3无机框图推断图像计算题.docx
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3无机框图推断图像计算题
高一化学竞赛——艰苦卓绝玉汝于成
第三章无机框图推断图像计算
一、无机推断的突破口
(1)特殊结构。
①具有正四面体结构的有甲烷等。
②不含金属元素的离子化合物为铵盐。
③原子个数比为1∶1的化合物可能为H2O2、Na2O2等。
(2)特殊的物理性质(颜色、状态、气味)。
①焰色反应:
②有色气体:
③有色固体:
④有色液体或溶液:
⑤有刺激性气味的无色气体:
(3)特征反应。
①同一元素的气态氢化物和气态氧化物反应,生成该元素的单质和水,该元素可能是硫或氮。
②同一元素的气态氢化物和最高价氧化物对应的水化物发生化合反应,生成盐的元素一定是氮。
③既能与酸反应,又能与碱反应的物质可能是Al、Al2O3、Al(OH)3、弱酸的铵盐、弱酸的酸式盐等。
④既能与强酸反应放出气体,又能与强碱反应放出气体的常见物质有铝、弱酸的铵盐(如碳酸铵、碳酸氢铵、亚硫酸铵、硫化铵等)。
⑤与水接触放出气体的常见物质有Li、Na、K、Na2O2等。
⑥A物质加到B物质中,先生成沉淀,后沉淀又溶解,A、B可能分别是CO2与Ca(OH)2、NaOH与铝盐、盐酸与NaAlO2。
⑦与工业生产有关的反应:
a.工业制漂白粉;b.工业合成氨;c.氨的催化氧化;d.氯碱工业;e.电解法冶炼金属镁、铝;f.工业制粗硅;g.煅烧石灰石。
(4)特殊的实验现象。
①H2在Cl2中燃烧呈苍白色火焰。
②使酚酞溶液变红色的气体是氨气。
③在空气中迅速由无色变为红棕色的气体是NO。
④Cl2通入含Br-的溶液中,会出现橙色,加入有机溶剂,在有机溶剂层出现橙红色;Cl2通入含有I-的溶液中,会出现深黄色,加入有机溶剂,在有机溶剂层出现紫红色。
⑤遇SCN-显红色或遇OH-生成红褐色沉淀的离子是Fe3+。
⑥遇BaCl2溶液生成不溶于稀HNO3的白色沉淀,则溶液中可能含有Ag+或SO
或SO
。
⑦遇盐酸生成白色沉淀,则溶液中可能含有Ag+或SiO
。
⑧使品红溶液褪色的气体可能是Cl2或SO2,但将褪色后的液体加热又复原的是SO2。
⑨碘遇淀粉显蓝色。
⑩实验现象为:
白色沉淀―→灰绿色―→红褐色的转化一定是:
Fe(OH)2―→Fe(OH)3。
(5)特殊反应条件。
①高温:
石灰石分解、CO还原Fe2O3、制取水煤气、铝热反应、SiO2与Na2CO3或CaCO3反应;②高温、高压、催化剂:
合成氨;③放电:
N2与O2反应、O2转化为O3。
(6)化学常识。
①地壳中含量最多的金属元素是铝;非金属元素是氧,其次是硅;组成化合物种类最多的元素是碳;②天然存在最硬的物质是金刚石,熔点最高的物质是石墨;③最简单的有机物是甲烷;相对分子质量最小的氧化物是水;相对原子质量最小的原子是氢;④通常情况下呈液态的金属是汞;⑤日常生活中应用最广泛的金属是铁。
(7)常见的非金属单质及其化合物的转化关系。
①直线型转化关系:
非金属单质
酸性氧化物
酸
盐如:
C
CO2
H2CO3
Na2CO3
S
SO2
H2SO3
Na2SO3;P
P2O5
H3PO4
Na3PO4
②交叉型转化关系:
如:
③连续氧化关系:
A
B
C如:
S
SO2
SO3;N2
NO
NO2
NH3
NO
NO2;H2S
SO2
SO3;C
CO
CO2
④不能完成的“一步转化”在单质、氧化物、酸(或碱)的转化关系中,不能一步完成的有:
(Ⅰ)非金属单质
氧化物
酸①SiO2不能通过一步反应转化为H2SiO3②S不能通过一步反应转化为SO3③N2不能通过一步反应转化为NO2
(Ⅱ)金属单质
氧化物
碱①能溶于水的碱[如:
NaOH、KOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2]可通过一步反应实现氧化物到碱的转化。
②难溶于水的碱[如Cu(OH)2等]不能通过一步反应实现氧化物到碱的转化。
如:
CuO
CuSO4
Cu(OH)2
二、强化训练
1.A、B、C、D、E、F 是常见单质,其中 A 是用量最大,应用最广泛的金属;元素 D 是地壳中含量最多的金属元素:
D 元素和 E 元素在周期表中相邻,G、H、l、J、K、L 是常见化合物,其中 G 在常温下是无色液体,H 是黑色晶体,以上物质相互间的转化关系如图所示:
请回答下列问题:
(1)元素A在元素周期表中的位置为第__________周期__________族。
(2)写出K的电子式__________。
(3)写出H和D反应的化学方程式__________。
(4)D能与氢氧化钠溶液反应,请写出该反应的离子方程式__________。
(5)写出A与G反应的化学方程式__________。
