【考點分析】
無機化學推斷題是高考中每年必考的題型之一。該題型具有考查知識面廣,思考容量大,邏輯推理嚴密,綜合性強等特點;從試題形式來看有敘述型、轉化型、圖表型等。這類題一方面考查中學化學知識間的內在聯系掌握的熟練程度,另一方面考查考生思維的敏捷性、嚴密性、整體性和創造性。其解題思路一般是:迅速瀏覽→產生印象→找突破口→注意聯系→全面分析(正推或逆推)→驗正確認。解題的關鍵是依物質的特性或轉換特征來確定“突破口”,順藤摸瓜,進而完成全部未知物的推斷。無機化學推斷題中學階段常見的可作為突破口的主要有以下六類。
方法一:根據物質的特殊顏色推斷
知識準備:物質顏色
1.白色固體Fe(OH)2、CaCO3、BaSO4、AgCl、BaSO3、銨鹽,白色。黃色臘狀固體:白磷
淡黃色或黃色:S 黃或淺黃、FeS2 黃、AgI 黃、Au 黃、Na2O2 淺黃、AgBr 淺黃、
紅色或紅棕色:Cu 紫紅、 Cu2O 紅、Fe2O3 紅、Fe(OH)3紅褐色
黑色:C、CuS、Cu2S 、FeS 、MnO2、FeO、Fe3O4(磁性物質)、CuO、PbS 、Ag2O棕黑
紫黑色:I2 紫黑、KMnO4 紫黑
2.有色溶液: Cu2+藍、 MnO4-紫紅、Fe2+ 淺綠、Fe3+ 棕黃、Fe(SCN)3 血紅、NO2-淺黃。
氯水淺黃綠色、溴水橙黃色、碘水棕黃色、溴的有機溶液 橙紅?紅棕、I2的有機溶液 紫紅
3.有色氣體:Cl2(黃綠色)、Br2(g)(紅棕色)、NO2、(紅棕色)、I2(紫色)O3(淡藍色)
4.物質的狀態、氣味硬度等:
呈液態的金屬單質:Hg 呈液態的非金屬單質:Br2
常溫呈氣態的單質:H2、O2、Cl2、N2、F2、稀有氣體等。
刺激性氣味的氣體: SO2、NH3、HCl、Cl2、臭雞蛋氣味的氣體:H2S
地殼中元素的含量:O、Si、A、Fe、硬度最大的單質:C(金剛石)
形成化合物種類最多的元素: C
方法二、根據特征反應現象推斷
知識準備:特征反應現象
1.焰色反應:Na+(黃色)、K+(紫色)
2.能使品紅溶液褪色的氣體可能是:加熱恢復原顏色的是SO2,不恢復的是Cl2、NaClO、Ca(ClO)2等次氯酸鹽、氯水、過氧化鈉、過氧化氫、活性碳等
3. (由白色→灰綠→紅褐色)
4.能在空氣中自燃:P4 5.在空氣中變為紅棕色:NO
6.能使石灰水變渾濁:CO2、O2
7.通CO2變渾濁:石灰水(過量變清)、Na2SiO3、飽和Na2CO3、濃苯酚鈉、NaAlO2
8.氣體燃燒呈蒼白色:H2在Cl2中燃燒;在空氣中點燃呈藍色:CO、H2、CH4
9.遇酚酞顯紅色或濕潤紅色石蕊試紙變藍的氣體:NH3(堿性氣體)
10.使濕潤的淀粉碘化鉀試紙變藍:Cl2、Br2、FeCl3、碘水等。
11.加苯酚顯紫色或加SCN-顯血紅色或加堿產生紅褐色沉淀,必有Fe3+
12.遇BaCl2生成不溶于硝酸的白色沉淀,可能是:SO42?、Ag+、 SO32?
13.遇HCl生成沉淀,可能是: Ag+、 SiO32?、AlO2?、S2O32?
14.遇H2SO4生成沉淀,可能是:Ba2+、Ca2+、S2O32?、SiO32?、AlO2?
15.與H2S反應生成淡黃色沉淀的氣體有Cl2、O2、SO2、NO2
16.電解時陽極產生的氣體一般是:Cl2、O2,陰極產生的氣體是:H2
17.兩種氣體通入水中有沉淀的是2H2S+SO2=3S+2H2O
同一元素的氣態氫化物和最高價氧化物對應的水化物生成鹽的元素一定是氮(NH4NO3)
18.兩種溶液混合生成沉淀和氣體,這兩種溶液的溶質可能是
①Ba(OH)2與(NH4)2SO4或(NH4)2CO3或(NH4)2SO3
②Na2S2O3溶液與強酸 ③強烈雙水解
④可溶性鐵鹽與可溶性碳酸鹽或碳酸氫鹽
19.能使溴水褪色的物質:H2S和SO2及它們的鹽、活潑金屬、不飽和烴、醛、酚、堿
20.兩物質反應先沉淀后溶解的有:CO2與Ca(OH)2或Ba(OH)2、NaOH與鋁鹽、氨水與AgNO3、強酸與偏鋁酸鹽
知識準備:依據特征結構
1.正四面體型分子:CH4、SiH4、CCl4、SiCl4、P4等。
2.直線型分子:乙炔、二氧化碳、二硫化碳等。
3.平面型分子: 苯、乙烯等。
4.含有非極性共價鍵的離子化合物:過氧化鈉(Na2O2)、二硫化亞鐵(FeS2)等。
5.10個電子的離子:O2? 、F?、Ne、Na+、Mg2+、Al3+、NH4+、H3O+、OH?、 NH2?
10個電子的分子:CH4、NH3、H2O、HF
6.18個電子的分子:Ar、F2、SiH4、PH3、H2S、HCl、H2O2、C2H6、CH3OH、CH3NH2、CH3F、 NH2 OH、 NH2?NH2 等; 18個電子的離子:K+、Ca2+、HS?、S2?、Cl?、O22?
