第15讲无机框图与流程图试题的解题方法.docx
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第15讲无机框图与流程图试题的解题方法
第15讲无机框图与流程图试题的解题方法
【知能整合】
一、寻求解题“突破口”的途径
1.从物质的组成、结构方面寻找
例如,具有正四面体结构的物质可能为甲烷或白磷或NH4+;不含金属元素的离子化合物为铵盐;组成为A2B2型的物质可能为Na2O2、H2O2、C2H2等。
2.从反应类型寻找
例如,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,则该元素可能为S或N;两种溶液混合生成沉淀和气体,则反应可能为Ba(OH)2与(NH4)2SO4,或可溶性铝盐、可溶性铁盐与可溶性金属硫化物(如Na2S、NaHS)、可溶性碳酸盐、可溶性亚硫酸盐之间的双水解反应;遇水能分解成气体和难溶性物质的可能为Al2S3或Mg3N2;能“三合一”的反应有:
NH3+H2O+CO2=NH4HCO3;
4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3;
4NO2+O2+2H2O=4HNO3。
常见的一种物质能分解生成三种物质的反应,该物质可能为硝酸盐或NH4HCO3。
电解某种盐溶液,能生成一种金属,放出一种气体及另一种物质,则该盐为不活泼金属的含氧酸盐,可为CuSO4、AgNO3等;如有物质发生下列转化关系:
A
B
C,则必须对所学基础知识进行全面的总结与梳理,做到胸中有知识网络。
如A为无机物单质,则可为C、S、N、Na等;如A为有机物,则可为乙烯或醇类,等等。
3.从典型性质寻找
(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,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化合,生成盐的元素一定是氮。
(3)两溶液混合生成沉淀和气体,这两种溶液的溶质可能分别是a.Ba(OH)2与(NH4)2SO4,b.可溶性铝盐与可溶性金属硫化物或可溶性碳酸盐或碳酸氢盐,c.可溶性铁盐与可溶性碳酸盐或碳酸氢盐,d.硫代硫酸盐与强酸(如盐酸、稀H2SO4等)。
(4)既能与酸反应,又能与碱反应的物质可能是Al、Al2O3、Al(OH)3、氨基酸,弱酸的铵盐、弱酸的酸式盐等。
(5)既能与强酸反应放出气体又能与强碱反应放出气体,常见的物质有:
Al,弱酸的铵盐〔(NH4)2CO3、NH4HCO3、(NH4)2SO3、(NH4)2S、NH4HS等〕。
(6)在水中分解生成气体和难溶物或微溶物的物质可能是Al2S3、Mg3N2、CaC2等。
(7)与水接触放出气体的常见物质有:
Li、Na、K、Na2O2、F2等。
(8)A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、NH3与AgNO3、HCl与NaAlO2、稀盐酸与Fe(OH)3胶体等。
(9)使溴水褪色的物质有H2S、SO2、不饱和烃类、活泼金属、碱类等。
4.从数据中去寻找
根据计算或题给信息,可获取某些数据,这些数据也可使我们找到突破口。
如物质的熔点较低,说明为分子晶体;反之,则可为离子晶体或原子晶体。
二、中学化学中常见的一些规律性转化关系
1.由
2.
