《高考化学解题技巧与应试策略》系列教案27策略27无机框图题的解法与技巧.docx

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《高考化学解题技巧与应试策略》系列教案27策略27无机框图题的解法与技巧

策略27　无机框图题的解法与技巧

金点子：

无机框图主要包括元素的框图分析与推断、无机物的框图分析与推断、无机物的合成、混合物的分离与除杂等题型。

由于此类试题可全面考查无机化学知识的内在联系，及其分析问题的方法和解决问题的能力，因而成为高考化学优秀的传统题型。

此类试题的解法与技巧主要有：

1．循序渐进法

当框图中给出了起始物质时，可利用框图采取循序渐进的方法分析递变过程而获解。

2．题眼扩展法

当框图中未给出起始物质时，可通过题中的文字说明和框图中的实验现象等，找出解题的突破囗，也即“题眼”，题眼可以是一种物质，也可以是一类物质，再从题眼中的物质向前或后扩展，找出其它物质。

3．试探法

当通过题中文字说明和框图中的变化无法找到相应物质时，此时，可通过题中规律，将中学化学中的常见物质代入试探，如发现试探的物质不符合时，再代入其它物质，直至获得结果。

4．迁移类比法

当框图中的物质不是中学化学中的常见物质时，可依据元素周期表中元素的递变规律，将学过的物质的性质迁移到新物质中，而进行类比分析。

经典题：

例题1：

（2001年上海高考）利用天然气合成氨的工艺流程示意如下：

依据上述流程，完成下列填空：

（1）天然气脱硫时的化学方程式是。

（2）nmolCH4经一次转化后产生CO0.9nmol、产生H2mol（用含n的代数式表示）

（3）K2CO3（aq）和CO2反应在加压下进行，加压的理论依据是（多选扣分）

a．相似相溶原理　　b．勒夏特列原理　　c．酸碱中和原理

（4）由KHCO3分解得到的CO2可以用于

（写出CO2的一种重要用途）。

（5）整个流程有三处循环，一是Fe（OH）3循环，二是K2CO3（aq）循环，请在上述流程图中标出第三处循环（循环方向、循环物质）。

方法：

从起始物质循序渐进分析。

捷径：

（1）根据框图中的物质变化，可得脱硫方程式3H2S＋2Fe（OH）3→Fe2S3＋6H2O。

（2）一次转化所发生的反应是CH4+H2O=CO+3H2，根据产生CO0.9nmol知，参加反应的CH4为0.9nmol，生成的H2为3×0.9n=2.7nmol。

（3）K2CO3（aq）+CO2（g）+H2O（l）=2KHCO3（aq）这是气体体积缩小的反应，根据平衡移动原理，增大压强有利于KHCO3的生成。

以此得b。

（4）CO2的用途较多，如生产纯碱、作制冷剂、人工降雨等。

（5）根据图示，将课本中的知识迁移知，在合成氨的反应中，N2、H2经合成塔合成氨后，还有大量的N2、H2未参加合成，所以除NH3后的N2、H2重新回到合成塔，再进行合成氨反应。

以此另一循环过程为（见右图）。

总结：

理清框图中的物质变化过程，再结合课本知识，方可迅速获得结果。

例题2：

（1998年全国高考）下图

分别代表有关反应中的一种物质，请填下以下空白。

（1）①、③、④的化学式分别是、、。

（2）⑧与⑨反应的化学方程式是。

方法：

题眼扩展法。

捷径：

从物质

和Na2O2反应生成物质

得，物质

一定是CO2，因课本中仅学过Na2O2与CO2或H2O的反应，又气体混合物预先通过了浓硫酸，水巳除去。

以此为突破囗，分析前后物质即可得答案为：

（1）NH4HCO3,NH3,O2

（2）C+4HNO3

2H2O+4NO2+CO2

总结：

当题中只给出了部分变化过程中的某一反应物时，与旧知识相联系，是找出题眼的重要之点。

例题3：

（1994年全国高考）下图中的每一方格表示有关的一种反应物或生成物,其中粗框表示初始反应物（反应时加入或生成的水,以及生成沉淀J时的其他产物均已略去）。

请填写下列空白：

（1）物质B是,F是,J是.