7.9個電子的粒子:?OH、?CH3、?NH2、F
方法三、根據特殊反應條件推斷
知識準備:熟悉具有特殊反應條件的反應,多數是重要工業生產反應
1、高溫條件
C+H2O H2+CO,4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2,3Fe+4H2O Fe3O4+4H2,
CaCO3 CaO+CO2,SiO2+CaCO3 CaSiO3+CO2,SiO2+2C Si+2CO↑,SiO2+CaO CaSiO3,C+2H2O CO2+2H2,SiO2+Na2CO3 Na2SiO3+CO2
2、高溫高壓催化劑:N2+3H2 2NH3
3、催化劑、加熱:
4NH3+5O2 4NO+6H2O 2SO2+O2 2SO3 2KClO3 2KCl+3O2
4、放電:N2+O2 2NO 3O2 2O3(放電或電弧)
5、電解
2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑ 2H2O 2H2↑+O2↑
方法四、根據特征轉化關系推斷
知識準備:1、一般思路是找出特別的變化關系,用可能的幾種情況試探,得出合理答案.2、掌握一些特別的連續變化關系
(1)
①
②
③
④
(2)A?
A為弱酸的銨鹽:(NH4)2CO3或NH4HCO3;(NH4)2S或NH4HS;(NH4)2SO3、NH4HSO3
(3)形如 的反應,中學化學里常見的有:
3、注意幾個典型轉化關系
三角轉化:
4、置換反應:(1)金屬→金屬
(2)金屬→非金屬
(3)非金屬→非金屬
(4)非金屬→金屬
5、與堿反應產生氣體
⑴
⑵銨鹽:
6、既能酸反應,又能與堿反應
Al、Al2O3、Al(OH)3、弱酸的酸式鹽(NaHCO3、NaHSO3、NaHS等) 、弱酸的氨鹽[NH4HCO3、(NH4)2CO3、NH4HSO3、 (NH4)2SO3、 (NH4)2S、NH4HS等]、氨基酸等;
7、與酸反應產生氣體
⑴ ⑵
8、與水反應產生氣體
(1)單質 (2)化合物
9、氣體反應特征
(1)蒼白色:H2在Cl2中燃燒;
(2)藍色:CO在空氣中燃燒;
(3)淡藍色:H2S、H2、CH4、CH3CH2OH、S等在空氣中燃燒;
(4)明亮的藍紫色:S在純氧中燃燒; (5)金屬的焰色反應
煙、霧
在空氣中形成白霧的:HCl、HBr、HI、NH3等氣體及濃鹽酸、濃硝酸;
相遇形成白煙或固體的:NH3+HCl、NH3+HBr、NH3+HNO3、H2S+SO2、H2S+Cl2;
燃燒時出現白色煙霧的:(P+Cl2);
燃燒時出現棕黃色煙的:(CuCl2)。
10、受熱分解產生2種或3種氣體的反應:
(1)銨鹽
(2)硝酸鹽
(3)硝酸:4HNO3==2H2O+4NO2↑+O2↑
(4)堿式碳酸銅:Cu(OH)2(CO3)2== CuO + 2CO2↑ + H2O
(5)碳酸氫鹽:2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2;Ca(HCO3)2 CaO+H2O+2CO2
方法五、根據特殊工業生產推斷
知識準備:重要工業生產反應
1、煅燒石灰石
2、煅燒黃鐵礦
3、二氧化硫的催化氧化
4、氨的催化氧化
5、合成氨
6、電解飽和食鹽水
7、工業制鹽酸
8、高爐煉鐵
9、工業制取漂粉精
10、工業制水煤氣
11、硅酸鹽工業
方法六、根據特征數據推斷
知識準備:近兩年計算型推斷題成為高考熱點之一,解這類題時要善于抓住物質轉化時相對分子質量的變化(例CO→CO2,NO → NO2,SO2→SO3轉化時分子中都增加1個氧原子,相對分子質量變化均為16 );放出氣體的體積或生成沉淀的量;化合物中各元素的含量;氣體的相對密度;相對分子質量;離子化合物中離子個數比;反應物之間的物質的量比;電子總數;質子總數等重要數據。
【07-08高考再現】
圖中各物質均由常見元素(原子序數≤20)組成。已知A、B、K為單質,且在常溫下A和K為氣體,B為固體。D為常見的無色液體。I是一種常用的化肥,在其水溶液中滴加AgNO3溶液有不溶于稀HNO3的白色沉淀產生。J是一種實驗室常用的干燥劑。它們的相互轉化關系如圖所示(圖中反應條件未列出)。請回答下列問題:
(1)I的化學式為_____________;J的電子式為__________________。
(2)反應①的化學方程式為______________________________________________。
(3)F的水溶液與氯氣反應的離子方程式_________________________________________。
【解析】D為常見的無色液體,可考慮是H2O,由于B為固體單質,能和水發生反應生成氣體單質K,可知B為活潑金屬,K為H2。I是一種常用的化肥,在其水溶液中滴加AgNO3,有不溶于稀HNO3的白色沉淀產生,說明I中含有氯離子,可考慮是NH4Cl,由此可說明E可能為NH3或HCl,若E為HCl,則A為Cl2,則Cl2和金屬B反應后生成物的金屬氯化物不會和水發生反應,可知E不是HCl,E應為NH3,H為HCl,則A為N2?紤]到H和F反應生成J和水,說明該反應是中和反應,F是堿,J是氯化物,而題中描述J是一種實驗室常用的干燥劑,因此可考慮是CaCl2,由此可推知金屬B為鈣,鈣和氮氣反應后的產物氮化鈣的性質類似于氮化鎂,能在水中發生強烈的水解生成氫氧化鈣和氨氣。
答案:(1)NH4Cl; 。 (2)Ca3N2+6H2O = 3Ca(OH)2+2NH3↑。 (3)2OH-+Cl2 = Cl-+ClO-+H2O。
2.(13分)短周期元素的單質X、Y、Z在通常狀況下均為氣態,并有下列轉化關系(反應條件略去):
已知:a.常見雙原子單質分子中,X分子含共價鍵最多。
