高三化学二轮复习--专题3-元素及其化合物-突破点13-无机物之间的转化及其推断.doc

突破点13　无机物之间的转化及其推断

提炼1　解答无机推断题的一般方法
1.顺推法
根据题设条件和转化关系图，从最初反应物入手，利用给定反应物的结构和性质特点，按照转化关系图从前往后的顺序进行推断。
2．逆推法
有的推断题，最初条件意义并不明确，但某一结果有较明确的含义，求解时，从这一结果入手，采用逆推模式，逆向逐层推理。
3．假想验证法
由题设条件和转化关系图找出题目的突破口，并对有关内容建立假设，再将假设结果代入题中验证分析。
提炼2　解答无机推断题五步骤　
一审：审清题意，从题干→问题→框图迅速浏览一遍，尽量在框图中把相关信息表示出来。
二找：找“题眼”即找到解题的突破口。“题眼”主要有：物质的特殊颜色、特征反应现象、特殊反应条件、特征转化关系、特征数据等。
三析：从题眼出发，联系新信息及所学的旧知识，大胆猜测，顺藤摸瓜，应用正逆向思维、横向纵向思维等多种思维方式进行综合分析、推理，初步得出结论。
四验：验证确认，将结果放入原题检验，完全符合才算正确。
五答：按题目要求写出答案。
提炼3　无机推断的“题眼”
1.特殊结构
(1)分子为正四面体结构的物质有CH4、CCl4等；分子为三角锥形结构的物质有NH3；(2)不含金属元素的离子化合物为铵盐；(3)原子个数之比为1∶1的化合物可能为H2O2、Na2O2等。
2．常见物质的状态
(1)常温下为液体的有：H2O、H2O2、溴；(2)常温下为气体的单质有：H2、N2、O2、F2、Cl2。
3．常见物质的特殊颜色
(见突破点12，核心提炼1)。
4．常见特征反应现象
(1)焰色反应：钠元素(黄色)、钾元素(紫色，透过蓝色钴玻璃观察)；(2)使品红溶液褪色的气体：SO2(加热后又恢复红色)、Cl2(加热后不恢复红色)；(3)Fe(OH)2在空气中转变为红褐色Fe(OH)3(由白色→灰绿→红褐色)；(4)在空气中变为红棕色的气体：NO；(5)气体燃烧火焰呈苍白色：H2在Cl2中燃烧；(6)在空气中点燃火焰呈蓝色：CO、H2、CH4；(7)使湿润的红色石蕊试纸变蓝：NH3；(8)使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝：Cl2、Br2、FeCl3、碘水等；(9)加强碱并加热能放出使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体：原溶液中含铵盐；(10)氨气遇到挥发性酸生成白烟。
5．一些特殊条件
(1)反应时用到催化剂的反应：实验室制氧气、合成氨、氨的催化氧化等；(2)反应条件是高温的反应：铝热反应，煅烧石灰石的反应，铁和水蒸气的反应，C、H2还原金属氧化物的反应等；(3)反应条件是电解的反应：电解饱和食盐水、CuSO4溶液等。
6．特征数据
物质转化时相对分子质量的变化、各元素含量、相对密度等数据都是解题的关键，如CO→CO2、NO→NO2、SO2→SO3，转化后分子中都增加1个氧原子，相对分子质量变化均为16。
7．特征转化
(1)连续转化
①NH3NONO2HNO3
②H2S(S)SO2SO3H2SO4；③CCOCO2H2CO3；④NaNa2ONa2O2NaOH。
(2)三角转化

8．与工业生产相关的重要反应
工业制漂白粉
2Ca(OH)2＋2Cl2===Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2O
工业制纯碱
NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3＋NH4Cl、2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O
合成氨工业
N2＋3H22NH3
工业制盐酸
H2＋Cl22HCl
硫酸工业
4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2、2SO2＋O22SO3、SO3＋H2O===H2SO4
硝酸工业
4NH3＋5O24NO＋6H2O、2NO＋O2===2NO2、3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
氯碱工业
2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
工业制玻璃
Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑、CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑
高炉炼铁
Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2

(2016·全国乙卷)短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加。m、p、r是由这些元素组成的二元化合物，n是元素Z的单质，通常为黄绿色气体，q的水溶液具有漂白性，0.01 mol·L－1r溶液的pH为2，s通常是难溶于水的混合物。上述物质的转化关系如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．原子半径的大小W<X<Y
B．元素的非金属性Z>X>Y
C．Y的氢化物常温常压下为液态
D．X的最高价氧化物的水化物为强酸