3.常能发生歧化反应和归中反应的元素有:
Cl、Br、I、N、S、Fe、Cu等。
【典型例析】
例1:
以下一些氧化物和单质之间可以发生如下图所示的反应:
其中,氧化物(I)是红棕色固体,氧化物(II)、(III)、(IV)在反应条件下都是气体。
(1)氧化物(I)的化学式(分子式)是。
氧化物(II)的化学式(分子式)是。
(2)反应①的化学方程式是。
反应②的化学方程式是_________________________。
反应③的化学方程式是_________________________。
变式训练:
A、B、C、D、E、F六种中学化学中常见的物质,有转化关系(见右图):
(1)若A、C、E皆为氧化物,且E为有毒气体,B、D、F皆为非金属单质,且D为气体。
则A的结构简式为,单质F的晶体类型为,1molC中含有个共价键。
(2)若A、C、E皆为氢化物,三者皆为极性分子,其中C的相对分子质量最小;D、E、F皆为氧化物,其中D、F为有毒气体。
则:
①A、C、E沸点由高到低的顺序为,(填化学式);A、C、E三种气态氢化物稳定性最强的是
(填化学式)。
②B跟C反应生成E和F的化学方程式为。
③A跟D常温下反应可生成一种单质,化学方程式为。
例2:
A、B、C、D分别代表硝酸银、偏铝酸钠、稀盐酸、浓氨水四种无色溶液中的一种。
甲、乙两同学分别用两两混合的方法进行了如下图所示的实验,现象有的相同,有的不同,不同部分已标出。
(1)试写出A、B、C、D所代表物质的化学式:
A:
________、B:
________、C:
_______、D:
________。
(2)写出B和C按物质的量之比为1:
3时反应的化学方程式_____________________。
(3)写出A和D按物质的量之比为3:
1时反应的离子方程式_____________________。
变式训练:
化合物A、D、F是中学化学中常见的物质,化合物B、C、E中含有两种相同的元素,这些化合物之间存在如下关系。
其中A和B的反应是一种重要化工生产中的主要反应。
据此推断:
(1)在化合物A、C、F中含有相同的元素是;
(2)化合物C的化学式为、化合物A的水溶液显性。
(3)C的水溶液和D能否发生反应?
,其理由是。
例3:
下图中各物质均由常见元素(原子序数≤20)组成。
已知A、B、K为单质,且在常温下A和K为气体,B为固体。
D为常见的无色液体。
I是一种常用的化肥,在其水溶液中滴加AgNO3,有不溶于稀HNO3的白色沉淀产生。
J是一种实验室常用的干燥剂。
它们的相互转化关系如下图所示(图中反应条件未列出)。
请回答下列问题:
(1)I的化学式为;J的电子式为。
(2)反应①的化学方程式为。
(3)F的水溶液与氯气反应的离子方程式为。
变式训练:
下图表示各物质之间的转化关系。
已知:
A、B、I都是XY2型化合物,且阳离子相同,A、B晶体中阴、阳离子个数比都是1∶1,但I晶体中阴、阳离子个数比是2∶1,I常用作干燥剂。
请按要求填空:
(1)I的电子式是_______________;
(2)反应⑥的化学方程式是_______________________,反应③在工业上的一个重要用途是是______________;
(3)已知C的燃烧热是1300kJ·mol-1,表示C的燃烧热的热化学方程式是____________________________。
(4)根据上图中物质之间的转化关系及题中所给信息判断,B的化学式是_________。
【当堂反馈】
1.X、Y、Z分别是三种单质,它们都是常见的金属或非金属.M、N、R是常见的三种氧化物.其中一种具有高熔点,而且有如下反应(条件未标出,方程未配平):
(1)X+Z→N;
(2)M+X→N;(3)M+Y→R+X。
