高考化学 一轮复习 第4章 材料家族中的元素 第4节 常见无机物间的转化

(1)根据元素原子的核外电子排布，可以推测元素在元素 周期表中的位置。(2)H2 在 Cl2 中燃烧产生苍白色的火焰。 (3) 浓 盐 酸 与 MnO2 反 应 的 化 学 方 程 式 为 MnO2 ＋ 4HCl(浓)==△===MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，被氧化与被还原的 物质的物质的量之比为 2∶1。(4)AlO－2 和 Fe3＋发生水解相 互促进的反应。(5)Fe(NO3)3 分解生成 Fe2O3、NO2，化合 价只有降低没有升高的元素，因此反应中必然有 O2 生成。
(3)若 C 是一种气体，D 是一种强酸。 ①C 与水反应的化学方程式__________。 ②有人认为“浓 H2SO4 可以干燥气体 C”。某同学为 了验证该观点是否正确，用下图 装置进行实验。 实验过程中，浓 H2SO4 中未 发现有气体逸出，且变为红棕色，则你得出的结论是 _____________________。
方法 3 抓住“特殊反应条件”作为突破口 (1)高温条件： CaCO3=高==温==CaO＋CO2↑； SiO2＋CaCO3=高==温==CaSiO3＋CO2↑； SiO2＋Na2CO3=高==温==Na2SiO3＋CO2↑； SiO2＋CaO=高==温==CaSiO3； SiO2＋2C=高==温==Si＋2CO↑；
(8)常温下能溶解 SiO2 固体的物质 氢氟酸 和 NaOH 溶液 。
(9)滴入沸水中可得到红褐色胶体的溶液 含 Fe3＋的盐溶液 。
(10)烟雾现象： ①棕(黄)色的烟：Cu 或 Fe 在 Cl2 中燃烧；②白烟： Na 在 Cl2 中燃烧；NH3 遇到浓盐酸或浓硝酸；③白雾： 由 HX 等极易溶于水的气体产生。 (11)钝化现象：常温下 Fe、Al 遇到浓硫酸或浓硝酸 会生成一层致密的氧化膜，从而保护金属不再发生反应。
请回答下列问题： (1)反应①的化学方程式为_____________。 (2)反应②的离子方程式为_________________。 (3)写出另外一种实验室制取 H 的化学方程式： __________________________________。 (4)D 溶液与 Pb(NO3)2 溶液混合可形成沉淀，此沉淀 的 Ksp＝7.0×10－9。将等体积的 D 溶液与 Pb(NO3)2 溶液 混合，若 D 的浓度为 1×10－2 mol·L－1，则生成沉淀所需 Pb(NO3)2 溶液的最小浓度为________。
(2)有色溶液： Fe2＋(浅绿色)、 Fe3＋(黄色)、 Cu2＋(蓝色)、 MnO－ 4
(紫红色)、 Fe3＋ 遇 SCN－(血红色)、 I2 遇淀粉(蓝色)等。
水(溶剂)
苯(溶剂)
CCl4(溶剂)
Br2 黄色→橙色 橙色→橙红色
深黄色→褐 淡紫色→紫红 紫色→深紫
I2
色
色
色
(3)有色气体： Cl2 (黄绿色)、 Br2(g)、NO2 (红棕 色)、 I2(g) (紫色)、O3(淡蓝色)等。
请回答下列问题： (1)B 中所含元素位于周期表中第_______周期第 _______族。 (2)A 在 B 中燃烧的现象是________________。 (3)D＋E―→B 的反应中，被氧化与被还原的物质的 物质的量之比是________。 (4)G＋J―→M 的离子方程式是________________。 (5)Y 受热分解的化学方程式是______________。
[对点练] 3．短周期常见元素形成的纯净物 A、B、C、D、E 的转化关系如图所示，物质 A 与物质 B 之间的反应不在 溶液中进行(E 可能与 A、B 两种物质中的某种相同)。
请回答下列问题：
(1)若 C 是离子化合物，D 是一种强碱，写出 C 的化 学式________。
(2)若 C 与水发生复分解反应，E 的水溶液呈弱酸性， D 是既能溶于强酸、又能溶于强碱的化合物。
推断题―审―题→明隐显含条条件件抓突―关破―→键口 结构特征、反应特征―推―断→结论―→验证 现象特征、其他特征