C　[n是元素Z的单质，通常为黄绿色气体，则n为Cl2，Z为Cl元素。Cl2(n)与二元化合物p在光照条件下反应生成r和s,0.01 mol·L－1r溶液的pH为2，s通常是难溶于水的混合物，则p为CH4，r为HCl，s为CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4的混合物。二元化合物m与n反应生成q和r，q的水溶液具有漂白性，其中n为Cl2，r为HCl，从而推知m为H2O，q为HClO。结合四种短周期元素的原子序数关系及形成的二元化合物之间的转化推知，W、X、Y、Z元素分别为H、C、O、Cl。
A项同周期主族元素的原子半径，随原子序数的递增而逐渐减小，则原子半径的大小关系为H<O<C；B项由ClO2、CCl4可以得出元素的非金属性：O>Cl，Cl>C，则元素的非金属性强弱关系为O>Cl>C；C项Y(O)的氢化物有H2O、H2O2，常温常压下均为液态；D项X(C)的最高价氧化物的水化物为H2CO3，是一种二元弱酸。]

热点题型1　图表转化型推断
1．下列物质的制备与工业生产实际相符的是(　　)
【导学号：14942054】
A．N2NONO2HNO3
B．饱和NaCl(aq)NaHCO3Na2CO3
C．浓盐酸Cl2漂白粉
D．H2C===CH2CH3CH2OHCH3CHOCH3COOH
B　[N2放电生成NO的反应能耗大，产率低，不能用于制备NO，A错；B是侯氏制碱法的生产原理，正确；工业上不用浓盐酸和MnO2共热制氯气，C错；D项，此流程在实验室中可行，但不符合工业生产原则，工业上由乙烯制乙酸的流程为：H2C===CH2CH3CHOCH3COOH，错误。]
2．(2016·南京二模)一定条件下，下列各组物质能一步实现如图所示转化关系的是(　　)

选项
X
Y
Z
W
A
Al
Al2O3
NaAlO2
Al(OH)3
B
Fe3O4
Fe
FeCl2
FeCl3
C
H2SO4
SO2
S
SO3
D
CH3CH2Br
CH2===CH2
C2H5OH
CH2BrCH2Br
B　[A项，Al2O3不能直接转化为Al(OH)3，错误；C项，S不能直接转化为SO3，错误；D项，C2H5OH与CH2BrCH2Br不能直接相互转化，错误。]
3．(2016·乌鲁木齐质检)下列各选项中，不能利用置换反应通过Y得到X的一组化合物是(　　)
选项
化合物　　
A
B
C
D
Y
CO2
H2O
Fe2O3
FeCl3
X
MgO
CO
Al2O3
CuCl2
D　[A项，CO2与Mg反应生成MgO，正确；B项，C与H2O反应生成CO，正确；C项，铝热反应生成Al2O3，正确；D项，FeCl3与Cu反应不属于置换反应，错误。]
4．(名师押题)(2016·济南调研)已知甲、乙、丙三种物质均含有同种元素X，其转化关系如下：
甲乙丙
下列说法错误的是(　　)
A．若A为NaOH溶液，乙为白色沉淀，则X可能为短周期金属元素
B．若A为硝酸，X为金属元素，则甲与乙反应可生成丙
C．若A为氧气，丙在通常状况下为红棕色气体，则甲可能为非金属单质
D．若乙为NaHCO3，则甲或丙可能是CO2
B　[A项正确，合理的甲、A、乙、丙的组合譬如：氯化铝、氢氧化钠、氢氧化铝、偏铝酸钠；B项错误，即便利用变价金属铁，也不满足框图所示的转化关系；C项正确，合理的甲、乙、丙的组合譬如：氮气、一氧化氮、二氧化氮；D项正确，合理的甲、A、乙、丙的组合譬如：氢氧化钠、二氧化碳、碳酸钠、碳酸氢钠，也可以是碳酸钠、盐酸、碳酸氢钠、二氧化碳。]

ABC转化模式
1．A为N2、S、C、Na、NH3、H2S、CH4，D为O2。
2．A为Cl2，D为Fe，B为FeCl3，C为FeCl2。
3．A为Al3＋，D为OH－，B为Al(OH)3，C为AlO。
4．A为AlO，D为H＋，B为Al(OH)3，C为Al3＋。
5．A为P，D为Cl2，B为PCl3，C为PCl5。
6．A为O2，D为C，B为CO2，C为CO。
7．A为CO，D为H＋，B为HCO，C为CO2。
8．A为SO，D为H＋，B为HSO，C为SO2。
热点题型2　框图转化型推断
1．(2016·福建调研)均含有短周期元素W的X、Y、Z三种物质间的转化关系如图所示。下列说法不正确的是(　　)