(6)K与E反应时产生的现象有__________;该反应的化学方程式为__________。
2、X、Y、W、Z为常见的四种单质,X是日常生活中用途最为广泛的金属,常温下Y是液体,Z是无色气体,W为黄绿色气体。
其反应关系如下,其中B的溶液呈强酸性。
(1)W在元素周期表中的位置是 。
(2)根据反应推断Y、D的化学式:
Y ,D 。
(3)检验A溶液中阳离子的方法 。
(4)写出C与少量W反应的化学方程式:
。
3、在一定条件下可实现下图所示物质之间的变化:
请填写以下空白:
⑴孔雀石的主要成分是CuCO3·Cu(OH)2(碱式碳酸铜),受热易分解。
上图中的F是
__________________。
⑵写出明矾溶液与过量NaOH溶液反应的离子方程式:
_____________________________。
⑶图中所得G和D都为固体,混合后在高温下可发生反应,写出该反应的化学方程式:
__________________________________。
⑷每生成1molD,同时生成_________molE。
4.A是中学化学的一种常见固体。
在加热条件下,A可与一种无色溶液B反应,生成两种气体混合物X,将X作如下图所示的实验:
据此判断:
A是___________,B是____________,C是____________,
D是___________,E是____________,X是____________。
5.A、B、C是按原子序数由小到大排列的第二、三周期
元素的单质。
B、E均为组成空气的成分。
F的焰色反应呈
黄色。
在G中,非金属元素与金属元素的原子个数比为
1:
2。
在一定条件下,各物质之间的相互转化关系如右
(图中部分产物未列出):
请填写下列空白:
(1)A是,C是。
(2)H与盐酸反应生成E的化学方程式是。
(3)E与F反应的化学方程式是。
(4)F与G的水溶液反应生成I和D的离子方程式是。
6.置换反应的通式可以表示为:
单质(l)+化合物
(1)=化合物
(2)+单质
(2)
请写出满足以下要求的3个置换反应的化学方程式:
①所涉及的元素的原子序数都小于20②6种单质分属6个不同的主族;;
7.下图每一方格表示一种物质。
通常状况下,A、C均为无色气体,B为无色液体。
请填写下列空白:
(1)物质X可以是___________,C是____________,F是___________;
(2)反应①的化学方程式是________________________________________________;
(3)反应②的离子方程式是________________________________________________。
8.镁在空气里点燃可以燃烧,放出大量的热并发出跃眼的白光,生成白色的氧化镁,同时,镁在这样的高温条件下,还可与空气中的另一种主要成分反应,生成少量的物质A,已知A有下列一系列变化:
(1)写出A、C、D的化学式:
A_________、C_________、D_________。
(2)写出下列变化的化学方程式:
①A+盐酸:
_______________________________________________________,
②溶液B+NaOH溶液:
___________________________________________________。
9.已知硫粉跟亚硫酸钠溶液共热可制得硫代硫酸钠。
现以硫化亚铁为主要原料,按下图制取硫代硫酸钠。
图中的A、B、C和D是硫单质或硫的化合物,其它不含硫的反应产物已被略去,各步反应可以添加必要的试剂。
请填写下列空白:
(1)反应(Ⅰ)的化学方程式是:
____________________________________________。
(2)物质B的分子式是:
_____________。
(3)物质D的化学式是:
_________________。
三、参考答案
1、
(1)四、VIII
(2)CO2的电子式 (3)3Fe3O4+8Al
4Al2O3+9Fe (4)2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑ (5)3Fe+4H2O(g)
Fe3O4+4H2 (6)镁条剧烈燃烧,放出耀眼的光;瓶壁出现白色固体和黑色颗粒2Mg+CO2
2MgO+C
2、1Al2S32Mg3N2+6H2O=3MgOH2+2NH33A、E
3、
(1)第三周期ⅦA族
(2)Y:
Br2 D:
FeCl3
(3)取少量A溶液于试管中,滴加KSCN溶液,溶液变红
(4)6FeBr2+3Cl2===2FeCl3+4FeBr3
3、⑴CO2(或二氧化碳)⑵Al3++4OH-=+2H2O⑶3CuO+2Al3Cu+Al2O3⑷0.75