若X是非金属,则组成Y单质的元素在周期表中的位置是
A.第二周期ⅣA族B.第二周期ⅥA族
C.第三周期ⅡA族D.第三周期ⅣA族
2.下图是中学化学中常见的一些单质或化合物之间的转化关系图,其中部分反应中涉及到的水未列出。
已知A、B、F是人类生存或日常生活中必不可少的物质,I、J均具有漂白性,但两者混合后的产物均不具有漂白性。
M为红色固体,L中两种元素的质量之比约为1:
4。
请回答下列问题:
(1)写出化合物E的电子式______________;反应③在工业上的用途是______________;
(2)写出反应①的离子方程式________________;
(3)写出反应②的化学方程式________________。
【课后巩固】
1.A是一种常见的单质,B、C为中学常见的化合物,A、B、C均含有元素X。
它们有如下的转化关系(部分产物及反应条件已略去):
下列判断正确的是
A.X元素可能为Al
B.X元素一定为非金属元素
C.反应①和②互为可逆反应
D.反应①和②一定为氧化还原反应
2.现有H2SO4、BaCl2、K2CO3、FeSO4和氯水五种溶液,有如图所示的相互反应,图中每条连线两端的物质可以发生反应。
下列判断不合理的是
A.Y一定是K2CO3
B.X一定是H2SO4
C.Z可能是氯水
D.M、N必定各为BaCl2、FeSO4中的一种
3.下列关系图中,A是一种正盐,B是气态氢化物,C是单质,F是强酸。
当X无论是强酸还是强碱时都有如下转化关系(其它产物及反应所需条件均已略去),当X是强碱时,过量的B跟C12反应除生成C外,另一产物是盐酸盐。
下列说法中不正确的是
A.当X是强酸时,A、B、C、D、E、F中均含同一种元素,F可能是H2SO4
B.当X是强碱时,A、B、C、D、E、F中均含同一种元素,F是HNO3
C.B和Cl2的反应是氧化还原反应
D.当X是强酸时,C在常温下是气态单质
4.某学生设计了如图的方法对A盐进行鉴定:
由此分析,下列结论中,正确的是
A.A中一定有Fe3+B.C中一定有Fe3+
C.B为AgI沉淀D.A一定为FeBr2溶液
5.元素X的单质及X与Y形成的化合物能按如下图所示的关系发生转化:
A.X可以是金属
B.X可以是非金属
C.n可以等于1或3
D.XYm与XYn的相互转化是可逆反应
6.化合物A、B、C、D各由两种元素组成,甲、乙、丙是三种单质。
这些常见的化合物与单质之间存在如下关系(已知化合物C是一种有机物),
以下结论不正确的是
A.上图所示的五个转化关系中,有三个是化合反应
B.上述转化关系所涉及的化合物中有一种是电解质
C.甲、乙、丙三种单质的晶体均是分子晶体
D.上图所示的五个转化关系中,均为放热反应
7.
X、Y、Z三种短周期元素,它们的原子序数之和为16。
X、Y、Z三种元素的常见单质在常温下都是无色气体,在适当条件下可发生如下变化:
一个B分子中含有的Z原子个数比C分子中少一个,B、C两种分子中的电子数均为10。
下列说法中不正确的是
A.X元素位于ⅥA
B.B的沸点大于C的沸点
C.A能溶解于B中
D.A和C在一定条件下能发生氧化还原反应
8.已知A、B、C、D、E是常见的气体,F是固体,同温同压下等体积D的质量比E的质量的2倍略大,它们之间存在如下的转化关系,下列说法中不正确的是
A.以上字母所代表的物质中只含有共价键
B.上述5种气体中的某一种气体是自然界中密度最小的气体
C.D和E两种气体都极易溶于水
D.F通过加热法可以用来制备E
9.120℃1013Kpa下,有由2L水蒸气,2L一氧化碳,1L二氧化碳,0.5L氧气和1L氢气组成的混合气体,将此混合气体通过足量铜粉,足量碳粉和足量氧化铜粉的3只灼热反应管。
设每只反应管都能充分反应,而且不论这3只反应管以何种顺序排列,尾气中存在的气体可能是
A.H2和COB.CO2和H2O
