专项17--陌生物质的推断(新高考专用)(解析版).docx

第二篇 元素及其化合物
专项17 陌生物质的推断

无机推断题是一种重要形式，浓缩了元素及其化合物知识，具有极强的学科特色，题材广、可考查内容多且容易控制卷面难度的题型特点，成了高考命题中一种十分重要形式。近年来出现(浙江选考)已不囿于传统的无机推断，改头换面以小流程结合定量计算进行推断的形式出现。

1．(2022·浙江省6月选考)化合物X由三种元素组成，某实验小组按如下流程进行相关实验：

化合物X在空气中加热到，不发生反应。
请回答：
(1)组成X的三种元素为_______；X的化学式为_______。
(2)溶液C的溶质组成为_______(用化学式表示)。
(3)①写出由X到A的化学方程式_______。
②X难溶于水，但可溶于氨水中，写出该反应的离子方程式_______。
(4)设计实验，检验尾气中相对活泼的2种气体_______。
【答案】(1)   Ba、Cu、O     BaCu3O4
(2)HCl、H2SO4
(3) 2NH3+BaCu3O4Ba(OH)2+3Cu+N2+2H2O     BaCu3O4+12NH3H2O＝3Cu(NH3)42++Ba2＋+8OH－+8H2O
(4)将湿润的红色石蕊试纸置尾气出口，若变蓝，说明尾气中有NH3。将尾气通入冷的集气瓶中，若有液珠，说明有H2O
【解析】化合物X由三种元素组成，在加热条件下和足量氨气反应生成固体混合物A，A和盐酸反应生成0.960g紫红色固体应该是Cu，无色溶液B中加入0.015mol稀硫酸生成白色沉淀1.165g应该是BaSO4，无色溶液C中加入足量BaCl2溶液生成白色沉淀2.330g是BaSO4。(1)根据以上分析可知Cu的物质的量是0.96g÷64g/mol＝0.015mol，第一次生成硫酸钡的物质的量是1.165g÷233g/mol＝0.005mol，第二次生成硫酸钡的物质的量是2.33g÷233g/mol＝0.01mol，因此1.965gX中一定含有0.96gCu，Ba的质量是0.005mol×137g/mol＝0.685g，二者质量之和是1.645g＜1.965g，相差0.32g，根据原子守恒可知应该是氧元素，物质的量是0.32g÷16g/mol＝0.02mol，则Ba、Cu、O三种原子的个数之比是1：3：4，所以组成X的三种元素为Ba、Cu、O，X的化学式为BaCu3O4。(2)根据氯原子原子守恒以及溶液C仍然能与氯化钡反应生成硫酸钡可知溶液C的溶质组成为HCl、H2SO4。(3)①反应中Cu元素化合价降低，得到电子，则氨气中氮元素化合价升高，被氧化生成氮气，根据原子守恒可知由X到A的化学方程式为2NH3+BaCu3O4Ba(OH)2+3Cu+N2+2H2O。②X难溶于水，但可溶于氨水中，说明有Cu(NH3) 42+生成，所以该反应的离子方程式为BaCu3O4+12NH3H2O＝3Cu(NH3) 42++Ba2＋+8OH－+8H2O。(4)反应中氨气可能过量，高温下水是气态，氮气性质稳定，所以需要检验的是氨气和水蒸气，实验方案为：将湿润的红色石蕊试纸置尾气出口，若变蓝，说明尾气中有NH3。将尾气通入冷的集气瓶中，若有液珠，说明有H2O。
2．(2022·浙江省1月选考)化合物X由4种元素组成。某兴趣小组按如图流程进行实验：