b.甲分子含10個電子,乙分子含18個電子。
(1)X的電子式是 。
(2)實驗室可用下圖所示裝置(缺少收集裝置,夾持固定裝置略去)制備并收集甲。
①在圖中方框內繪出用燒瓶收集甲的儀器裝置簡圖。
②試管中的試劑是(填寫化學式)____________________。
③燒杯中溶液由無色變為紅色,其原因是(用電離方程式表示)________________________。
(3)磷在Z中燃燒可生成兩種產物,其中一種產物丁分子中各原子最外層不全是8電子結構,丁的化學式是_________。
(4)n mol丁與n mol丙在一定條件下反應,生成4n mol乙和另一化合物,該化合物蒸氣的密度是相同狀況下氫氣的174倍,其化學式是______________。
【解析】根據常見雙原子單質分子中,X分子含共價鍵最多,可知單質X為N2,因此其分子中存在氮氮三鍵,再根據甲分子含10個電子,乙分子含18個電子,可知單質Y為H2,單質Z為Cl2,離子化合物丙為NH4Cl。
(2)①由于氨氣極易溶于水,通常用排空氣法收集,而考慮到氨氣的密度比空氣小,同時本題中燒瓶需倒置,因此導氣管應“長進短出”。②制備氨氣常采用三種方法,本題中采用“固?固”加熱法制備,因此試管中的試劑常用NH4Cl和Ca(OH)2。③氨氣溶于水顯堿性,因此使得溶液變紅。
(3)磷在氯氣中燃燒產物有PCl3和PCl5,其中PCl3分子中各原子最外層全是8電子結構,PCl5分子中的磷原子周圍已超過8個電子,因此丁的化學為PCl5。
(4)根據題意可知反應的化學方程式可表示為:PCl5+NH4Cl = 4HCl+x(另一化合物),根據質量定恒守恒和另一化合物的相對分子質量348可得x等于1/3,化合物的化學式為P3N3Cl6。
答案:(1) 。 (2)① 。
②NH4Cl、Ca(OH)2(合理答案均給分)。③NH3?H2O NH4+ +OH-。
(3)PCl5。 (4)P3N3Cl6。
3.下圖是無機物A~M在一定條件下的轉化關系(部分產物及反應條件未列出)。其中,I是由第三周期元素組成的單質中熔點最高的金屬,K是一種紅棕色氣體。
請填寫下列空白:
(1)在周期表中,組成單質G的元素位于第______周期第______族。
(2)在反應⑦中氧化劑與還原劑的物質的量之比為________。
(3)在反應②、③、⑥、⑨中,既屬于化合反應又能屬于非氧化還原反應的是________(填寫序號)。
(4)反應④的離子方程式是:_________________________________________。
(5)將化合物D與KNO3、KOH共融,可制得一種“綠色”環保高效凈水劑K2FeO4(高鐵酸鉀),同時還生成KNO2和H2O。該反應的化學方程式是:_______________________________________。
【解析】本題的突破點是“I是由第三周期元素組成的單質中熔點最高的金屬”和“K是一種紅棕色氣體”,可先確定I為Al,K為NO2; 第一條線索由反應①入手可知:A是SO2、B是SO3、C是H2SO4,D是Fe2O3,反應⑦為鋁熱反應,則產物G是Fe。第二條線索是由K 是NO2入手,推出L是NO,J為HNO3,M是Fe和HNO3反應得到的產物,可能是Fe(NO3)3或Fe(NO3)2,而根據M與C溶液反應可生成NO氣體,可斷定發生了氧化還原反應,故M只能為Fe(NO3)2溶液;第三條線索是Fe(NO3)2(M)與H2SO4(C)反應得F為Fe(NO3)3,E為Fe(OH)3,到此框圖中的物質全部推出。
答案:(1)四(或4);Ⅷ。
(2)1:2。
(3)③。
(4)3Fe2++NO3- +4H+ = 3Fe3++NO↑+2H2O。
(5)Fe2O3+3KNO3+4KOH 2K2FeO4+3KNO2+2H2O。
4.常狀況下,X、Y和Z是三種氣態單質。X的組成元素是第三周期原子半徑最小的元素(稀有氣體元素除外);Y和Z均由元素R組成,反應Y+2I-+2H+ I2+Z+H2O常作為Y的臨定反應。
(1)Y與Z的關系是(選填字母)_______。
a.同位素 b.同系物 c.同素異形體 d.同分異構體
(2)將Y和二氧化硫分別通入品紅溶液,都能使品紅褪色。簡述用褪色的溶液區別二者的實驗方法____________________。
(3)舉出實例說明X的氧化性比硫單質的氧化性強(用化學方程式表示)。
________________________________________________________________________。
(4)氣體(CN)2與X化學性質相似,也能與H2反應生成HCN(其水溶液是一種酸)。
①HCN分子中含有4個共價鍵,其結構式是___________________________________。
②KCN溶液顯堿性,原因是(用離子方程式表示)_____________________________。
(5)加熱條件下,足量的Z與某金屬M的鹽MCR3(C為碳原素)完全反應生成CR2和MmRn(m、n均為正整數)。若CR2質量為 1g,MmRn質量為 2g,M的相對原子質量為a,則MmRn中m:n=_____________(用含 和a的代數式表示)。
【解析】本題主要考查利用元素周期表確定元素和元素組成物質的性質。本題屬于推斷題,考查了元素周期表的知識,要求熟練掌握元素周期表的知識,同時,對常見元素化合物的知識要熟練掌握,在此基礎上,根據題目大膽猜測,仔細驗證,即能得出正確答案。X的組成元素是第三周期原子半徑最小的元素,為:Cl2,根據反應式:Y+2I-+2H+=I2+Z+H2O,可知Y中必含有“O”,其為氣體單質,只能是O3,故Z是O2,據此可知Y和Z是同素異形體;O3的漂白是利用其強氧化性,是不可逆的,而SO2的漂白具有可逆性,受熱能恢復原色,故可以加熱區分;證明Cl2比S的氧化性強,可以從其單質的置換,氧化變價金屬呈現的價態不同等多方面體現;HCN的結構簡式為:H-C≡N,KCN溶液呈堿性,是由于其中的CN-水解的緣故;足量的Z與鹽完全反應生成CR2和MmRn,根據原子守恒,可知R為O,據此反應式可寫為:
O2+MCO3= CO2+1/mMmRn
w1 w2
44 1/m(am+16n),列比例式整理得:m:n=16
答案: (1)c
(2)加熱褪色后的溶液,若溶液恢復紅色,則原通入氣體為SO2;若溶液不變紅,則原通入氣體是O3
(3)2Fe+3Cl2 2FeCl3 Fe+S FeS(其他合理答案均給分)
(4)①H-C=N ②CN-+H2O HCN+OH-
(5)16
5. V、W、X、Y、Z是由周期表中1~20號部分元素組成的5倍化合物,其中V、W、X、Z均為兩種元素組成,上述5種化合物涉及的所有元素的原子序數之和等于35。它們之間的反應關系如下圖:
(1)5種化合物分別是V 、W 、X 、Y 、Z :(填化學式)
(2)由上述5種化合物中2種化合物反應可生成一種新化合物,它包含了5種化合物中的所有元素,生成該化合物的化學方程式是 :
(3)V的電子式是 。
【解析】抓住信息Z與氧氣反應生成水,即Z一定含有H元素;X為無色無味氣體,且有兩種元素組成,說明X為一種氧化物,無色無味可推測X為碳的氧化物,由此推測Z是碳氫化合物,X二氧化碳(注最好限制,否則填寫一氧化碳也合理)。V由兩種元素組成的化合物,根據V +H2O-Y +Z (含C和H),說明V中含有碳和另一種元素,根據上述轉化關系,可以確定五種化合物所涉及的元素只有四種,其中有C、H、O三種元素,根據原子序數之和等于35,可以確定另一種元素為鈣。由于v只有兩種元素,這樣就可以可以確定V是CaC2 、由此推測Y是Ca(OH)2 、Z是C2H2。W只有兩種元素,且W與水反應生成Ca(OH)2,根據質量守恒定律可以確定W是CaO。
答案:(1)CaC2 CaO CO2 Ca(OH)2 C2H2
(2)Ca(OH)2+2CO2= Ca(HCO3)2,
(3)Ca2+ C C
6.下圖表示某固態單質A及其化合物之間的轉化關系(某些產物和反應條件已略去);衔顱在常溫常壓下為氣體,B和C的相對分子質量之比為4:5,化合物D是重要的工業原料。
(1)寫出A在加熱條件下與H2反應的化學方程式
____________________________________________________________
(2)寫出E與A的氫化物反應生成A的化學方程式___________________________
(3)寫出一個由D生成B的化學方程式____________________________________;
(4)將5mL0.10mol?L-1的E溶液與10mL0.10 mol?L-1的NaOH溶液混合。
①寫出反應的離子方程式__________________________________________;
②反應后溶液的pH ______7(填“大于”、“小于”或“等于”),理由是________;
③加熱反應后的溶液,其pH________(填“增大”、“不變”或“減小”),理由是________________________________。
【解析】固態單質A能與空氣中的氧氣反應生成氣體物質B,則A可能為C或S等,假定為S,則B為SO2,C為SO3,它們的相對分子質量為64∶80=4∶5,恰好與題意相符(同時也證明A不是C),則D為H2SO4,它是一種重要的工業原料,與題意也相符,進一步證明A為S。E為H2SO3。
答案:(1)H2+S H2S(寫成可逆反應也正確)。
(2)H2SO3 + 2H2S=3S + 3H2O。
(3)C+2H2SO4(濃) CO2 ↑+2SO2 ↑+2H2O或Cu+ 2H2SO4(濃) CuSO4 +SO2 ↑+ 2H2O等。
(4)①H2SO3 +2OH? = SO32? + 2H2O。
②大于;Na2SO3溶液中SO32-發生水解使溶液顯堿性。
③增大;升高溫度促進Na2SO3溶液的水解。
7.由Fe2O3、Fe、CuO、C、Al中的幾種物質組成的混合粉末,取樣進行下列實驗(部分產物略去):
(1)取少量溶液X,加入過量的NaOH溶液,有沉淀生成。取上層清液,通入CO2,無明顯變化,說明樣品中不含有的物質是(填化學式)________________。
(2)Z為一種或兩種氣體:
①若Z只為一種氣體,試劑a為飽和NaHCO3溶液,則反應Ⅰ中能同時生成兩種氣體的化學方程式是______________________________。
②若Z為兩種氣體的混合物,試劑a為適量的水,則Z中兩種氣體的化學式是________________。
(3)向Y中通入過量的Cl2,并不斷攪拌,充分反應后,溶液中的陽離子是(填寫離子符號)________________。
(4)取Y中的溶液,調節pH約為7,加入淀粉KI和H2O2,溶液呈藍色并有紅褐色沉淀生成。當消耗2molI-時,共轉移3mol電子,該反應的離子方程式是_________________________________。
(5)另取原樣品,加入足量稀硫酸充分反應,若溶液中一定不會產生Y中的紅色固體,則原樣品中所有可能存在的物質組合是(各組合中物質用化學式表示)__________________________。