（2）反应①的离子方程式是。

方法：

利用循序渐进的分析思路解题。

捷径：

饱和食盐水电解的产物是NaOH、Cl2、H2。

三者之间存在的反应是H2+Cl2=2HCl、2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O，由图示：

B能与另两种生成物反应所以B为Cl2；又B与A反应产物有两种，所以C一定为H2，A为NaOH，G为HCl；再由F+Cl2→I，F+HCl→H+H2，H+Cl2→I，可推知F为变价金属，可确定为Fe；H和I分别为FeCl2和FeCl3；最后注意理解D与H、I的反应。

由题知D、E为NaCl、NaClO，通过上述分析可认定D应为NaClO，有关反应为：

I→J：

Fe3++3ClO—+3H2O=Fe（OH）3↓+3HclO，发生了双水解反应。

而H→J可理解为生成Fe（OH）2，但HClO有强氧化性，进而将Fe（OH）2氧化为Fe（OH）3。

以此该题的结果为：

（1）B是Cl2,F是Fe,J是Fe（OH）3。

反应①的离子方程式是：

Cl2+2OH—=ClO—+Cl—+H2O。

总结：

本题的难点，是确定F为何种物质。

其推断方法：

先推断F为何种类型的物质，因F+Cl2→I，F+HCl→H+H2，所以F必为金属。

再推断这种金属的特点，因I、H均为氯化物，又H→I，所以F是变价金属，而我们熟知的变价金属是铁。

先确定物质的种类，再确认具体物质，这是解推断题中常用的方法。

因为它能分解难点，使推断的目标更具体、更明确。

思路也变得非常清晰。

例题4：

（2001年高考试测题）在一定条件下（不许添加别的反应物），经不同的化学反应，可实现如下图的各种变化。

其中，反应③、④、⑤属氧化还原反应，而反应①、②属非氧化还原反应。

X、F和Y为单质，且F是空气的主要成分之一，其余为化合物，据此请填空：

（1）物质A是，F是，X是，Y是。

（2）写出反应②的化学方程式。

（3）写出反应④的化学方程式。

方法：

因题中物质未知，故根据反应规律，采用代入试探法解题。

捷径：

左边从A盐固体加热分解得三种物质，且为非氧化还原反应，代入常见（NH4）2CO3（或NH4HCO3）分析试探。

右边从电解Z的盐溶液得单质X、Y和化合物W分析，代入常见物质NaCl溶液分析试探。

以此得此题结果为：

（1）A是（NH4）2CO3（或NH4HCO3），F是N2，X是H2，Y是Cl2。

（2）CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O或CO2+NaOH=NaHCO3

（3）N2+3H22NH3。

总结：

值得注意的是，如果代入试探的物质与题意相矛盾或不一致时，应作及时调整，代换其它物质。

例题5：

（1996年上海高考）某试剂厂用银（含杂质铜）和硝酸（含杂质Fe3+）反应制取硝酸银。

步骤如下:

依据上述步骤,完成下列填空:

（1）溶解银的硝酸应该用硝酸（填浓或稀）.原因是。

a．减少过程中产生NOx的量b．减少原料银的消耗量c．节省硝酸物质的量

（2）步骤B加热保温的作用是.

a．有利于加快反应速度b．有利于未反应的硝酸挥发

c．有利于硝酸充分反应,降低溶液中c（H+）

（3）步骤C是为了除去Fe3+、Cu2+等杂质.冲稀静置时发生的化学反应是。

a．置换反应b．水解反应c．氧化—还原反应

产生的沉淀物化学式:

。

方法：

该题给出了反应过程中的一些物质，但要求回答原因、作用与某些物质的化学式，可采用迁移类比法解题。

捷径：

（1）将银的硝酸的反应方程式迁移对比后分析得，采用稀HNO3好，其原因是a和c。

（2）步骤B加热保温的作用，可将速率与平衡的知识迁移过来分析，得作用为a和c。

（3）冲稀静置是为了除去Fe3+、Cu2+等杂质，可将盐类水解的知识迁移分析，得b。

产生的沉淀为Fe（OH）3和Cu（OH）2。

总结：

（1）Ag+2HNO3（浓）=AgNO3+NO2+H2O，3Ag+4HNO3（稀）=3AgNO3+NO+2H2O，从两条反应式可知答案为ac。

（3）由于Fe3+、Cu2+的水解能力强，即使在弱酸性条件下，他们都可以发生水解。

溶液变稀后，pH值上升，有利于Fe3+、Cu2+水解，生成Fe（OH）3、Cu（OH）2沉淀，经过滤后得纯净的AgNO3溶液。

例题6：

（2002年全国高考）如图所示。

已知：

①甲、乙、丙、丁均为前三周期元素的单质。

②在一定条件下甲与丙和甲与丁都按物质的量之比l：

3反应，分别生成X和Y，在产物中元素甲呈负价。

③在一定条件下乙与丙和乙与丁都按物质的量之比1：

2反应，分别生成Z和W，在产物中元素乙呈负价。

请填空：

（1）甲是_______________________，乙是_______________________。

（2）甲与丙反应生成X的化学方程式是______________________________。

（3）乙与丁反应生成W的化学方程式是______________________________。

方法：

依据反应规律，采用代入试探法求解。

捷径：

因在一定条件下，甲与丙和甲与丁都按物质的量之比l：

3反应，分析前三周期常见元素的单质，有N2和H2及N2和Mg为1：

3反应。

以此甲可能为N2，丙、丁可能为H2或Mg。

又在一定条件下乙与丙和乙与丁都按物质的量之比1：

2反应，与前面对照，能与H2或Mg以物质的量之比1：

2反应的一种物质只有O2。

以此可获得结果为：

（1）N2，O2

（2）N2+3Mg

Mg3N2（3）O2+2H2

2H2O。

或

（2）N2+3H22NH3（3）O2+2Mg

2MgO

总结：

解答该题，要求考生紧紧抓住反应过程中反应物间物质的量的关系。

有目的地代入某一或某些物质。

金钥匙：

例题1：

某物质Ａ在水溶液中有如下性质：

根据上述现象分析得出：

（１）Ａ是　　　　，Ｂ是　　　　　，Ｃ是　　　　。

（２）加入盐酸的离子方程式：

　　　　　　　　　　　。

方法：

根据反应过程，从已知的现象寻找物质，然后逐一化解。

捷径：

由题图示知：

Ｂ为不溶于稀HNO3的浅黄色沉淀，Ｂ肯定是AgBr。

在C的溶液中加NH4SCN溶液无明显现象，说明C中无Fe3+；而在C中继续加盐酸后变红色，说明C中必存在Fe2+。

加入盐酸后，Fe3+与SCN—反应显红色，是因为在酸性条件下，NO3—具有氧化性，这就是解答本题的关键所在，即隐含条件。

以此A为FeBr2。

总结：

在酸性条件下，NO3—具有氧化性这一隐含条件，也可能出现在其他类型的试题中，如离子共存，在复习中一定要引起注意。

例题2：

有四种元素的单质形成的合金，为确定其组成，某兴趣小组做了下列实验，请根据要求回答以下问题。

回答：

（1）A中含；

（2）B中含；（3）C中含；

（4）D中含；（5）E是；（6）F是。

方法：

通过反应后的实验现象，逆向分析。

捷径：

逆向分析，从浅绿色溶液到红褐色沉淀知，固体B中含有Fe，从纯固体加入浓硝酸产生红棕色气体及无色无刺激性不可燃气体知，固体B中含有C。

同理分析框图右边。

以此得答案为：

（1）C、Si、Al、Fe；