4、木炭;浓HNO3;CO2、NO2;稀HNO3;NO;CO2、NO
5、答案:
(1)A:
碳(或C)C:
钠(或Na)
(2)Na2CO3+2HCl===2NaCl+H2O+CO2↑(3)2CO2+2Na2O2===2Na2CO3+O2(4)Na2O2+S2-+2H2O===4OH-+S↓+2Na+
6、答案:
2Mg+CO2
2MgO+C;2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑;2F2+2H2O=4HF+O2。
7、
(1)(NH4)2CO3(或NH4HCO3);NH3;NO2(写化学名称也可)
(2)2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2(3)3Cu+2
+8H+=3Cu2++4H2O+2NO↑
8、
(1)Mg3N2;NH3;Mg(OH)2
(2)①Mg3N2+8HCl=3MgCl2+2NH4Cl②MgCl2+2NaOH=Mg(OH)2↓+2NaCl;NH4Cl+NaOH
NaCl+H2O+NH3↑
9、
(1)FeS+2HCl=FeCl2+H2S↑或FeS+H2SO4=FeSO4+H2S↑(用离子方程式表示也
同样给分)
(2)SO2(3)Na2SO3
四、巩固练习
1、下图是部分短周期元素的单质及其化合物的转化关系图(有关反应的条件及生成的H2O已略去),已知:
(a)A、B、C、D是非金属单质,其中B、C、D在常温常压下是气体。
(b)反应①②是化工生产中的重要反应。
(c)化合物E是形成酸雨的污染物之一,化合物K是常用的氮肥。
(d)化合物L具有漂白性,可由Cl2与NaOH溶液反应而制得。
(e)化合物J由两种元素组成,其相对分子质量为32。
请按要求填空:
⑴反应③的化学方程式________。
⑵C的电子式______;H的化学式_________。
⑶L的溶液与化合物E反应的离子方程式______________。
⑷化合物J的化学式______________。
2、A-H及X均为中学化学常见物质,X是一种金属单质,A、B是非金属单质且A在常温下为气体。
它们在一定条件下有如下转化关系(图中条件均已略去)。
试回答下列问题:
(1)写出C物质的化学式 ;
(2)在上述①-⑤反应中肯定不属于氧化还原反应的是 (填编号);
(3)指出元素X在元素周期表中的位置:
第 周期,第 族;
(4)请写出反应④和⑤的离子方程式:
④ ,⑤ ;
(5)用离子方程式表示在D溶液中加入NaClO溶液产生红褐色沉淀的原因:
3、下图表示有关物质(均由短周期元素形成)之间的转化关系,其中A为常见的金属单质,B为非金属单质(一般是黑色粉末),C是常见的无色无味液体,D是淡黄色的固体化合物。
(反应条件图中已省略。
)
(1)A、B、C、D代表的物质分别为__________、__________、__________、__________(填化学式);
(2)反应①中的C、D均过量,该反应的化学方程式是______________________________;
(3)反应②中,若B与F物质的量之比为4∶3,G、H分别是________、_________(填化学式);
(4)反应③产物中K的化学式____________________;(5)反应④的离子方程式为_________________________。
4、某厂的酸性工业废水中含有一定量的Fe3+、Cu2+、Au3+等离子。
有人设计了图中的工艺流程,利用常用的酸、碱和工业生产中的废铁屑,从废水中回收金,并生产一定量的铁红和氧化铜。
填写下面空白。
(1)图中标号处需加入的相应物质分别是① 、② 、③ 、④ 、⑤ ;
(2)写出①处发生反应的离子方程式 ;写出③处发生反应的化学方程式 ;
(3)铁红的化学式为 ;分别写出铁红和氧化铜在工业上的一种主要用途:
铁红 ;氧化铜 。
五、图像计算题
(一)热重曲线的应用
1、
在空气中加热时,固体残留率随温度的变化,如图所示。
已知钴的氢氧化物加热至290℃时已完全脱水,则1000℃时,剩余固体的成分为。
(填化学式);
在350~400℃范围内,剩余固体的成分为。
(填化学式)。
2、0.80gCuSO4·5H2O样品受热脱水过程的热重曲线(样品质量随温度变化的曲线)如下图所示。
请回答下列问题:
(1)试确定200℃时固体物质的化学式______________(要求写出推断过程);
(2)取270℃所得样品,于570℃灼烧得到的主要产物是黑色粉末和一种氧化性气体,该反应的化学方程式为______________。
把该黑色粉末溶解于稀硫酸中,经浓缩、冷却,有晶体析出,该晶体的化学式为_________,其存在的最高温度是_____________;