【解析】根據題給物質,包括Fe2O3,Fe,CuO,C,Al,根據(1)中現象,可知不含Al,Y為亞鐵鹽溶液,固體為Cu和Fe;Z為一種氣體時,濃酸為硫酸,其:C+2H2SO4(濃) CO2↑+2SO2↑+2H2O,通過碳酸氫鈉后,氣體只有CO2, 若是兩種氣體時,濃酸為硝酸,C+4HNO3=CO2↑+4NO2↑+2H2O,通過水后,氣體為CO2和NO;向Y中通入過量氯氣,生成的FeCl3逐漸與鐵粉和銅粉反應生成CuCl2和FeCl3,溶液陽離子為Cu2+,Fe3+和H+;氯化亞鐵溶液中加淀粉碘化鉀和H2O2時,其反應為:2Fe2++3H2O2+4I-=2Fe(OH)3↓+2I2;原樣品中加足量稀硫酸,Y溶液中不出現紅色固體,則原樣品中不存在鐵和鋁,故其可能組合為:CuO和C或CuO、C和Fe2O3。
【答案】
【模擬組合】
1.有一種白色粉末由等質量的兩種物質混合而成,分別取適量該白色粉末置于三支試管中進行實驗。
(1)逐滴加入6mol?L-1鹽酸,同時不斷振蕩試管,有氣泡產生,反應結束后得到無色透明溶液
(2)加熱試管中的白色粉末,試管口有水滴凝結
(3)逐滴加入6mol?L-1硫酸,同時不斷振蕩試管,有氣泡產生,反應結束后試管中還有白色不溶物
下列混合物中符合以上實驗現象的是( )
A.NaHCO3、AgNO3 B.BaCl2、MgCO3
C.NH4HCO3、MgCl2 D.CaCl2?6H2O、Na2CO3
【解析】根據實驗(1)可排除A組。根據實驗(2)可排除B組。根據(3)分析C和D組,只有D組中的氯化鈣可以跟硫酸反應留下的白色不溶物硫酸鈣(硫酸鈣微溶)。所以選D。
要注意,作為選擇型推斷題,也可以從選擇項入手進行驗證,逐項判斷跟題干中各個條件是否吻合。
答案:D。
2. A、B、C是三種短周期元素的單質,甲、乙是兩種常見的化合物。這些化合物和單質之間存在如下圖所示的關系。
據此判斷:
(1)在甲、乙兩種化合物中,不含有組成A元素的化合物是_________,不含組成B元素的化合物是_______________(用“甲”、“乙”填寫)。
(2)單質A是_____________(填“金屬”、“非金屬”或“既可以是金屬又可以是非金屬”)。
(3)若單質A是___________,則單質B、C分別是______________;若單質A是________,則單B、C分別是_____________;若單質A是___________,則單質B、C分別是________________。
【解析】(1)從圖中可發現下列反應關系:“單質B+單質C→化合物甲”,故甲中不含A元素;“單質A+單質C→化合物乙”,故乙中不含有B元素。
(2)從圖示信息進行轉換,可提煉出“單質A+ 化合物甲→單質B+化合物乙”該反應屬置換反應。置換反應有如下幾種情況:
第一種情況:金屬單質置換出金屬單質。結合鋁熱反應可獲得下列各種可能:(a)A為鋁、B為鐵、C為氧氣等(鋁與金屬氧化物如四氧化三鐵、三氧化二鐵、氧化銅、二氧化錳、五氧化二釩等多種氧化物進行的反應,因而可得出多組答案。但由于題中限定了是短周期元素,可排除這些可能性)。
第二種情況:非金屬單質置換出非金屬單質。結合一些反應實例可獲得答案(b)A、B、C依次為(下同)Cl2、S、H2;(c)O2、S、H2;(d)F2、O2、H2。(還可進一步分析:反應中單質表現了何種性質?總結出:氧化性A>B。)這樣,就可進而獲得更多答案(e)Cl2、Br2、H2;(f)Cl2、I2、H2;(g)Br2、I2、H2;(h)I2、S、H2;(I)C、H2、O2(制水煤氣);(j)C、Si、O2(工業上制硅);(k)Br2、S、H2;(l)Cl2、N2、H2;(m)Si、H2、F2。
第三種情況:金屬單質置換出非金屬單質。(n)4)Mg、C、O2。
第四種情況:非金屬單質置換出金屬單質。(o)H2、Cu、O2;(p)H2、Fe、O2;(q)C、Cu、O2(由于鐵、銅等不是短周期元素,所以不合題意)。
答案:(1)甲;乙。(2)單質A可以是金屬也可以是非金屬。
(3)可以有多組答案(見思路精析)。
3.閱讀下列信息:
Ⅰ.表中①~⑥為短周期元素及相應氫化物沸點的數據:
元素性質元素編號
①②③④⑤⑥
氫化物的沸點(℃)-60.7-33.4100-87.719.54-84.9
最高化合價+6+5+5+7
最低化合價-2-3-2-3-1-1
A、B、Y均為上表中的元素。
Ⅱ.X是一種歷史悠久,應用廣泛的金屬元素。
Ⅲ.X與Y可形成化合物XY、XY2,二者可用于接觸法制備強酸甲;
Ⅳ.A與B可形成化合物AB、AB2,二者可用于制備強酸乙。
請回答:
(1)寫出一個表中所含電子數不同的兩種氫化物之間的反應方程式 。
(2)元素①氫化物的沸點低于元素③氫化物的沸點原因是 。
(3)下列有關強酸甲、乙說法正確的是 。
a.二者的濃溶液在常溫時均可用鐵或鋁制成的容器貯運
b.二者的濃溶液在敞口容器中放置,質量都會變化
c.工業生產強酸甲、乙時,都是用水來吸收相應的氧化物
d.二者的稀溶液均是強氧化劑
(4)工業生產強酸甲時可用濃氨水處理尾氣,并獲得某種正鹽,其化學方程式為 。
(5)寫出工業生產強酸乙的過程中獲得AB的化學方程式: 。
【解析】據題意,X是一種歷史悠久,應用廣泛的金屬元素,即Fe;X與Y可形成化合物XY、XY2,二者可用接觸法制強酸甲,即Y是S,甲是硫酸;A與B可形成化合物AB、AB2,二者可用于制備強酸乙,即A是N,B是O,乙是硝酸。分析表中數據,可知①是S,②是N,③是O,④是P,⑤是F,⑥是Cl;其他結果可推得。
【答案】(1)NH3+HCl= NH4Cl或PH3+HF= PH4F或NH3+H2S= NH4HS 或2NH3+H2S= (NH4)2HS
(2)H2O中存在氫鍵
(3)a b
(4)2NH3?H2O+SO2 =(NH4)2SO3+H2O
(5)4NH3+5O2 4NO+6H2O
4.物質A~E的轉化關系如圖所示:
已知氣體單質D能使帶火星的木條復燃,反應①是實驗室制單質D的常用方法之一,反應②是實驗室制黃綠色氣體E的重要反應,(部分生成物未列出)。
依據上述信息,回答下列問題:
(1)A的化學式 。
(2)從氯元素化合價的變化看,以上寫出反應②③④⑤四種方法的共同點是 。
(3)寫出反應④的化學方程式 。
(4)利用反應③④⑤的變化,不寫化學方程式比較A、C、D的氧化性由大到小的順序 。
【解析】本題以氧氣、氯氣的實驗室制備為素材,注意兩者制備方法均為氧化還原反應,二者都以高錳酸鉀為反應物,這是解題的突破口。很顯然,黃綠色氣體單質為氯氣,單質D為氧氣,A為高錳酸鉀?驁D的終點物質為氯氣,都是和鹽酸反應,所以,②③④⑤四個反應的共同點為用不同的氧化劑均將濃鹽酸氧化為氯氣,氯元素的化合價由-1價升高到0價。根據③④⑤三個反應中反應條件的差異(常溫反應、加熱、加熱催化劑),得出A、C、D的氧化性由大到小的順序為KMnO4>MnO2>O2。
【答案】(1)KMnO4
(2)氯元素的化合價由-1價升高到0價
(3)4HCl+O2 2Cl2+2H2O
(4)KMnO4>MnO2>O2
5.下圖表示各物質之間的轉化關系,其中D、E、N為單質。⑤為工業生產中常見反應,O是一種具有漂白作用的鹽,P易潮解,I常溫下為液態化合物,L是一種直線型的非極性氣體分子。
試回答下列有關問題:
⑴M的化學式 ,L的結構簡式 。
⑵b g的A物質與m gSiO2在高溫煅燒后,能得到 mol C(用含b或m的表達式表示)
⑶反應①的化學方程式是____________________________________________。
⑷反應⑤的化學方程式是 。
(5)寫出電解溶液K的陰極電極反應方程式是 。
【解析】本題一個看是比較容易,但是做起來比較難的。難點設計在三個方面:“題眼”設計比較隱蔽、問答中含有技巧性計算、電極反應考查了電解質的影響。即使推斷出來了物質也難得到高分。O是一種具有漂白作用的鹽,P易潮解,推測⑤是制取漂 *** 的反應,則O是Ca(ClO)2,P是CaCl2,所以N是Cl2,M是Ca(OH)2,I是水,看反應③,G和水反應生成Ca(OH)2和一種直線型的非極性分子,聯想到實驗室制取乙炔的反應,所以G是CaC2,L是C2H2,根據A高溫煅燒,可知C是CO2,和Ca(OH)2反應生成了A,A是CaCO3,煅燒后得到B是CaO,C是CO2,滿足題意,D和E是單質,反應②是CO2參加的置換反應,于是可知是Mg和CO2反應生成了MgO和C,E是碳,F是氧化鎂,氧化鎂和鹽酸反應生成了MgCl2和水,MgCl2電解得到Cl2,滿足前面的推測;對于反應①是CaO和C反應生成CaC2,則副產物H是CO,方程式是:CaO+3C=CaC2+CO。
(2)此問可以不要考慮過量問題,雖然b和m的關系沒有給出,但是生成的CO2的量僅和CaCO3有關,利用碳的守恒,CO2的物質的量即為CaCO3的物質的量為b/100mol。
(3)反應①是CaO和C的反應,生成CaC2和CO,方程式是:CaO+3C CaC2+CO。
(4)反應⑤制取漂 *** 的反應,方程式為:2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。
(5)電解MgCl2溶液,陰極是陽離子H+放電,陽極是Cl-放電,陽極的電極反應式為:2Cl--2e-=Cl2↑,陰極區域留下了大量的OH-,和溶液中的Mg2+反應生成沉淀,總方程式是:MgCl2+2H2O=Mg(OH)2↓+H2↑+Cl2↑,總方程式減去陽極反應式即為陰極反應式:Mg2++2H2O+2e-=Mg(OH)2↓+H2↑。
【答案】(1)Ca(OH)2 ;HC≡CH
(2)b/100
(3)CaO+3C CaC2+CO↑
(4)2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
(5)Mg2++2H2O+2e-=Mg(OH)2↓+H2↑
6.下圖由短周期元素形成的物質之間的轉化關系,其中A、D、L為單質,其他為化合物。其中化合物I、J、K中含有兩種相同的元素,G和I的反應⑤是一種重要化工生產中的主要反應之一。B常溫下為液態化合物,F是一種直線型的非極性氣體分子。
試回答下列有關問題:
(1)以上7個化學反應屬于氧化還原反應且氧化劑與還原劑是同一物質的是 (用編號①→⑦填寫)
(2)在G、J、H中含有相同的元素是______________;
(3)J的水溶液和F (填寫“能”或“否”)發生反應,其理由是 。
(4)反應⑤的化學方程式是 。
(5)寫出電解溶液H的陰極電極反應方程式是 。
【解析】此題沒有明顯的突破口,需綜合分析題給條件。本題可以采用試探法。當通過題中文字說明和框圖中的變化無法找到相應物質時,此時,可通過題中規律,將中學化學中的常見物質代入試探,如發現試探的物質不符合時,再代入其它物質,直至獲得結果。G能與鹽酸反應生成H+B+F,說明G為一種的弱酸的含氧鹽。結合由B常溫下為液態化合物,推出B為是水。J與鹽酸反應生成H+K,則J可能是一種不易分解的弱酸的鹽。再綜合考慮G和I的反應是在高溫下進行的一種重要的化工生產中的主要反應,可聯想玻璃工業(SiO2+Na2CO3 Na2SiO3+CO2↑和SiO2+CaCO3 CaSiO3+CO2↑)。由短周期元素組成物質,可知G:Na2CO3 、I:SiO2 、J:Na2SiO3、F:CO2、K:H2SiO3或H3SiO4、H:NaCl。G:Na2CO3是CO2和NaOH反應生成,A是Na。逆推反應③,得到E是Na2O2,D是O2,滿足題意,E和D是單質。 (5)電解NaCl溶液,陰極是陽離子H+放電,陽極是Cl-放電,陽極的電極反應式為:2Cl--2e-=Cl2↑,陰極區域留下了大量的OH-,總方程式是:2NaCl+2H2O NaOH+H2↑+Cl2↑,總方程式減去陽極反應式即為陰極反應式:2H2O+2e-=2OH-+H2↑。
