高考化学元素及其化合物推断.docx
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高考化学元素及其化合物推断
专题七元素及其化合物推断
【高频考点解读】
无机框图推断题,既能检查学生元素化合物基础知识的掌握情况,又能检查学生灵活应用知识的能力,更能考查学生的逻辑推理能力,难度较大,是近年来高考重要题型之一。
解答无机框图推断题,应认真分析题干,找出明显条件和隐蔽条件。
通过结构特征、反应特征、现象特征或其他的一些特征,找出突破口,也就是所谓的“题眼”,通过正推法、逆推法、假设法、猜测法等得出结论。
【热点题型】
题型一由物质特征结构推断无机物
例1、A、B、C、D、E为五种常见的短周期元素,常温下A、B可形成B2A2和B2A两种液态化合物,B与D可形成分子X,也可形成阳离子Y,X、Y在水溶液中酸、碱性恰好相反,C元素的焰色反应呈黄色,E与C同周期,且E的阳离子在其所在周期元素形成的简单离子中半径最小,试回答:
(1)D元素处于周期表的位置____________。
(2)B2A2对应化合物的结构式为__________,Y的电子式为____________。
(3)液态X类似B2A,也能微弱电离且产生电子数相同的两种离子,则液态X的电离方程式为______________。
(4)A、D、E三种元素形成的盐(化学式为A9D3E)的水溶液呈________性,用离子方程式解释其原因________。
(5)W、Q是由A、B、C、D四种元素中任意三种组成的不同类型的强电解质,W的水溶液呈碱性,Q的水溶液呈酸性,且物质的量浓度相同的W、Q溶液中水的电离程度前者小于后者,则W为________,Q为________(填化学式)。
(6)用A单质和B单质可制取气体燃料电池,该电池用多孔的惰性电极浸入浓KOH溶液,两极分别通入A单质和B单质。
写出该电池的电极反应方程式:
负极:
_______;正极:
________。
【提分秘籍】
物质结构是中学化学知识的重要组成部分,物质特征结构是解答无机推断题的第一突破口,尤其是短周期元素及其化合物的特征结构。
常用到的知识有:
1.原子的特征结构
(1)最外层电子数=电子层数的元素有H、Be、Al;最外层电子数=电子层数2倍的元素有He、C、S;最外层电子数=次外层电子数2倍的元素是C;最外层电子数=次外层电子数3倍的是O。
(2)次外层电子数为2的元素必在第二周期,次外层电子数为8的元素可能在第三周期,也可能在第四、五、六、七周期的第ⅠA、ⅡA族。
(3)绝大多数元素具有不同的核素、同位素现象,核素(或原子)之间一定遵循如下关系:
质子数+中子数=质量数,质子数=核电荷数=原子序数=核外电子数,原子的相对原子质量=其质量数等。
2.微粒的特征结构
(1)核外电子总数为10的微粒。
(2)核外电子总数为18的微粒。
(3)任何微粒中的有关微粒之间遵循如下关系:
质子总数+中子总数=质量数之和,质子总数=核外电子总数+所带电荷(阳离子所带电荷为正整数,阴离子所带电荷为负整数,原子、分子、基团等所带电荷为零),微粒的摩尔质量数值上=其质量数之和等。
3.正四面体等特征结构
单质分子为正四面体的是白磷(P4);化合物分子呈正四面体结构的有甲烷(CH4)、四氯化碳(CCl4)等,呈三角锥形结构的有氨气(NH3);离子呈正四面体结构的有铵根离子(NH4+)等。
【热点题型】
题型二由物质特征性质推断无机物
例2、已知如图Z4-1所示各物质的转化关系中,某些反应部分产物已被省去。
其中反应②用于常见金属I的冶炼,B为淡黄色固体,D、G、H均为气体且D、H无色。
试回答下列问题:
(1)溶液A为________(写名称),B的电子式________________________。
(2)反应①的离子方程式:
____________________,
反应③的离子方程式:
_____________________。
(3)有同学认为M也可由溶液J、溶液K各自加热灼烧获得,试判断这种说法是否正确?