请回答：
(1)组成X的元素有______，X的化学式为___________。
(2)溶液C中溶质的成分是______(用化学式表示)；根据C→D→E的现象，给出相应微粒与阳离子结合由弱到强的排序_____________________。
(3)X与足量Na反应生成固体F的化学方程式是_____________________。
(4)设计实验确定溶液G中阴离子____________________________________。
【答案】(1)Fe、S、O、H FeH(SO4)2
(2)FeCl3、HCl、BaCl2 Cl-、H2O、SCN-、OH-
(3)2FeH(SO4)2+40Na2Fe+4Na2S+16Na2O+H2
(4)用玻璃棒蘸取溶液G，点在红色石蕊试纸上，若变蓝，说明存在OH-；取少量溶液G，加入足量H2O2，用盐酸酸化，再加入BaCl2溶液，有白色沉淀，说明有S2-
【解析】X形成水溶液，与氯化钡反应生产白色沉淀，且沉淀不与盐酸反应说明生产硫酸钡，说明X含有硫酸根，溶液加入KSCN变红说明含有Fe3+，B为4.66g则为0.02mol硫酸钡，说明X含有0.02mol的硫酸根，H中为Fe单质，即为0.01mol，X中含有0.01molFe，由此可知X中应含有0.01的H。(1)由分析可知，组成X的元素有：Fe、S、O、H；X的化学式为FeH(SO4)2；(2)X 为FeH(SO4)2与氯化钡反应，溶液C中溶质的成分是FeCl3、HCl以及过量的BaCl2；根据C为溶液，铁离子在水中会水解，C→D形成络合物，D→E形成沉淀，相应微粒与阳离子结合由弱到强的排序：Cl-、H2O、SCN-、OH-；(3)X与足量Na反应生成固体F的化学方程式是：2FeH(SO4)2+40Na2Fe+4Na2S+16Na2O+H2；(4)设计实验确定溶液G中阴离子：用玻璃棒蘸取溶液G，点在红色石蕊试纸上，若变蓝，说明存在OH-；取少量溶液G，加入足量H2O2，用盐酸酸化，再加入BaCl2溶液，有白色沉淀，说明有S2-。

无机推断中，最为核心的是要依据条件、现象推断出物质，未知物质化学式的思维过程可概括为思维起点的选择——推断题中的思维起点应是最具特征的某个条件(包括文字叙述或某个变化过程)，即依物质的特性或特征转化来确定“突破口”。
1．思维过程的展开——解题者在确定思维起点的基础上，利用题目所给信息，结合已有的化学知识和解题经验进行推断。
(1)根据框图以及题给信息，结合“基础知识的梳理——元素化合物的性质”。常见的主要是特征现象，比如沉淀的颜色、气体的颜色、气体的特殊性质以及焰色反应等，初步确定物质的元素组成。
(2)根据题给数据，运用元素守恒(质量守恒)、电荷守恒以及电子的是守恒等方法求解物质物各元素的原子(离子)的物质的量，从而找出它们的个数之比，得出未知物质的化学式。
2．思维过程的检验——将上述思维过程的结果代入题中，检查一下是否符合题中条件。
解题方法及推理过程表示如下：

1．(2022·浙江省舟山市高三第三次模拟)A、B、C、D为前三周期的四种元素，化合物X(X的摩尔质量为594g·mol-1)由四种元素组成。A、B的价层电子排布可表示为asa，bsbbp2b，B、C同主族，化合物Z是最常见的溶剂，混合气体W能使晶红溶液褪色，气体G能使带火星的木条复燃。各物质间有如图转化关系，某兴趣小组展开如图实验(气体的体积均在标准状况下测得)：

请回答：
(1)化合物X的组成元素是___。
(2)白色沉淀H的化学式___，写出H的一种用途___。
(3)写出X高温分解的化学方程式为___。
(4)溶液E与NaOH溶液发生非氧化还原反应可制得X，化学方程式为___。
(5)关于混合气体W能使品红溶液褪色的原因，一般认为：W混合气体能使品红褪色，不是其中某种气体本身与品红作用，而是该气体与水反应的生成物使品红褪色。请设计实验证明___。
【答案】(1)Mg、O、H、S
(2) BaSO4     医疗上做钡餐(或是制造其他钡盐的原料或白色颜料)
(3)2Mg4(OH)6SO48MgO+2SO2↑+O2↑+6H2O
(4)4MgSO4+6NaOH=Mg4(OH)6SO4+3Na2SO4
(5)配制品红无水乙醇溶液，通入二氧化硫，不褪色，品红溶液中加入亚硫酸钠固体，褪色更快
【解析】由“A、B的价层电子排布可表示为asa，bsbbp2b”，可推出A为H元素，B为O元素；由“B、C同主族”，可推出C为S元素；由“白色固体Y可溶于稀硫酸”，可推出Y为MgO，从而得出D为Mg元素。由“化合物Z是最常见的溶剂”，可推出Z为H2O；由“混合气体W能使晶红溶液褪色，气体G能使带火星的木条复燃”，可推出气体由SO2和O2组成，气体G为O2。由“溶液F中加入BaCl2可生成白色溶液H”，可推出H为BaSO4，F为H2SO4与HCl的混合物。(1)由以上分析可知，四种元素分别为H、O、S、Mg，从而得出化合物X的组成元素是Mg、O、H、S；(2)由分析可知，H为H2SO4与BaCl2反应生成的难溶物BaSO4，其用途为医疗上做钡餐(或是制造其他钡盐的原料或白色颜料)；(3)n(MgO)=，n(H2O)=，n(SO2)=，n(O2)=；n(MgO):n(H2O):n(SO2):n(O2)=0.8mol:0.6mol:0.2mol:0.1mol=8:6:2:1，从而得出X的化学式为Mg4(OH)6SO4。X高温分解的化学方程式为2Mg4(OH)6SO48MgO+2SO2+O2+6H2O；(4)由以上分析知，E为MgSO4，MgSO4与NaOH溶液发生非氧化还原反应可制得Mg4(OH)6SO4，则反应的化学方程式为4MgSO4+6NaOH=Mg4(OH)6SO4+3Na2SO4；(5)设计实验时，一方面要创设非水溶液中的情境，即将SO2通入无水品红溶液中，另一方面是在品红水溶液中加入含有SO32-或HSO3-的固体盐，从而得出实验方案为配制品红无水乙醇溶液，通入二氧化硫，不褪色，品红溶液中加入亚硫酸钠固体，褪色更快。
2．(2022·浙江省五校高三联考)为探究由3种短周期元素构成的化合物X的性质。完成如图实验：