【答案】(1)③ (2)Na (3)能,較強酸制較弱的酸
(4) SiO2+Na2CO3 Na2SiO3+CO2↑ (5) 2H2O+2e-=2OH-+H2↑
7.A、B、C、D、E、F六種中學化學中常見的物質,有轉化關系(見下圖):
(1)若A、C、E皆為氧化物,且E為有毒氣體,B、D、F皆為非金屬單質,且D為氣體。則A的結構簡式為 ,單質F的晶體類型為 ,1molC中含有 個共價鍵。
(2)若A、C、E皆為氫化物,三者皆為極性分子,其中C的相對分子質量最。籇、E、F皆為氧化物, 其中D、F為有毒氣體。則
①A、C、E沸點由高到低的順序為 ,(填化學式);A、C、E三種氣態氫化物穩定性最強的是 (填化學式)
②B跟C反應生成E和F的化學方程式為 。
③A跟D常溫下反應可生成一種單質,化學方程式為 。
【解析】(1)① A、C、E皆為氧化物,且E為有毒氣體。常見的氧化物中有毒氣體有:CO、NO、NO2、SO2;
② A、C、E皆為氧化物, B、D、F皆為非金屬單質。說明A與B,B與C發生的都是發生在氧化物之間的置換反應。 通過置換反應不可能生成NO、NO2、SO2,這樣就可以確定E為CO,能生成CO的單質B為碳。再從碳能發生的置換反應:C+H2O=CO+ H2和2C+SiO2=Si+2CO就不難推出A??F這六種物質了。
(2)最先確定的是E,E既是氫化物,又是氧化物,E肯定為H2O,B為O2。下面的入手點是氣態氫化物,常見的氣態氫化物除H2O外還有:CH4、NH3、HF、SiH4、PH3、H2S、HCl,通過三者皆為極性分子,先排除非極性分子CH4、SiH4,再根據不能被氧化排除了HF、HCl,再根據不常見排除PH3,就可知A、C為H2S和NH3,最后根據C的相對分子質量最小,確定A為H2S,C為NH3。而NH3生成的氧化物NO有毒,H2S生成的氧化物SO2有毒。符合題意,A??F就可以推出了。
[答案](1)H-O-H,原子晶體,4NA。(2)①H2O>NH3>H2S,H2O;②4NH3 + 5O2 4NO +6 H2O,
③SO2 + 2H2S=2H2O + 3S↓。
8.A~I的物質轉化關系如圖所示:
已知:①A、B、I為常見的單質,其它的為化合物。
②化合物C、D、E由相同元素組成的化合物且M(E)=2M(D)。
③H為三大強酸之一。
④G的溶液顯藍色。
根據以上信息回答下列問題:
(1)寫出A的電子式 。
(2)寫出反應④的化學反應方程式并用雙線橋表示電子轉移的方向和數目。
(3)假設C和D的物質的量之比恰好為1:1,則兩者的混合物相當于一種酸酐。寫出由燒堿溶液吸收這種酸酐的化學方程式 。
(4)寫出反應⑤的離子反應方程式 ,氧化劑與還原劑的物質的量之比為 。
【解析】H為三大強酸之一,鹽酸、硫酸和硝酸,能與單質反應生成藍色溶液,單質I為Cu,排除鹽酸。根據E、D式量之間關系,顯然是二氧化氮與四氧化氮之間的偶合反應,H為硝酸。框圖中其他物質迎刃而解。NO、NO21:1相當于N2O3,被NaOH吸收N2O3+2NaOH=2NaNO2+H2O。
答案:(1)
(2)
(3)N2O3+2NaOH=2NaNO2+H2O(或NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O)
(4)3Cu+8H++2NO3?=3Cu2++2NO↑+4H2O 2:3
9.下圖A、B、C、D四線表示常見單質M(金屬或非金屬)與氯氣在點燃條件下進行化合反應的物質的量之間關系:
(1)以上四線僅能表示非金屬單質與氯氣反應的是 線(填“A或B或C或D),理由是 。
(2)寫出符合B線現行教材中常見的非金屬單質與氯氣的反應: 。
(3)寫出符合C線現行教材中常見的非金屬單質與氯氣的反應: 。
(4)若將另一種鹵素單質代替氯氣發現由C線變成B線且條件變為加熱,請寫出該單質與另一種鹵素單質的化學反應為 。
【解析】本題考查了根據單質與氯氣反應的物質的量的關系確定單質的種類。A線反應方程式為:2M+Cl2=2MCl;B線反應方程式為:M+Cl2=MCl2或者M2+Cl2==2MCl;C線反應方程式為::2M+3Cl2==2MCl3;D線反應方程式為2M+5Cl2=2MCl5,所以A、B、C、D產物中元素化合價分別為+1、+2或+1、+3、+5,金屬元素化合價通常為+1、+2、+3,直線D中M化合價為+5價,一定是非金屬。寫方程式注意根據化合價進行選擇。根據鹵族元素氧化性的遞變規律,C線變成B線,元素化合價發生變化,M為變價元素,常見為鐵。
答案: (1)D;金屬常見的化合價≤3,D線中的M化合價為+5價
(2)H2+Cl2 2HCl
(3)2P+3Cl2 2PCl3
(4)Fe+I2 FeI2
10.物質之間的轉化關系如下圖,其中A、D、E、F、H為常見的單質,其余的為化合物,且單質E和單質F在點燃或加熱的條件下生成淡黃色的固體,B常溫下為液態化合物。
試回答下列有關問題:
(1)A在元素周期表的位置 周期 族
(2)以上7個化學反應屬于非氧化還原反應的是 (用編號①→⑦填寫)
(3)寫出反應②的化學方程式: ;
(4)寫出引發反應④的實驗操作
寫出該反應一種重要的工業用途 。
【解析】此題明顯的突破口單質E和單質F在點燃或加熱的條件下生成淡黃色的固體,馬上知道是Na202,說明E、F一定為Na 和O2。結合反應②條件是高溫,馬上就推出,E是O2,F是Na(Na活潑不需要高溫)。結合由B常溫下為液態化合物,推出B為是水,D為H2,G為NaOH。反應⑤與NaOH反應產生氫氣的單質中學階段只有Al和Si,結合⑥電解推出H為Al,J為Al2O3。由反應②高溫條件下產生氫氣體的單質有Fe和C,結合反④高溫條件得到Al2O3,那只有A是Fe。驗證反應⑦符合條件。