A．W可能是非金属元素
B．X可能是氧化物
C．Y、Z之间的转化可能是氧化还原反应
D．Y和Z在溶液中反应可能生成X
C　[W可能是非金属元素，如X为NaHCO3，Y为CO2，Z为Na2CO3时，W为碳元素，A项正确；X可能是氧化物，如X为Al2O3，Y为Al2(SO4)3，Z为NaAlO2，B项正确；Y、Z之间的相互转化方式为加酸或加碱，不可能是氧化还原反应，C项错误；当X为Al(OH)3时，Y为Al2(SO4)3，Z为NaAlO2，Y和Z在溶液中反应可生成X，D项正确。]
2．已知A、B、C、D为气体，E、F为固体，G是氯化钙，它们之间的转换关系如下图所示：

(1)D的化学式是________________，E的化学式是________________。
(2)A和B反应生成C的化学方程式是______________。
(3)E和F反应生成D、H和G的化学方程式是________________________。
[解析]　本题的突破口为“D(气体)→E(固体)→D(气体)”这一系列转化过程，可联想到中学化学中“氨气→铵盐→氨气”这一转化过程，据此可推测D为NH3，结合G为CaCl2，可知E为NH4Cl，F为Ca(OH)2。其余物质可以逐一确定：A为H2(或Cl2)，B为Cl2(或H2)，C为HCl，H为H2O。
[答案]　(1)NH3　NH4Cl　(2)H2＋Cl22HCl
(3)2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O
3．(名师押题)(2016·长沙市长郡中学月考)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)写出F在元素周期表中的位置：__________________________。
(2)由J的饱和溶液可以制得胶体，其原理是_______(用化学方程式表示)。
(3)电解X溶液的离子方程式为_________________________________。
(4)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________。
(5)G＋J―→M的离子方程式是____________________________。
(6)Y受热分解的化学方程式是____________________________。
(7)G中离子浓度由大到小的顺序为______________________________，
将G蒸干灼烧得到的物质为_____________________________(填化学式)。
[解析]　F是地壳中含量最多的金属元素的单质，则F为Al；X电解生成A、B两种气态单质和能与Al反应的物质C，可知X为饱和NaCl溶液，C为NaOH溶液，A、B为H2、Cl2中的一种，则D为HCl，D与黑色固体E反应又生成B，可知E为MnO2，B为Cl2，故A为H2；G为NaAlO2溶液，M为红褐色沉淀Fe(OH)3，则J中含有Fe3＋，应为FeCl3溶液，故氧化物H为Fe2O3；I为红棕色气体，且为氧化物，则I为NO2，从而可知N为HNO3溶液，故Y为Fe(NO3)3。(1)Al在元素周期表中位于第3周期ⅢA族。(2)实验室制备Fe(OH)3胶体的方法：将饱和FeCl3溶液逐滴加入沸水中，加热煮沸至液体呈红褐色时停止加热，反应的化学方程式为FeCl3＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3HCl。
(3)电解饱和食盐水生成NaOH、H2和Cl2。(4)MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，氧化剂为MnO2，HCl既表现还原性又表现酸性，各占一半，氧化剂被还原，还原剂被氧化，故被氧化与被还原的物质的物质的量之比是2∶1。(5)Fe3＋水解呈酸性，AlO水解呈碱性，两者相互促进，完全水解生成Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀：Fe3＋＋3AlO＋6H2O===Fe(OH)3↓＋3Al(OH)3↓。
(6)Fe(NO3)3受热分解生成Fe2O3、NO2，N的化合价降低，故必有一种元素的化合价升高，从化学式来看，只能是O，故产物中还有O2。根据化合价升降守恒和原子守恒可配平化学方程式。(7)NaAlO2溶液中AlO发生水解AlO＋2H2OAl(OH)3↓＋OH－，故溶液中离子浓度大小关系为c(Na＋)>c(AlO)>c(OH－)>c(H＋)。加热NaAlO2溶液时，水解平衡向右移动，c(OH－)逐渐增大，将会溶解Al(OH)3重新生成NaAlO2，故蒸干灼烧该溶液得到的固体仍然是NaAlO2。
[答案]　(1)第3周期ⅢA族　(2)FeCl3＋3H2O
Fe(OH)3(胶体)＋3HCl
(3)2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑　(4)2∶1
(5)Fe3＋＋3AlO＋6H2O===Fe(OH)3↓＋3Al(OH)3↓
(6)4Fe(NO3)32Fe2O3＋12NO2↑＋3O2↑
(7)c(Na＋)>c(AlO)>c(OH－)>c(H＋)　NaAlO2

框图推断的思路：(1)迅速浏览→整体扫描→产生印象→寻找“题眼”；(2)由点到面→随机检验；(3)注意联系→大胆假设→全面分析[顺推法、逆推法或假想验证法]→验证确认。解题的关键是要结合特征反应、现象等信息快速确定物质的化学式，以此找到“题眼”；再结合顺推、逆推等方法，顺藤摸瓜，逐一确定各物质的化学式。