C.H2O和COD.CO2和CO
10.A、B、C是短周期元素的三种常见非金属单质,常温下B为无色气体,A、C为固体。
甲、乙、丙为中学常见的三种化合物,常温下C易溶于乙中。
A、B、C与甲、乙、丙之间的转化关系如下图所示:
试回答下列问题:
(1)C易溶于乙中的原因:
________________________。
(2)甲的电子式:
__________。
(3)下列物质能用来鉴别甲和丙的是:
______(填序号)。
①溴水;②BaCl2溶液;③Ca(OH)2溶液;④酸性KMnO4溶液;⑤品红溶液;⑥石蕊试液。
(4)写出乙在气体B中燃烧的化学方程式:
__________。
(5)写出甲与NaOH溶液反应的离子方程式__________。
11.A、B、C、D分别是氢氧化钾、硝酸钡、氨水和盐酸四种无色溶液的一种,现用另一种溶液X(有两种离子组成)与它们进行了如下图所示的实验:
(1)通过上述实验可判断出的物质及其对应的编号(填A、B、C、D、X)为:
编号
物质
(2)若有不能判断的物质,检验它们的简单方法是(若都能判断,此问不答):
。
12.化合物A是一种重要的光化学试剂,属不含结晶水的复盐。
A~H之间相互转化关系如下图所示:
(部分反应物、生成物没有列出)已知:
A中含二种阳离子和一种带二个单位负电荷的阴离子,三种离子的个数比为3:
1:
3。
阴离子中各元素的质量分数与C相同且式量是C的2倍。
C、D都为气体且含有元素种类相同,C能使澄清石灰水变浑,E是一种红棕色的颜料,F的焰色反应呈紫色,I能使苯酚溶液显紫色。
回答下列问题:
(1)C的电子式。
(2)A的化学式。
(3)D+E→C+G的方程式。
(4)H+H2O2→I的离子反应方程式。
(5)在A的溶液中滴入酸性高锰酸钾溶液,高锰酸钾溶
液紫色褪去,而在A的溶液中滴入硫氰化钾溶
液,溶液呈红色。
产生上述现象的主要原因是。
13.一包固体粉末,它可能是由NaCl、CuSO4、Na2O2、K2CO3、(NH4)2SO4、Na2SO4、KNO3等七种物质中的某几种混合而成。
某同学对它进行了如下操作,经过分析和计算确定了它的组成和各成分的物质的量。
.称取33.0g粉末溶于足量的蒸馏水中,得到无色溶液与气体,加热使反应完全,收集到的气体在标准状况下的体积为3.36L。
.将
中所得溶液分成两等份,一份加入酚酞溶液呈红色,用浓度为4.0mol·L-1的盐酸中和,用去该盐酸12.5mL。
将另一份用稀硝酸酸化,无气体产生,再加入过量的Ba(NO3)2溶液,得白色沉淀,质量为12.8g,滤液中加入AgNO3溶液,无明显现象。
.将
中所得的3.36L气体通过浓硫酸,气体体积明显减少,再通过碱石灰,气体体积不变。
(1)定性分析:
由上述实验现象(不进行数据的计算)可以确定该粉末中一定不含有的是;一定含有的是。
(2)定量计算:
为了进一步确定该粉末中其他成分是否存在,该同学又对有关数据进行了处理,并最终得出混合物的组成和各成分的物质的量,请写出他的计算过程。
第15讲无机框图与流程图试题的解题方法
例1:
思路点拨:
本题是根据一些物质的特有颜色和特殊反应进行推理。
疑难辨析:
特征物质法是建立在广博的知识基础之上的,根据某些物质特有的性质进行大胆地假设、猜想,再结合所学知识,经过严密地逻辑思维,层层剥离即可求解。
值得一提的是,为了验证结论的正确性,须对结论进行严密地论证和检验,这样才能确保万无一失。
解题过程:
本题的突破口在氧化物(I)是红棕色固体为Fe2O3。
反应①、②、③的条件都是在高温下进行的反应,由反应①知有单质I——Fe生成,是Fe2O3的还原反应,氧化物II为CO,氧化物IV为CO2。
由反应②在高温下反应有CO2和单质II——H2生成,得出氧化物III为H2O,反应为:
CO+H2O
CO2+H2,由反应③的产物是CO和H2(水煤气的生成)可推出单质III为C。
答案:
(1)Fe2O3CO
(2)①Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2②CO+H2O
CO2+H2③C+H2O
CO+H2。
变式训练:
答案:
(1)H-O-H,原子晶体,4NA。
(2)①H2O>NH3>H2S,H2O;②4NH3+5O2
4NO+6H2O,
③SO2+2H2S===2H2O+3S↓
解析:
(1)①A、C、E皆为氧化物,且E为有毒气体。
常见的氧化物中有毒气体有:
CO、NO、NO2、SO2;②A、C、E皆为氧化物,B、D、F皆为非金属单质。
说明A与B,B与C发生的都是发生在氧化物之间的置换反应。
通过置换反应不可能生成NO、NO2、SO2,这样就可以确定E为CO,能生成CO的单质B为碳。
再从碳能发生的置换反应:
C+H2O=CO+H2和2C+SiO2=Si+2CO就不难推出A——F这六种物质了。
(2)最先确定的是E,E既是氢化物,又是氧化物,E肯定为H2O,B为O2。
下面的入手点是气态氢化物,常见的气态氢化物除H2O外还有:
CH4、NH3、HF、SiH4、PH3、H2S、HCl,通过三者皆为极性分子,先排除非极性分子CH4、SiH4,再根据不能被氧化排除了HF、HCl,再根据不常见排除PH3,就可知A、C为H2S和NH3,最后根据C的相对分子质量最小,确定A为H2S,C为NH3。
而NH3生成的氧化物NO有毒,H2S生成的氧化物SO2有毒,符合题意,A——F就可以推出了。
例2:
思路点拨:
无机推断题解决的关键是寻找突破口,这类无机推断题突破口的寻找应注意以下几个方面:
(1)题给物质易生成沉淀、易放出气体的有哪些。
(2)框图中线路有没有与众不同的地方。
(3)将题给物质与框图线路结合起来分析。
疑难辨析:
对于常见反应如:
Al2(SO4)3与NaOH、NaAlO2与HCl、AgNO3与氨水、CuSO4与氨水等,由于不清楚滴加顺序不同现象也不同导致无法推断。
解题过程:
题给四种物质中,浓氨水与AgNO3(aq)混合,可能生成沉淀AgOH(会有部分分解为Ag2O),也可能生成无色Ag(NH3)2+(aq);NaAlO2(aq)与HCl(aq)混合,可能生成Al(OH)3沉淀,也可能生成无色AlCl3(aq)。
Al(OH)3沉淀溶于HCl(aq),但不溶于氨水;AgOH(含Ag2O)沉淀溶于氨水,但在HCl(aq)中沉淀并不消失。
这样,可知B、D为NaAlO2(aq)和AgNO3(aq),B遇A(氨水或稀盐酸)无现象,则B为NaAlO2,A为氨水,C为稀盐酸,D为AgNO3。
答案:
(1)A为NH3·H2OB为NaAlO2C为HClD为AgNO3
(2)3NaAlO2+9HCl=2AlCl3+Al(OH)3↓+3NaCl+3H2O(3)Ag++2NH3·H2O=Ag(NH3)2++2H2O
变式训练:
答案:
(1)钠
(2)Na2SiO3、碱(3)能碳酸的酸性强于硅酸。
解析:
首先,根据A和B的反应是一种重要化工生产中的主要反应作为突破口,来建立尝试的依据。
在中学化学中所介绍的重要化工生产主要有以下几种:
接触法制硫酸、氨催化氧化法制硝酸、合成氨工业、硅酸盐工业、电解饱和食盐水(即氯碱工业)、炼铁和炼钢等。
根据这些化工生产的主要反应,代入进行尝试,结合框图所示的逻辑关系,不难得出这样的结论:
即A和B的反应应是硅酸盐工业的主要反应。
已知硅酸盐工业的主要反应为:
①Na2CO3+SiO2
Na2SiO3+CO2,②CaCO3+SiO2
CaSiO3+CO2。
把反应①和②分别代入框图进行尝试,均符合图示逻辑关系,那么反应①和②是否都可以作此题的答案呢?