已知：所有气体体积已折算成在标准状况下的体积
(1)X的化学式为____。
(2)上述流程中气体B与足量CuO反应的化学方程式为____。
(3)溶液A通入过量CO2时，发生反应的离子方程式为____。
(4)将D溶液通过一系列操作获得结晶水合物(含有结晶水的盐)，加热该结晶水合物产生两种气体，将生成的有色混合气体(>100℃)全部收集并冷却。气体全部反应无剩余，得到一种一元强酸的水溶液(其中酸与水的物质的量之比1∶1)写出该结晶水合物受热分解的化学方程式____。
(5)设计实验证明D溶液的阴离子(OH-除外)____。
【答案】(1)Al4C3•AlN(Al5C3N)
(2)CH4+4CuOCO2+2H2O+4Cu
(3)CO2+OH-=HCO3-、CO2+2H2O+AlO2-=HCO3-+Al(OH)3↓
(4)2[Cu(NO3)2•3H2O] 2CuO+4NO2↑+O2↑+6H2O
(5)取少量溶液D于试管中，加入浓硫酸，无明显现象；再加入Cu，若出现红棕色气体，则含有NO3-
【解析】由溶液A能与过量二氧化碳反应生成白色胶状沉淀，白色胶状沉淀灼烧得到的白色粉末可知，溶液A为偏铝酸钠溶液、白色胶状沉淀为氢氧化铝、白色粉末E为氧化铝，氧化铝的物质的量为=0.25mol，铝元素的物质的量为0.5mol，则18.5g固体X中含有0.5mol铝元素；混合气体A冷却可得到液体B，则B易液化，B经催化氧化，再被水吸收得到的一元强酸C，C能与铜反应得到蓝色溶液，B为氨气，C为硝酸，D为硝酸铜，则固体X中含有氮元素；6.72L气体B即=0.3mol气体B能与氧化铜共热反应生成120℃时的无色无味气体24g，无色无味气体能与足量石灰水反应生成30g白色沉淀，白色沉淀为碳酸钙，则固体X中含有碳元素，由碳原子个数守恒可知，二氧化碳的物质的量为=0.3mol，质量为0.3mol44g/mol=13.2g，气体B则为烃，无色无味气体中的另外一种气体为水蒸气，质量为24g-13.2g=10.8g，水蒸气的物质的量为=0.6mol，则B中碳原子和氢原子的原子个数比为0.3mol:0.6mol×2=1:4，B为甲烷；混合气体A的体积为8.96L，物质的量为=0.4mol，则氨气的物质的量为0.4mol-0.3mol=0.1mol，综上分析，X中含0.5mol铝元素、0.3mol碳元素、0.1mol氮元素，固体X中铝元素、碳元素、氮元素的物质的量比为：0.5mol:0.3mol:0.1mol=5:3:1，固体X的质量为18.5g，物质的量为0.1mol，固体X的化学式为Al5C3N，改写可得Al4C3·AlN。(1)固体X的化学式为Al4C3·AlN(Al5C3N)。(2)甲烷与足量氧化铜共热反应生成铜、二氧化碳和水，反应的化学方程式为：CH4+4CuOCO2+2H2O+4Cu。(3)溶液A通入过量二氧化碳时发生的反应为：过量二氧化碳与氢氧化钠溶液反应生成碳酸氢钠、过量二氧化碳与偏铝酸钠溶液反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠，反应的离子方程式为：CO2+OH-=HCO3-、CO2+2H2O+AlO2-=HCO3-+Al(OH)3↓。(4)D为硝酸铜，将D溶液通过一系列操作获得结晶水合物(含有结晶水的盐)，加热该结晶水合物产生两种气体，生成有色混合气体，有色气体为二氧化氮，将生成的有色混合气体(>100℃)全部收集并冷却，气体全部反应无剩余，得到一种一元强酸的水溶液，一元强酸为硝酸，生成的两种气体为二氧化氮和氧气，二氧化氮和氧气在水溶液中完全反应的方程式为4NO2+O2+2H2O=4HNO3，由硝酸溶液中硝酸与水的物质的量之比1:1可知，气体中还有水，二氧化氮、氧气和水的物质的量比为4:1:6，则硝酸铜结晶水合物的化学式为Cu(NO3)2·3H2O，受热分解的化学方程式为：2[Cu(NO3)2•3H2O] 2CuO+4NO2↑+O2↑+6H2O。(5)实验室用铜与浓硝酸反应生成红棕色气体的方法检验硝酸根离子，则检验硝酸铜溶液中的硝酸根离子的操作为取少量溶液于试管中，加入浓硫酸，无明显现象；再加入铜，若产生红棕色气体，则含有NO3-。
3．(2022·浙江省温州市普通高中高三适应性测试三模考试)固体盐X由四种常见元素组成，其中仅含一种金属元素，有如图转化关系：