________(填“是”或“否”),理由是___________________。
【提分秘籍】
物质性质也是中学化学知识的重要组成部分,物质特征性质是解答无机推断题的突破口之一,这就要求同学们熟悉物质的特征性质,如颜色、状态、溶解度、熔沸点等物理性质;与酸、碱、盐的反应,与水的反应,溶液的酸碱性等化学性质。
解答此类试题时,先确定个别物质的化学组成,由此顺藤摸瓜,就会不攻自破。
常见物质的特征性质有:
1.黑色固体有:
MnO2、C、CuO、FeO、Fe3O4(有磁性)、铁粉;紫(黑)色固体有:
KMnO4、I2;(紫)红色固体有:
Cu;(淡)黄色固体有:
Na2O2、S、AgBr;蓝色固体有:
胆矾;绿色固体有:
铜绿。
2.有色气体有:
NO2(红棕色)、Cl2(黄绿色);无色有刺激性气味的气体有:
SO2、NH3、HX(F、Cl、Br、I);无色无味的气体有:
H2、N2、O2、CO、CH4、C2H2、NO等。
3.常温下呈液态的特殊物质:
Br2(非金属单质)、Hg(金属单质)、H2O、H2O2等。
4.溶液中的有色离子有:
Cu2+(蓝色)、Fe2+(浅绿色)、Fe3+(黄色)、MnO
(紫色)等。
5.Br2在水中显黄(橙)色,在有机溶剂中显橙(红)色;I2在水中显黄(褐)色,在有机溶剂(除酒精外)中显紫(红)色。
6.白色沉淀有:
H2SiO3、BaSO4(不溶于酸)、AgCl(不溶于酸)、BaSO3、Mg(OH)2、Al(OH)3(既溶于强酸又溶于强碱)、BaCO3、CaCO3、Fe(OH)2(极不稳定)等;黄色沉淀有:
AgBr、AgI、S;红褐色沉淀有:
Fe(OH)3;蓝色沉淀有:
Cu(OH)2等。
7.Si可作半导体材料;SiO2可用于制作高性能通信材料光导纤维;SiO2既可溶于强碱又能溶于HF;NO、CO属于不成盐氧化物。
【热点题型】
题型三由物质特征转化关系推断无机物
例3、A、B、C、D、E、F六种物质在一定条件下有如图Z4-2所示的相互转化关系,所有反应物和生成物均已给出。
(1)若反应①、②、③均为溶液中的置换反应,A、D、E为常见的金属单质,则A、D、E的还原性由强到弱的顺序为________________。
请写出满足以上要求的离子方程式:
反应①____________;反应②_____________。
(2)若反应①、②、③均为复分解反应。
请写出满足要求的化学方程式:
反应①_____________________;
反应②_____________________。
(3)若B是水,C是一种有磁性的化合物,E是一种无色、无味的有毒气体,则反应①的化学方程式是__________________。
【提分秘籍】
物质之间的特征转化关系是中学化学知识的重要组成部分,熟悉物质之间的特征转化关系也是解答无机推断题的突破口,中学化学常见的一些特征转化关系有:
1.A
B
C
酸或碱,符合此线性转化规律的常见物质有:
NH3、H2S、S、CH4、C、Na等。
例如:
(1)NH3
NO
NO2
HNO3。
(2)H2S/S/金属硫化物(FeS2、FeS、Cu2S、CuS等)
SO2
SO3
H2SO4。
(3)CH4/C
CO
CO2
H2CO3
(4)Na
Na2O
Na2O2
NaOH
2.符合三角转化规律的常见物质有:
有MnO2参与的化学反应有:
2H2O2
2H2O+O2↑,2KClO3
2KCl+3O2↑,MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O。
符合A(或A+B)
C(或C+D)条件下的反应有:
4NH3+5O2
4NO+6H2O,2KClO3
2KCl+3O2↑,2H2O2MnO2,F2H2O+O2↑,2SO2+O2
2SO3,N2+3H2
2NH3等。
有电解条件的有:
2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑;2Al2O3
3O2↑+2Al。
4.由一种物质受热分解生成三种物质的物质有:
KMnO4、NaHCO3、Ca(HCO3)2、NH4HCO3、(NH4)2CO3、HNO3等。
5.符合转化特征A—
的A物质一定是弱酸的铵盐,如:
(NH4)2CO3或NH4HCO3、(NH4)2S或NH4HS、(NH4)2SO3或NH4HSO3等,C一定是NH3,B为CO2、H2S或SO2。
6.符合单质
,A可能是S或Cl2。
7.与强碱反应生成氢气的金属为铝,非金属为硅。
【热点题型】
题型四由物质特征实验现象推断无机物
例4、现有四瓶丢失标签的NaOH、Na2CO3、AlCl3、NH4HSO4溶液,为鉴别四瓶溶液,将四瓶溶液编号为A、B、C、D进行实验。