（2）C、Fe；（3）Na2SiO3、NaAlO2；（4）H2SiO3、Al（OH）3；（5）H2；（6）CO2。

总结：

当正向分析难以确定物质或元素时，可根据物质或元素的性质，逆向考虑。

例题3：

朱砂（又名丹砂）是一种红色的颜料，它是某种金属的高价化合物。

现通过以下实验来确定朱砂的组成：

（1）朱砂的化学式是；

（2）写出AC的离子方程式；

（3）写出BE的化学方程式。

（4）气体A有何优缺点？

在实验室及工业上如何制得？

写出其反应的化学方程式。

方法：

此类试题由于未能给出具体的物质，故解题时需通过题中文字说明、变化规律及实验现象，首先推断出题中各物质，然后才能按照题中要求作答。

捷径：

根据C→D为无色溶液中加入盐酸酸化的BaCl2溶液知D可能为BaSO4或AgCl，而C为气体A与溴水反应的产物，故D只能为BaSO4，以此得A为SO2。

根据无色溶液E与Cu反应生成银白色物质，知该反应为一置换反应，银白色物质为汞。

以此B为汞蒸气。

通过分析得朱砂在空气中加热生成汞和SO2，以此其化学成分为HgS。

AC的离子方程式为：

SO2+Br2+2H2O=4H++SO42-+2Br-；

BE的化学方程式为：

3Hg+8HNO3（稀）=3Hg（NO3）2+2NO↑+4H2O

从优点分析，SO2可用作漂白剂、消毒、杀菌及制硫酸等；从缺点来看，又能引起环境污染、酸雨等。

在实验室可通过Na2SO3与浓H2SO4共热制得，其反应的化学方程式为：

Na2SO3+H2SO4（浓）Na2SO4+SO2↑+H20；在工业上可通过燃烧S或煅烧黄铁矿而制得，其化学方程式为：

S+O2SO2，4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2。

总结：

此题以红色的颜料朱砂为背景材料，要求考生从文字说明及框图信息两方面，对题中问题逐一作答，既考查了考生的基础，又考查了考生的能力。

例题4：

MnO2和锌是制造干电池的主要原料。

巳知某地有软锰矿和闪锌矿两座矿山，它们的主要成份为：

软锰矿：

MnO2含量≥65%、Al2O3含量为4%、闪锌矿：

ZnS含量≥80%、FeS、CuS、CdS含量各为2%。

电解法生产MnO2传统的工艺主要流程为：

软锰矿加煤还原焙烧；用硫酸浸出焙烧料；浸出液经净化后再进行电解，MnO2在电解池的阳极析出。

制取锌的传统生产工艺为：

闪锌矿高温氧化脱硫，再还原得粗锌：

2ZnS+3O2

2ZnO+2SO2、2C+O2

2CO、ZnO+CO

Zn（g）+CO2。

将用热还原法制得的粗锌溶于硫酸，再电解ZnSO4溶液可生产纯度为99.95%的锌。

目前生产MnO2和锌的工艺主要是通过电解获得MnO2和锌，副产品是硫、金属铜和镉。

其简化流程图如下：

试回答下列问题：

（1）软锰矿、闪锌矿粉未与硫酸溶液共热时析出硫的反应为氧化-还原反应，例如：

MnO2+ZnS+2H2SO4=MnSO4+ZnSO4+S+2H2O，据此写出MnO2在酸性溶液中分别和CuS、FeS和CdS发生氧化-还原反应的化学方程式。

（2）用离子方程式表示浸出液A与适量Zn粉作用得到滤液B与滤渣乙的过程。

（3）产品C的化学式是。

（4）试从环境保护和能量消耗的角度评价目前的工艺与传统的工艺相比较有哪些优点。

方法：

通过迁移类比及变化过程分析。

捷径：

（1）将题中的反应迁移比较即可，但要注意FeS中的Fe2+将会被MnO2氧化成Fe3+。

其化学方程式分别为：

MnO2+CuS+2H2SO4=MnSO4+CuSO4+S+2H2O；3MnO2+2FeS+6H2SO4=Fe2（SO4）3+3MnSO4+2S+6H2O；CdS+2H2SO4+MnO2=MnSO4+CdSO4+S+2H2O。