已知：H中溶质仅为一种常见正盐。黄绿色气体C密度为相同条件下H2的33.75倍。
请回答：
(1)X的组成元素为_______________，固体F成分为_______________。
(2)固体X在水中也可反应生成气体B，同时生成一种的相对较稳定的白色沉淀，请写出该反应化学方程式_____________________________________。
(3)向血红色溶液Ⅰ中加入足量的KI溶液，发生氧化还原反应，产物中含有与血红色物质组成元素相同的微粒，请写出该反应可能的离子方程式____。
(4)气体C的化学式为_______________。将气体C通入KOH溶液，微热，恰好完全反应，生成两种物质的量之比1∶5的盐，写出这两种盐的化学式__________________，设计定量实验方案验证上述比例关系__________________________________________。
【答案】(1) Fe、H、C、O     Fe2O3、K2CO3
(2)Fe(HCO3)2=FeCO3+CO2↑+H2O
(3)2Fe(SCN)3+2I-=I2+2 Fe(SCN)3-
(4) ClO2     KCl、KClO3     取适量溶液，加入过量硝酸银溶液，将沉淀过滤、洗涤、干燥、称量得固体质量m1；合并洗涤液和滤液，向其中加入足量亚硝酸钠溶液，再加入足量硝酸银和稀硝酸，将沉淀过滤、洗涤、干燥、称量得固体质量m2，若m2=5m1，则可验证上述比例关系
【解析】固体氧化物G与稀盐酸反应后与KSCN溶液反应，溶液呈血红色，说明含有Fe3+，则G为Fe2O3，物质的量为，n(Fe3+)=0.02mol，黄绿色混合气体A+B+C通过浓硫酸后气体质量减少0.36g，得到黄绿色混合气体B+C，则A为水蒸气，物质的量为，黄绿色混合气体B+C与足量澄清石灰水反应生成白色沉淀D3.00g为碳酸钙，物质的量为，黄绿色气体C密度为相同条件下H2的33.75倍，故B为CO2，物质的量为0.03mol，气体C的相对分子质量为33.75×2=67.5，可推知C为ClO2，H中溶质仅为一种常见正盐，且与足量稀盐酸反应产生无色气体CO2，根据固体X与氯酸钾反应可知H应该为钾盐，故为K2CO3；固体X在水中也可反应生成气体B，同时生成一种的相对较稳定的白色沉淀，白色沉淀不为氢氧化亚铁，只能为FeCO3。(1)综上分析，固体盐X由四种常见元素组成，其中仅含一种金属元素，X的组成元素为Fe、H、C、O，固体F成分为Fe2O3、K2CO3；(2)固体X在水中也可反应生成气体CO2，同时生成一种的相对较稳定的白色沉淀FeCO3，该反应化学方程式Fe(HCO3)2=FeCO3+CO2↑+H2O；(3)向血红色溶液Ⅰ中加入足量的KI溶液，发生氧化还原反应，碘离子被氧化生成碘单质，产物中含有与血红色物质组成元素相同的微粒，Fe(SCN)3被还原，铁元素价态降低，反应可能的离子方程式为2Fe(SCN)3+2I-=I2+2 Fe(SCN)3-；(4)气体C的化学式为ClO2；将气体ClO2通入KOH溶液，微热，恰好完全反应，生成两种物质的量之比1∶5的盐，根据氧化还原反应原理，生成KCl，氯元素化合价降5，则生成化合价比+4高的氧化产物的化合价应该为+5价，则生成KClO3，两种盐的化学式KCl、KClO3；取适量溶液，加入过量硝酸银溶液，将沉淀过滤、洗涤、干燥、称量得固体质量m1；合并洗涤液和滤液，向其中加入足量亚硝酸钠溶液，再加入足量硝酸银和稀硝酸，将沉淀过滤、洗涤、干燥、称量得固体质量m2，若m2=5m1，则可验证上述比例关系。
4．(2022·浙江省Z20名校联盟高三第三次联考)固体化合物X有三种元素组成。某学习小组开展如下探究实验：