实验过程和记录如图Z4-3所示(无关物质已经略去):
请回答:
(1)Y、Z的化学式分别为:
Y__________;Z__________;X与B反应的离子方程式为_________________________。
(2)D溶液pH________(填“大于”、“小于”或“等于”)7,原因是(用离子方程式表示)____________________。
(3)等物质的量浓度的A、B、C、D溶液pH由大到小的顺序是__________(用化学式表示)。
(4)请写出C与过量B反应(加热)的离子方程式:
____________________。
(5)若B、C的稀溶液混合后(不加热)溶液呈中性,则该溶液中离子浓度从大到小的顺序是______________。
【提分秘籍】
实验是中学化学知识的重要组成部分,抓住物质在反应过程中产生的各种特征实验现象,如气体的产生、沉淀的生成、颜色的变化等,结合所学元素化合物知识就能进行推断、确认,因此物质的特征实验现象是解答无机推断题的突破口之一。
常见的特征实验现象有:
1.燃烧:
H2在Cl2中燃烧发出苍白色火焰;C2H2(或C6H6)在氧气中燃烧,火焰明亮,产生大量的黑烟;镁条在二氧化碳中点燃时剧烈燃烧,发出耀眼白光,生成黑、白色的固体等。
2.含钠元素的物质的焰色反应呈黄色,含钾元素的物质的焰色反应(透过蓝色钴玻璃观察)呈紫色。
3.含有Fe2+的溶液遇碱液出现沉淀,颜色转变为:
白色→灰绿色→红褐色;Fe2+遇SCN-无明显变化,再通入Cl2或加新制氯水后溶液显红色;Fe3+遇SCN-显红色,遇碱液生成红褐色沉淀,遇苯酚显紫色。
4.遇Ba2+生成白色沉淀且不溶于盐酸的只有SO
,遇Ag+生成白色沉淀且不溶于稀硝酸的有Cl-。
5.溶于水显碱性的气体或使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体是NH3;与强碱溶液反应产生气体的溶液一般含有NH
;与酸反应产生气体的溶液一般含有CO
、HCO
、SO
、HSO
等。
6.使品红溶液褪色的气体有SO2、Cl2、O3等;在空气中由无色变为红棕色的气体是NO;遇水产生气体的物质有碱金属、Na2O2、F2等;与水反应放出气体且有难溶物或微溶物生成的物质有Al2S3、Mg3N2、CaC2等。
【热点题型】
题型五由化学计算推断无机物
例5、短周期元素A、B、C、D中,0.5molA元素的离子得到6.02×1023个电子后被还原为中性原子,0.4gA的氧化物恰好与100mL0.2mol/L的盐酸完全反应,A元素原子核质子数与中子数相等;B元素原子核外电子数比A元素原子核外电子数多1,C-离子核外电子层数比A元素的离子核外电子层数多1;D元素原子最外层电子数是次外层的2倍。
请填写下列空格:
(1)A、B、C、D四种元素的符号:
A________B________,C________,D________。
(2)C、D两元素组成的物质,分子含有__________键(填“极性”或“非极性”,下同),其电子式是____________。
(3)A、B、C三种元素的离子半径由大到小的顺序为________________(用离子符号表示)。
【提分秘籍】
化学计算是中学化学的重要组成部分,解答无机推断题时,不仅要注意物质的结构、性质、相互转化中特征反应和实验现象,还要注意转化之中量的变化,所以根据化学计算也能推断无机物。
中学化学常见式量规律有:
式量为28:
CO、C2H4、N2;式量为30:
NO、C2H6、HCHO;式量为44:
CO2、N2O、C3H8、CH3CHO;式量为46:
NO2、C2H5OH;式量为78:
C6H6、Al(OH)3、Na2O2、Na2S;式量为100:
Mg3N2、CaCO3、KHCO3;式量相差16一般是相差一个氧原子等。
(2)C、D两元素组成的分子为CCl4,四个C-Cl键以碳原子为中心的正四面体结构。
(3)A、B、C三种元素的离子依次为Mg2+、Al3+、Cl-,前两者的电子层数均为两层(但Mg2+的质子数小于Al3+),Cl-有三层,故半径为Cl->Mg2+>Al3+。
【随堂巩固】
1.已知A、B、C、D是中学化学的常见物质,且A、B、C均含有同一种元素。
在一定条件下它们之间的相互转化关系如图所示(部分反应中的H2O已略去)。
请回答下列问题:
(1)若A可用于自来水消毒,D是生产、生活中用量最大、用途最广的金属单质,加热蒸干B的溶液不能得到B,则B的化学式可能是__________;工业上制取A的离子方程式_________________________。