注意根据题中所问“化合物A的水溶液显性”,说明物质A可溶,而CaCO3是难溶于水的,显然只有反应①是最符合题意的。
例3:
思路点拨:
无机框图题,江苏高考连续四年都有对未知物质的推断,这是典型的“江苏特色”。
此类问题求解时应采取逆向推断。
疑难辨析:
本题求解时如果采用顺推法则很难下手,因为C是一种陌生物质——Ca3N2。
解题过程:
D为常见的无色液体,可考虑是H2O,由于B为固体单质,能和水发生反应生成气体单质K,可知B为活泼金属,K为H2。
I是一种常用的化肥,在其水溶液中滴加AgNO3,有不溶于稀HNO3的白色沉淀产生,说明I中含有氯离子,可考虑是NH4Cl,由此可说明E可能为NH3或HCl,若E为HCl,则A为Cl2,则Cl2和金属B反应后生成物的金属氯化物不会和水发生反应,可知E不是HCl,E应为NH3,H为HCl,则A为N2。
考虑到H和F反应生成J和水,说明该反应是中和反应,F是碱,J是氯化物,而题中描述J是一种实验室常用的干燥剂,因此可考虑是CaCl2,由此可推知金属B为钙,钙和氮气反应后的产物氮化钙的性质类似于氮化镁,能在水中发生强烈的水解生成氢氧化钙和氨气。
答案:
(1)NH4Cl[
]-Ca2+[
]-
(2)Ca3N2+6H2O=3Ca(OH)2+2NH3↑(3)Cl2+2OH-=ClO-+Cl-+H2O变式训练:
答案:
(1)
(2)Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3+2HClO制取漂白粉或漂粉精
(3)CH≡CH(g)+
O2(g)→2CO2(g)+H2O(l)ΔH=-1300kJ·mol-1(4)CaO2
解析:
根据G为白烟应猜想其为NH4Cl,则N为HCl、J为NH3,再根据L见光分解得到HCl猜想L为HClO;根据I为XY2型化合物、阴、阳离子个数比是2∶1且常用作干燥剂猜想其为CaCl2,根据反应④应可推知D为Ca(OH)2;A与水反应生成Ca(OH)2和可燃气体C,几乎可以断定A是CaC2,再结合A是XY2型化合物且阴、阳离子个数比是1∶1,即可确认A是CaC2。
有了前面的推断作基础,不难推断出F是Cl2、H是Ca(ClO)2、M是CaCO3、E是O2,最后根据反应②再结合B是XY2型化合物且阴、阳离子个数比是1∶1,即可推断B是CaO2。
【当堂反馈】
1.C2.
(1)
工业上制备金属钠
(2)SO2+2ClO-=SO42-+2Cl-(3)2Cu2S+3O2
2Cu2O+2SO2
【课后巩固】
1.BD2.B3.D4.B5.D6.CD7.C8.AD9.AB
10.
(1)硫和CS2都属于非极性分子,根据相似相溶原理:
非极性溶质一般能溶于非极性溶剂中
(2)
(3)①④⑤(4)CS2+3O2
CO2+2SO2(5)CO2+2OH-=CO32-+H2OCO2+OH-=HCO3-
11.
(1)B:
Ba(NO3)2D:
NH3·H2OX:
Al2(SO4)3(A、C无法判断)
(2)用酸碱指示剂或焰色反应进行鉴别。
12.
(1)
(2)K3Fe(C2O4)3(3)3CO+Fe2O3
2Fe+3CO2
(4)2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O(5)因为溶液中的草酸根被高锰酸钾氧化,溶液中的Fe3+与SCN—离子反应。
13.
(1)CuSO4、K2CO3、NaClNa2O2、(NH4)2SO4
(2)由定性分析知,Na2O2、(NH4)2SO4一定含有,Na2SO4、KNO3可能含有。
设33.0g粉末中含有Na2O2的物质的量为x,(NH4)2SO4物质的量为y。
由2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑2NaOH+(NH4)2SO4=Na2SO4+2NH3↑+2H2O
x2xx/22yy2y
所以:
+2y=
=0.15mol……
由题意知,上述反应中NaOH过量,过量的NaOH用盐酸中和:
所以:
2x-2y=2×0.0125L×4.0mol·L-1=0.1mol……
综合,解得x=0.1mol;y=0.05mol。
将溶液分成两等份后,向一份中加入过量的Ba(NO3)2溶液
可以生成BaSO4的物质的量为:
=0.055mol
33.0g粉末中含Na2SO4的物质的量为:
2×0.055mol-y=0.06mol
33.0g粉末中Na2O2、(NH4)2SO4、Na2SO4的质量和为:
0.1mol×78g·mol-1+0.05mol×132g·mol-1+0.1mol×142g·mol-1=2
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