝,B为浓硫酸或浓硝酸,又A可溶于X溶液中则A为铁,由A、B的物质的量之比为1:4,该反应为铁与稀硝酸反应生成硝酸铁、一氧化氮和水,反应方程式为Fe+4HNO3(稀)=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O。
①铁为26号元素,在在元素周期表中的第四周期Ⅷ族,铁与稀硝酸反应生成的气体Y为NO;
②设被还原的硝酸铁的物质的量为x,则根据放出2Fe3++Fe=3Fe2+可知:每有2molFe3+反应会产生3molFe2+,假设反应的Fe3+的物质的量是x,则反应产生Fe2+的物质的量是
3x 2mol,由于反应后溶液中两种金属阳离子的物质的量恰好相等,则a-x=
3x
2
,解得
x=0.4a;
(4)若A、B、X、Y均为化合物,向A溶液中加入硝酸酸化的AgNO3溶液,产生白色沉淀,则A中含有Cl-,B的焰色为黄色,则B中含有Na+,A与B按物质的量之比1:4恰好反应,则该反应为氯化铝与氢氧化钠的反应,其反应为AlCl3+4NaOH=3NaCl+NaAlO2+2H2O,由
题意知A与B的物质的量分别为1mol、4mol,则n(Na+)=4mol,n(Cl-)=3mol,NaAlO2是强碱弱酸盐,AlO2-水解消耗,则n(AlO2-)<1mol,因偏铝酸根离子水解则溶液显碱性,c(OH-)>c(H+),水解产生的离子浓度小于盐电离产生的离子浓度,则c(AlO2-)>c(OH-),故溶液离子大小为:c(Na+)>c(Cl-)>c(AlO2-)>c(OH-)>c(H+)。
【点睛】
本题考查了元素及化合物的推断、化学方程式的书写、离子浓度大小比较等,要求学生应熟悉常见的氧化还原反应及常见物质的性质,弄清物质结构与物质组成及性质的关系,这是解答本题的关键。
10.现有金属单质A和气体甲、乙、丙及物质B、C、D、E、F、G,它们之间能发生如下反应(图中有些反应的产物和反应的条件没有全部标出)。
请根据以上信息回答下列问题:
(1)实验室制取氯气的化学方程式为4HCl(浓)+MnO2 Cl2↑+MnCl2+2H2O,MnO2做
______剂,如果反应产生的气体在标况下体积为2.24L,则被氧化的HCl的物质的量是
_____mol
(2)写出下列反应的离子方程式:
①金属A和水__________________________________________。
②物质B和气体乙_______________________________________。
(3)用两个化学方程式表示固体G可做呼吸系统供氧剂原因_______________________。
(4)用化学方程式解释F长期放置在空气中失效的原因___________________________。
(5)红热细铁丝能在气体乙剧烈燃烧,现象是____________________,将燃烧产物配成饱和溶液滴入沸水中可以得到的氢氧化铁胶体,该氢氧化铁胶体粒子直径在_________之间。
向氢氧化铁胶体中滴入过量稀硫酸,现象是__________________________________。
【答案】氧化 2 2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑ 2OH—+Cl2= Cl—+ClO—+H2O
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O=4NaOH +O2↑
Ca(ClO)2+H2O+CO2=CaCO3↓+2HClO、2HClO2HCl+O2↑产生棕红色的烟 1-100nm 先产生红褐色沉淀最后溶解为黄色溶液
【解析】试题分析:金属A是食盐中的元素,则A是钠,和水反应生成氢氧化钠和氢气,
则甲是氢气,B是氢氧化钠。
黄绿色气体是氯气,则乙是氯气,和氢气反应生成丙是氯化氢。
氯化氢溶于水得到盐酸。
浓盐酸和二氧化锰在加热条件下反应生成氯气。
氯气和氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水。
氯气和氢氧化钙反应生成漂白粉,则E是氢氧化钙,F是次氯酸钙。
钠和氧气反应生成淡黄色固体是过氧化钠,即G是过氧化钠。
(1)根据方程式4HCl(浓)+MnO2Cl2↑+MnCl2+2H2O可知Mn元素化合价降低,MnO2做氧化剂,如果反应产生的气体在标况下体积为2.24L,即氯气是0.1mol,所以根据氯原子守恒可知被氧化的HCl的物质的量是0.2mol。
(2)①金属钠和水反应的离子方程式为2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑;②氢氧化钠和氯气反应的离子方程式为2OH—+Cl2=Cl—+ClO—+H2O;
(3)过氧化钠能与CO2或水反应生成氧气,可作供氧剂,方程式为2Na2O2+2CO2=
2Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O=4NaOH +O2↑;
(4)次氯酸钙容易吸收空气中的水蒸气和CO2转化为次氯酸,次氯酸易分解,因此长期放置在空气中失效,有关方程式为Ca(ClO)2+H2O+CO2=CaCO3↓+2HClO、
2HClO2HCl+O2↑;
(5)红热细铁丝能在气体氯气剧烈燃烧,现象是产生棕红色的烟。
将燃烧产物配成饱和溶液滴入沸水中可以得到的氢氧化铁胶体,该氢氧化铁胶体粒子直径在1~100nm之间。
向氢氧化铁胶体中滴入过量稀硫酸,首先据此,产生氢氧化铁沉淀,然后是中和,所以实验现象是先产生红褐色沉淀,最后溶解为黄色溶液。
【考点定位】考查无机框图题推断
【名师点晴】化学推断题是一类综合性较强的试题,如元素及化合物性质和社会生活,环境保护,化学计算等知识。
它不仅可考察学生对化学知识的理解程度,更重要的是培养学生的综合分析能力和思维方法。
解框图题的方法: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。