方法 1 抓住“物质颜色”作为突破口 (1)有色固体： a．红色：Cu、Cu2O、Fe2O3 ；b．红褐色：Fe(OH)3 ； c．黄色： AgI ；d．淡黄色：S、Na2O2、AgBr； e．蓝色： Cu(OH)2； f．黑色： 炭粉、CuO、MnO2、FeS、CuS ； g．紫黑色： KMnO4、I2 ； h．白色：Fe(OH)2、CaCO3、BaSO4、AgCl、BaSO3 。
(1) 写 出 下 列 物 质 的 化 学 式 ： B________ 、 G________、Y________。
(2)在电镀工业中，若将 E 作为待镀金属，铜为镀层 金属，则 E 是___________极，请写出在此电极上发生 的电极反应式：____________________。
(3)写出反应①的化学方程式______________。
第 4 节 常见无机物间的转化
无机框图推断题图示结构紧凑，文字表述少，包含 信息多，综合性强，思维能力要求高，是多年考查元素 化合物知识的热点题型。主要考查考生观察、分析、推 理、获取信息的能力。
无机推断思路：迅速浏览、整体扫描、产生印象、 寻找“突破口”，“突破口”由点到面、随时检验，注 意联系、大胆假设、全面分析(正推或逆推)，验证确认。 解题的关键是仔细审题，依物质的特性或特征转化来确 定“突破口”，顺藤摸瓜，进而完成全部未知物的推断。 我们可以将推断题的解题方法及推理过程表示如下：
答案：(1)FeCl2 NaAlO2 NaOH (2)阴 Cu2＋＋2e－===Cu
(3)3FeO＋2Al=高==温==Al2O3＋3Fe
(4)能
c(Fe3
＋
)·c3(OH
－Leabharlann Baidu
)
＝
(
1 2
×0.01)×(
1 2
×0.001)3
＝
6.25×10－13>2.097×10－39，能生成 Fe(OH)3 沉淀
(4)能使澄清石灰水变浑浊的气体： CO2、SO2 。 (5)通入 CO2 气体变浑浊的溶液： 石灰水 (过量则变 澄清)、 Na2SiO3 溶液、 饱和 Na2CO3 溶液。 (6)使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体： NH3 。 (7)使湿润的淀粉-KI 试纸变蓝的物质： NO2、Cl2、Br2、FeCl3 等。
解析：(1)由题干信息和框图转化关系得，D、E、Z 分别为 Al、Fe、Cl2，X、Y 分别为 HCl、NaOH，则 A、 B、C、F、G、M 分别为 FeCl3、FeCl2、FeO、Al2O3、NaAlO2 和 Al(OH)3(或 AlCl3)。(2)电镀过程中，镀层金属为阳极， 镀件为阴极，金属阳离子在阴极得到电子发生还原反应转 化成金属单质。(3)反应①为 3FeO＋2Al=高==温==Al2O3＋3Fe。 (4)沉淀为 Fe(OH)3，c(Fe3＋)·c3(OH－)＝12×0.01×(12×0.001)3 ＝6.25×10－13>2.097×10－39，能生成 Fe(OH)3 沉淀。
①写出由物质 A 和物质 B 制取化合物 C 的化学方 程式______________________________。
②用等式表示 E 与 NaOH 溶液反应生成的正盐溶液 中所有离子浓度之间的关系_________________。
(3)若 C 是一种气体，D 是一种强酸。 ①C 与水反应的化学方程式__________。 ②有人认为“浓 H2SO4 可以干燥气体 C”。某同学为 了验证该观点是否正确，用下图 装置进行实验。 实验过程中，浓 H2SO4 中未 发现有气体逸出，且变为红棕色，则你得出的结论是 _____________________。
2．如框图中所示的字母分别代表一种常见的物质或 其溶液，相互之间的转化关系如图所示(部分产物及反应 条件已略去)。已知 A、B 为气态单质，F 是地壳中含量 最多的金属元素的单质；E、H、I 为氧化物，E 为黑色固 体，I 为红棕色气体；M 为红褐色沉淀。