答案:(1) 四 Ⅷ
(2) ⑦
(3) 3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2
(4) 加少量KClO3,插上鎂條并將其點燃,焊接鋼軌(制高熔點金屬)(其他合理答案也給分)
11.如圖所示:A、B、C、D為中學化學常見單質或化合物,下述反應均源于現行中學化學教材,按要求填空。
⑴ 若A為黑色單質,C為無色有刺激性氣味的氣體,則反應的方程式為 。
⑵若A為紅色單質,該反應在常溫下劇烈發生,則反應中氧化劑與還原劑物質的量之比為 。
⑶ 若A為黑色粉末,C為氣態單質,產生1molC被氧化B的物質的量為 。
寫出反應離子方程式____________________。
⑷ 若A為白色乳狀物,溶解度隨溫度升高而降低,則該反應在工業上可用于制備 。
【解析】(1)A是黑色單質,是單質碳,碳一般與強氧化性酸反應,A與B反應產生無色有刺激性氣味的氣體C,此外還生成水,所以生成的氣體C是SO2,B是濃H2SO4,D是CO2。
(2)A為紅色金屬單質,則A是單質銅,反應在常溫下劇烈發生,所以是濃硝酸與銅的反應,而不是濃硫酸,濃硫酸需要加熱。反應方程式為:Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,氧化劑是硝酸,還原劑是銅,4mol硝酸參加反應,有2mol被還原成NO2,則反應中氧化劑與還原劑物質的量之比為2:1。
(3)黑色粉末A能夠與B反應得到氣體,聯想到實驗室制取氯氣的反應,可知A是MnO2,B是濃鹽酸,C是氯氣,D是MnCl2。反應方程式是:MnO2+4HCl(濃) MnCl2+Cl2↑+2H2O,產生1mol氯氣被氧化的鹽酸是2mol。
(4)A為白色乳狀物,溶解度隨溫度升高而降低,則A是Ca(OH)2,工業上用來制備漂 *** ,制備原理是:2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。
答案:⑴C+2H2SO4 CO2↑+2SO2↑+2H2O
(2)2:1
(3)2mol MnO2+4H++2Cl- Mn2++Cl2↑+2H2O
(4)漂 *** (漂粉精)
12.有常見A、B、C三種短周期元素,它們的原子序數逐漸增大,B元素原子最外層電子數是C元素原子最外層電子數的一半,A元素最外層電子數比B多一個。甲、乙、丙是3種含氧酸的鈉鹽,甲中含B元素,乙中含C元素,丙中含A元素,甲、丙溶液pH>7,乙溶液pH<7;丁為氣體,戊為淡黃色固體。甲、乙、丙、丁、戊、己、庚七種物質之間的相互反應關系如圖:
(1)畫出C元素核外電子排布式____________,
(2)用有關電離方程式或離子方程式解釋:
乙溶液呈酸性的原因 ;
丙溶液呈堿性的原因 ;
(3)寫出有關反應①③的離子方程式:
① ;
③ 。
【解析】據題意, B元素原子最外層電子數是C元素原子最外層電子數的一半,可知C的最外層電子數為偶數,乙是含氧酸的鈉鹽且其中含C元素,可推測其為:C、Si、S其中的一種,乙溶液pH<7,其必為NaHSO4,可知C為S,B原子的最外層電子數為3,A的最外層電子數為4,根據三者的原子序數大小,可知A為C,B為Al。甲中含B元素,為Na AlO2,丙中含A元素,為Na2CO3或NaHCO3,和NaHSO4反應生成CO2氣體(。,故丙為:Na2CO3,兩者的PH>7,符合要求; 丁與戊反應,且其為淡黃色固體,即過氧化鈉,其他結果可推得。
答案:(1)
(2)NaHSO4=Na++H++SO42-
CO32-+H2O OH-+HCO3-
(3)AlO2-+4H+=Al3++2H2O
HCO3-+ AlO2- + H2O = CO32-+ Al(OH)3↓
13.下面是有關物質的轉化關系圖(有些物質己省略),其中A為單質,E在常溫下為液體,D是一種含氧的化合物,請回答相關問題。
(1)若C的式量為78,則對C的結構、性質推斷中不正確的是_____
A.久置于空氣中會變成白色
B.具有強的氧化性
C.晶體存在離子鍵與非極性鍵
D.與濕潤的紫色石蕊試紙接觸時,只能使試紙變藍色
(2)A的原子結構簡圖______________,H的電子式___________,E的結構式_________
(3)若C也是含氧化合物且氧為18O時,寫出C與D反應的方程式___________________,另一產物(D以外)的摩爾質量為______。
(4)當A量較少時,I不可能是____________
A.H2O B.NaCl(aq) C.NaOH(aq) D.CuCl2
(5)若沒有E在常溫下為無色液體的限制,則E、I還可分別是_________、_________(填物質名稱)
【解析】單質A能與同一物質F連續發生兩次反應,這樣的單質常見的有C、S、N2(此時F為O2)或A為P而F為Cl2,結合C的式量值可初步確定A為鈉、C為Na2O2、B為Na2O、D為CO2、G為Na2CO3、H是NaOH,此時I不可能是CuCl2。Na2O2在空氣中會與CO2反應最終轉化為Na2CO3白色固體,晶體中存在鈉氧離子鍵與“O-O”共價鍵,其中的氧元素為-1價,具有強的氧化性,能漂白包括酸堿指示劑在內的許多有色物質;也能表現出一定的還原性;與水或CO2反應是一個自身氧化還原反應。當E為鹽酸或SO3、I為氯氣或硫酸時也能實現上述變化。
答案: (1) D
(2) 、 H-O-H或
(3)2Na218O2+2CO2=2Na2CO2?18O+ 18O2、36g/mol,
(4)D
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