（2）浸出液A中含有Cu2+、Cd2+、Fe3+，与Zn粉作用的离子方程式分别为：

Zn+Cu2+=Cu+Zn2+，Zn+Cd2+=Cd+Zn2+，Zn+2Fe3+=2Fe2++Zn2+。

（3）产品C可从电解反应分析得为H2SO4。

（4）从环境保护角度评价：

无SO2对大气的污染；从能量消耗角度评价：

无高温焙烧热污染，不需要高温焙烧节约燃料。

总结：

迁移类比法解题，要求考生不仅要将学过的旧知识进行迁移，还要能将题中的新信息进行迁移，唯有围绕目的分析，方能快速获解。

例题5：

某混合溶液含有Ag、Fe3、Cu2、Ba2、Al3五种阳离子（不考虑阴离子），做实验时所用的试剂是：

盐酸、硫酸、氢氧化钠、氨水，实验步骤如下图。

试选择适当的试剂或生成物，用化学式或离子符号填写下列空白。

（注：

Cu2和Ag一样，与NH3分子形成[Cu（NH3）4]2络离子）

（a）（b）（c）（d）

（e）（f）（g）（h）

方法：

循序渐进法分析解题。

捷径：

从混合溶液含有的Ag、Fe3、Cu2、Ba2、Al3五种阳离子进行的一系列反应分析得：

（a）AgCl，（b）H2SO4，（c）BaSO4，（d）Fe（OH）3、Cu（OH）2，（e）AlO

（f）NH3·H2O（g）Fe（OH）3，（h）[Cu（NH3）4]2。

总结：

实验过程中试剂的选择是正确解题的前提。

部分考生由于未能理清题中的信息“Cu2和Ag一样，与NH3分子形成[Cu（NH3）4]2络离子”，而出现误选误判的现象较多。

聚宝盆：

框图题是高考化学试卷中的必考题型。

此类试题跨度大、思维强，对考查考生的知识与能力特别有效，因而倍受命题者的青睐。

解答框图题要注意以下四点：

一看：

看清题中的文字说明，列出解题的关键字词。

二找：

找出框图中的实验现象，找出框图中的变化规律。

三查：

查框图中的物质、查反应条件、查反应过程。

四答：

答非所问是考生解答此类试题经常出现的错误。

以此在答题时必须注意：

答名称，还是答符号、化学式；

答离子方程式，还是化学方程式；

答现象，还是答结论；

答规律，还是答具体物质或具体内容。

热身赛：

1．将9．6g镁在空气中充分燃烧，为了分析燃烧产物的成分做如下实验：

（1）写出物质的化学式甲、乙、丙、丁、戊。

（2）若将上述实验生成的氨气通过稀H2SO4，硫酸增重3．4g，戊煅烧到质量不再变化时得到8g固体，求镁燃烧的混合物中甲与乙的物质的量之比。

（3）写出甲变化为丙的化学反应方程式。

2．下图表示某些化工生产流程（有的反应条件和产物已略去）

试回答：

（1）C的化学式是，L的名称是。

（2）E→G的化学方程式是。

（3）G→H的反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为。

（4）写出饱和食盐水＋F＋E→J＋K（沉淀）的化学方程式。

（5）写出由上述流程图中出现的元素组成的5种铵盐的化学式。

3．A、B、C、D、E、F是中学化学常见的6种物质，它们之间有如下的转化关系（B、D是气体，E、F是无色液体，C是白色沉淀）。

请填写以下空白：

（1）A是，B是，C是。

（2）写出反应①的化学方程式。

4．在一定条件下，下列各物质可发生如图所示的变化：

（反应中生成的水没有写出）

请回答：

（1）固体A是（写化学式）

（2）反应①的化学方程式

（3）反应②的化学方程式

5．根据下图记录的实验现象，推断A、B各是什么物质。

（1）A是，B是（写化学式）

（2）写出A、B等物质的量在水溶液中反应的离子方程式。

6．从某物质A的水溶液出发有下图所示的一系列变化：

试回答：

（1）物质的化学式：

A、B、C、D、E、F。

（2）写出E→F的离子方程式。

（3）鉴定F的简捷方法是。

7．下面是A、B两种盐所进行的实验记录，其中H、G均为溶于酸的白色沉淀。

由此推知：

A是，B是，C是，D是，E是，F是，

G是，H是。

8．A和A1是同一周期的元素．在A和A1的如右图各步反应中，最后生成的D和D1均为白色沉淀。

试推断并写出其化学式：

ABCD

A1B1C1D1

9．用惰性电极电解A的溶液，得到B、C、D三种产物，已知：

B是气体，C是金属，E为黑色固体，反应Ⅲ是C在D的稀溶液中进行。

则

（1）A为，D为。

（2）反应Ⅰ的离子方程式

反应Ⅰ中阳极的电极反应式

（3）反应Ⅲ的离子方程式

大检阅：

1．

（1）Mg3N2、MgO、NH4Cl、MgCl2、Mg（OH）2；

（2）1:

2；（3）Mg3N2+8HC1=3MgCl2+2NH4Cl

2．

（1）H2、硝酸铵

（2）4NH3＋5O2===4NO＋6H2O（3）1∶2

（4）NaCl＋H2O＋CO2＋NH3===NaHCO3＋NH4Cl

（5）NH4Cl、NH4HCO3，（NH4）2CO3、NH4NO3、CH3COONH4

3．

（1）NH4Cl、HCl、AgCl

（2）Ag+＋NH3·H2O=AgOH＋NH4+,

AgOH＋2NH3·H2O=[Ag（NH3）2]+＋OH-＋2H2O

4．

（1）Na2O2

（2）NaOH＋SO2（过量）===NaHSO3

（3）SO2＋Br2＋2H2O===H2SO4＋2HBr

5．

（1）SO2、Cl2

（2）SO2+Cl2+2H2O=SO42-+2Br-+4H+

6．

（1）（NH4）2SO3或NH4HSO3、（NH4）2SO4或NH4HSO4、SO2、NH3、K2SO3、K2SO4

（2）SO32-＋Br2＋H2O===SO42-＋2Br-＋2H+

（3）焰色反应鉴定K+，加BaCl2和盐酸鉴定SO42-

7．A：

K2SO3B：

BaCl2C：

KClD：

BaSO4E：

Cl2F：

SO2G：

BaSO4

H：

AgCl

8．A：

Mg、B：

Mg3N2、C.：

MgCl2、D：

Mg（OH）2；

A1：

Al、B1：

Al2（SO4）3、C1.：

AlCl3、D1.：

Al（OH）3）

9．

（1）A为Cu（NO3）2，D为HNO3。

（2）2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+；4OHˉ=O2↑+2H2O

（3）3Cu+8H++2NO3ˉ=3Cu2++2NO+4H2O