请回答下列问题： (1)B 中所含元素位于周期表中第_______周期第 _______族。 (2)A 在 B 中燃烧的现象是________________。 (3)D＋E―→B 的反应中，被氧化与被还原的物质的 物质的量之比是________。 (4)G＋J―→M 的离子方程式是________________。 (5)Y 受热分解的化学方程式是______________。
解析：G 为紫黑色固体单质，可预测为碘单质，推 得 C 物质为氯气，则 A 为浓盐酸、B 为二氧化锰；E 在 二氧化锰的催化下制取 H，则 E 为氯酸钾、H 为氧气、 F 为氯化钾；于是 D 一定为碘化钾。
答案：(1)4HCl(浓)＋MnO2==△===MnCl2 ＋Cl2↑＋ 2H2O
(2)6I－＋ ClO－3 ＋6H＋===3I2＋Cl－＋ 3H2O (3)2H2O2=M=n=O==2 2H2O ＋ O2↑(也可用高锰酸钾加 热分解) (4) 5.6×10－4 mol·L－1
(4)A 溶液与 NaOH 溶液混合可形成沉淀，某温度下 此沉淀的 Ksp＝2.097×10－39。将 0.01 mol·L－1 的 A 溶液 与 0.001 mol·L－1 的 NaOH 溶液等体积混合，你认为能否 形成沉淀________(填“能”或“不能”)，请通过计算 说明_______________________________。
解析：地壳中含量最多的金属元素为 Al，红棕色的 气体为 NO2，红褐色沉淀为 Fe(OH)3，电解 X 为电解饱 和食盐水，产物 A 在 B 中能燃烧生成 D，D 能与黑色固 体 E 反应生成气体 B，则 A 为 H2，B 为 Cl2，D 为 HCl， E 为 MnO2，C 为 NaOH，G 为 NaAlO2，J 为 FeCl3，两 者发生水解相互促进的反应，生成 Fe(OH)3 沉淀，I 为 NO2，则 N 为 HNO3，Y 为 Fe(NO3)3，H 为 Fe2O3。
解 析 ： (1)Na2O2 是 离 子 化 合 物 ， 与 水 反 应 生 成 NaOH(强碱)和 O2。(2)D 是既能溶于强酸、又能溶于强 碱的化合物，D 是 Al(OH)3，则化合物 C 为 Al2S3。(3) 气体与水反应生成强酸和气体的反应，只有 3NO2＋ H2O===2HNO3＋NO。
(4)火焰颜色： a．焰色反应： Na＋ (黄色)、 K＋ (紫色，透过蓝 色的钴玻璃)等； b．蓝色： CO 在空气中燃烧； c．淡蓝色： S、H2、CH4 等在空气中燃烧； d．苍白色： H2 在 Cl2 中燃烧。
[对点练] 1．有关物质存在如图所示的转化关系(部 分产物已略去)。通常 C 为气体单质，G 为紫黑色固体单 质。实验室中，常用固体 E 在 B 的催化下加热制取气体 单质 H。
答案：(1)三 ⅦA (2)产生苍白色火焰 (3)2∶1 (4)3AlO－2 ＋Fe3＋＋6H2O===3Al(OH)3↓＋Fe(OH)3↓ (5)4Fe(NO3)3==△===2Fe2O3＋12NO2↑＋3O2↑
方法 2 抓住“物质特性”作为突破口 (1)能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)。 (2)沉淀特殊的颜色变化： Fe(OH) 2放置―于―空→气中Fe(OH)3( 白 色沉淀先变 灰绿 色，再变 红褐 色)。 (3)在空气中变为红棕色： NO(无色)被氧―气―→氧化NO2(红棕色)。
答案：(1)Na2O2 (2)①2Al＋3S==△===Al2S3 ②c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(S2－)＋c(HS－)＋c(OH－) (3)①3NO2＋H2O===2HNO3＋NO ②NO2 能溶于浓硫酸中，浓硫酸不能干燥 NO2
4．如图表示各物质之间的转化关系。已知 D、E、 Z 是中学化学常见的单质，其他都是化合物。Z、Y 是氯 碱工业的产品。D 元素的原子最外层电子数与电子层数 相等，且 D 的硫酸盐可作净水剂。E 为日常生活中应用 最广泛的金属。除反应①外，其他反应均在水溶液中进 行。请回答下列问题。