(2)若A是一种碱性气体,常用作制冷剂,B是汽车尾气之一,遇空气会变色,则反应①的化学方程式为____________________________________。
(3)若D是氯碱工业的主要产品之一,B有两性,则反应②的离子方程式是________________________________________________________________。
(4)若A、C、D都是常见气体,C是导致酸雨的主要气体,则反应③的化学方程式为_________________________________________________________。
某同学将搜集到的一定量的酸雨保存在密闭容器中,每隔一定时间测酸雨的pH,发现在起始一段时间,酸雨的pH呈减小趋势,用离子方程式解释原因:
_____________________________________________________________。
2.右图表示某固态单质A及其化合物之间的转化关系(某些产物和反应条件已略去)。
化合物B在常温常压下为气体,B和C的相对分子质量之比为4∶5,化合物D是重要的工业原料。
(1)写出A在加热条件下与H2反应的化学方程式:
_________________________________________________________________;
(2)写出E与A的氢化物反应生成A的化学方程式:
_________________________________________________________________;
(3)写出一个由D生成B的化学方程式:
________________________________________________________________;
(4)将5mL0.10mol·L-1的E溶液与10mL0.10mol·L-1的NaOH溶液混合。
①写出反应的离子方程式:
_________________________________________;
②反应后溶液的pH________7(填“大于”“小于”或“等于”),理由是_________________________________________________________________;
③加热反应后的溶液,其pH________(填“增大”“不变”或“减小”),理由是_____________________________________________________________。
3.下列框图中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下图所示(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,________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_______________________________________。
4.已知A~K均为中学化学的常见物质,它们之间的转化关系如下图所示,其中A、D为金属单质,反应过程中生成的水及其他部分产物已略去。
请回答以下问题:
(1)B的主要用途是______________(填一项),C的化学式为__________。
(2)E中阳离子的结构示意图为____________,CO2的电子式为________________。
(3)向F入足量CO2生成K的离子方程式是__________________。
(4)J在工业上可用于净水,其原理是_____________________________(用离子方程式表示)。
(5)写出H在空气中生成I的化学方程式______________________。
5.有一化合物X,可发生如下的转化关系(部分反应物、生成物省略)。
其中B、D、E、F均为无色气体,W、K为常见的金属单质,C为难溶于水的红褐色固体。
在混合液中加入BaCl2溶液可生成不溶于稀盐酸的白色沉淀,H和W反应可放出大量的热。
(1)X中滴入过量NaOH溶液的离子方程式为__________________________。
(2)I和水反应生成G的化学方程式为________________________________。
(3)I转化为G的反应中,当有2molG生成时,转移的电子数为_______________________________________________________________。
(4)引发H和W反应的操作是________________________________________。
6.现有短周期元素构成的3种单质甲、乙、丙,它们在一定条件下能发生如下变化,部分产物已略去。