(3)上述氧化性气体与水反应生成一种化合物,该化合物的浓溶液与Cu在加热时发生反应的化学方程式为________________;
3、将8.34gFeSO4·7H2O样品隔绝空气加热脱水,其热重曲线(样品质量随温度变化的曲线)如右图所示。
则下列说法正确的是
A.FeSO4·7H2O晶体中有4种不同结合力的水分子;B.在100℃时,M的化学式为FeSO4·6H2O
C.在200℃时,N的化学式为FeSO4·3H2O
D.380℃的P加热至650℃时的化学方程式为:
2FeSO4
Fe2O3+SO2↑+SO3↑
4、下图是1.00gMgC2O4·nH2O晶体放在坩埚里从25℃缓慢加热至700℃分解时,所得固体产物的质量(m)随温度(t)变化的关系曲线。
(已知该晶体100℃以上才会逐渐失去结晶水,并大约在230℃时完全失去结晶水)试回答下列问题:
(1)MgC2O4·nH2O中n=________。
(2)通过计算确定C点固体物质的化学式:
___________________。
(3)通过计算确定从E点到F点过程中的化学方程式:
_______________________。
5、
固体样品放在热重分析仪中进行热重分析,測得其热重分析曲线(样品质量随温度变化的曲线)如下图所示:
已知:
①草酸盐受热分解易放出碳的氧化物。
②500℃之前,该热重分析仪的样品池处于Ar气气氛中,500℃时起,样品池与大气相通。
完成下列填空:
(1)300℃时是样品脱水的过程,试确定350℃时样品是否脱水完全_____(填“是"或否“),判断的理由是____(要求写出推算过程)。
(2)400℃时发生变化的化学方程式是_______。
6、MnCO3在空气中加热易转化为不同价态的锰的氧化物,其固体残留率随温度的变化如图所示。
则加热至300℃时,发生反应的化学方程式为___________________________;
图中点D对应固体的成分为________(填化学式)。
(二)其它图像题
1、2.5g碳酸钠、碳酸氢钠和氢氧化钠的固体混合物完全溶解于水,制成稀溶液,然后向该溶液中逐滴加入1mol·L-1的盐酸,所加入盐酸的体积与产生CO2的体(标准状况)关系如右图所示:
(1)写出OA段所
发生反应的离子方程式_______________。
(2)当加入35mL盐酸时,产生CO2的体积为___________mL(标准状况)。
(3)计算原混合物中NaOH的质量及碳酸钠的质量分数。
2、把NaOH、AlCl3、MgCl2三种固体组成的混合物溶于足量水中后,有0.58g白色沉淀。
在所得浊液中逐滴加入0.5mol/L盐酸,加入盐酸体积与生成沉淀的质量关系如图所示。
试求:
(1)混合物中NaOH质量是多少克?
(2)混合物中AlCl3质量是多少克?
(3)P点所表示的盐酸体积是多少毫升?
3、某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液100mL,若向其中逐渐加入铜粉最多能溶解19.2g,若向其逐渐加入铁粉则最多能溶解22.4g(已知硝酸只被还原为NO气体)气体物质的量随铁粉质量增加的变化如下图所示。
(1)写出下列过程中反应的离子方程式
O-A:
__________________________________________________
A-B:
___________________________________________________
B-C:
___________________________________________________
(2)求硫酸和硝酸的浓度各是多少?
4、实验研究发现,硝酸发生氧化还原反应时,硝酸的浓度越稀,对应还原产物中氮元素的化合价越低。
现有一定量铝粉和铁粉的混合物与一定体积某浓度的稀硝酸充分反应,反应过程中无气体放出。
在反应结束后的溶液中,逐滴加入5mol·L
的NaOH溶液,所加NaOH溶液的体积(mL)与产生的沉淀的物质的量关系如下图所示。
则
(1)B与A的差值为:
mol。
(2)C点对应的溶液体积为:
mL。
(3)原硝酸溶液中含硝酸的物质的量为:
mol。
5、在100mLNaOH溶液中加入NH4NO3和(NH4)2SO4的固体混合物,加热使之充分反应。
右图是加入的混合物质(删去“质”)的质量和产生的气体体积(标准状况)的关系。
试计算:
(1)NaOH的物质的量浓度为mol·L-1。
(2)当NaOH溶液的体积为140mL,固体混合物的质量是51.6g时,充分反应后,生成气体的体积(标准状况)为升。
(3)当NaOH溶液的体积为180mL,固体混合物的质量仍是51.6g时,充分反应时,生成气体的体积(标准状况)为升。
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