(1)若反应①可在常温下进行,则A的电子式为________。
若反应①需在加热条件下进行,则反应①的化学方程式为____________________________。
(2)反应②的化学方程式为________,该反应是________(填“放热”或“吸热”)反应。
(3)从C溶液中得到C需经过两步操作:
先从C溶液中得到晶体,再将得到的晶体转化为C。
从C溶液中得到晶体的过程被称为________,将得到的晶体转化为C的实验条件是____________________________________。
(4)反应③中氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。
7.已知A、B、C、D、E、F、G和X八种物质存在如下图所示的转化关系。
其中C是过渡元素的单质,其他元素均是短周期元素;B的浓溶液和稀溶液都能与C反应,但还原产物不同;反应⑤用于传统制镜工业,X是医疗上病人重要的营养补给物质(通过输液);F是大气污染物,也是汽车尾气的成分之一。
请回答下列问题:
(部分生成物未标出)
(1)A、X的化学式分别是,;G溶液俗称为。
(2)写出反应①的离子方程式。
(3)写出E的分子式,请用电离方程式解释E的水溶液呈碱性的原因
。
(4)已知1gE与足量的空气混合,在加热及有催化剂存在下发生反应生成气态产物,放出热量13.3kJ,请写出该反应的热化学方程式。
(5)为了消除F对大气的污染,工业上采用在催化剂作用下E与F反应,将其转化为无毒气体和水,请写出该反应的化学方程式。
8.A、B、C、D四种元素原子的核电荷数依次增大(均小于20),其单质及相应的化合物能发生如下反应关系:
(1)写出F的电子式。
(2)气体H有毒,可用Na2CO3溶液吸收,生成两种酸式盐,该反应的化学方程式为:
________________。
(3)加热E的水溶液后并灼烧,最终得到的固体为,原因为
。
(用化学反应方程式来表示)
(4)室温下,向F的水溶液中加入等体积等浓度的盐酸反应后所得溶液的PH>7,则此溶液中离子浓度由小到大的顺序为:
。
(5)将气体H放在空气中充分燃烧可得到气体氧化物BO2,BO2可与氧气继续反应:
2BO2+O2
2BO3,在一个固定容积为2L的密闭容器中充入0.20mol的BO2和0.10mol的O2,半分钟后达到平衡,测得容器中含BO3为0.18mol,则
=molL-1min-1。
若继续通入0.20molBO2和0.10molO2,再次达到新平衡后,BO3的物质的量介于之间。
9.甲、乙、丙均为中学化学常见的气体单质,A、B、C为常见的化合物,已知:
⑴A和B都极易溶于水,用两根玻璃棒分别蘸取A和B的浓溶液后,相互靠近会看到白烟
⑵各物质之间存在如下图所示的转化关系
请回答下列问题:
⑴写出物质A与B的化学式:
、。
⑵C溶液中离子浓度的大小关系是。
⑶“C溶液+镁粉→甲”的化学方程式为。
⑷丙气体通入200mL氢氧化钠溶液中恰好完全反应,此时电子转移总数为0.1NA,则氢氧化钠溶液的pH为。
⑸常温下,向含白色沉淀M的浊液中加入氯化钠固体,M的溶解度将(填“增大”、“减小”或“不变”),Ksp(M)将(填“增大”、“减小”或“不变”)。
10.下图中的B~K分别代表有关反应的一种反应物或生成物,其中A、C、F、K是固体;E是常见的气体单质,I是红棕色的气态氧化物。
固态物质A(混合物)加热后生成的气体混合物若通过碱石灰只剩余气体B,若通过浓硫酸则只剩余气体D。
各物质间的转化关系如下图所示:
请回答下列问题:
(1)B的化学式为_____________________,D的电子式_________________________.
(2)写出实验室检验A物质中含有的阳离子的方法。
(3)写出实验室制取B的化学方程式。
(4)将0.01molD通入1L0.01mol/LF溶液中,所得溶液中所含离子浓度由大到小排列顺序为。
(5)写出N的稀溶液与过量的铁粉反应的离子方程式。
(6)若混合气体通过碱石灰得到的气体B与通过浓硫酸得到的气体D的物质的量之比是8∶5,则用物质的量的关系表示此固体A的组成为。
11.已知A为常见金属,X、Y为常见非金属,X、E、F、G常温下为气体,C为液体,B是一种盐,受热极易分解,在工农业生产中用途较广(如被用作某些电池的电解质)。
现用A与石墨作电极,B的浓溶液作电解质,构成原电池。
有关物质之间的转化关系如下图:
(注意:
其中有些反应的条件及部分生成物被略去)
请填写下列空白:
(1)反应④为A在某种气体中燃烧,生成单质Y
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