请回答：
(1)组成X的元素有_______，X的化学式为_______。
(2)化合物X与液态氨也能发生类似的反应，请写出相应的化学方程式_______。
(3)固体A能溶于NaHF2的水溶液，产物中含一种正八面体的负三价阴离子，写出其相应的离子方程式_______
(4)红褐色固体B在真空条件灼烧，反应完全后生成黑色粉末(纯净物)，黑色粉末的成分可能是_______，并用实验验证的方案是_______。
【答案】(1) Fe、Cl、O     FeOCl(或FeCl3·Fe2O3)
(2) FeOCl+2NH3= FeO(NH2)+NH4Cl (写成3FeOCl+6NH3= Fe(NH2)3+3NH4Cl+ Fe2O3或FeCl3·Fe2O3+6NH3= Fe(NH2)3+3NH4Cl+ Fe2O3)
(3) FeO(OH)+3HF2-= FeF63-+2H2O (或Fe(OH)3·Fe2O3+9HF2-=3 FeF63-+6H2O
)
(4)  Fe、FeO或Fe3O4     取适量固体于试管中，加入足量盐酸使固体溶解，若产生气泡，则是Fe；如不产生气泡，向溶液中加入少量KSCN溶液，若出现血红色溶液，则是Fe3O4；若无上述现象，说明是FeO
【解析】红褐色固体B为Fe2O3，物质的量为=0.1mol，铁元素物质的量为0.2mol，氧元素物质的量为0.3mol，固体A灼烧生成Fe2O3和水，水的质量为17.8g-16.0g=1.8g，水的物质的量为=0.1mol，氢元素物质的量为0.2mol，氧元素物质的量为0.1mol，固体A中Fe、O、H的原子个数比为：0.2mol:0.2mol:0.4mol=1:1:2，A的化学式为：FeO(OH)，化合物X中有铁元素0.2mol，质量为11.2g，无色气体A通入到足量硝酸酸化的硝酸银溶液中产生白色沉淀B为AgCl，物质的量为=0.2mol，无色气体A为HCl，化合物X中含氯元素0.2mol，质量为7.1g，X中另一种元素的质量为21.5g-11.2g-7.1g=3.2g，Fe、Cl原子个数比为0.2mol:0.2mol=1:1，依据正负化合价代数和为0的原则，另一种元素不能为氢元素，应为氧元素，物质的量为=0.2mol，则X的化学式为：FeOCl(或FeCl3·Fe2O3)。(1)由分析可知，X的化学式为：FeOCl，组成X的元素有Fe、O、Cl。(2)FeOCl与水反应生成FeO(OH)和HCl，则FeOCl与液态氨反应的化学方程式为：FeOCl+2NH3= FeO(NH2)+NH4Cl (写成3FeOCl+6NH3= Fe(NH2)3+3NH4Cl+ Fe2O3或FeCl3·Fe2O3+6NH3= Fe(NH2)3+3NH4Cl+ Fe2O3)。(3)由分析可知，A的化学式为：FeO(OH)，FeO(OH) 能溶于NaHF2的水溶液，产物中含一种正八面体的负三价阴离子，则其中心原子价层电子对数为6，阴离子为FeF63-，反应的离子方程式为：FeO(OH)+3HF2-= FeF63-+2H2O (或Fe(OH)3·Fe2O3+9HF2-=3 FeF63-+6H2O)。(4)红褐色固体B为Fe2O3，真空条件灼烧，反应完全后生成黑色粉末(纯净物)，依据元素守恒，黑色粉末的成分可能是Fe、FeO或Fe3O4，铁能与盐酸反应生成氢气，Fe3O4能与盐酸反应生成铁离子，FeO能与盐酸反应生成亚铁离子，因此检验固体成分的方案为：取适量固体于试管中，加入足量盐酸使固体溶解，若产生气泡，则是Fe；如不产生气泡，向溶液中加入少量KSCN溶液，若出现血红色溶液，则是Fe3O4；若无上述现象，说明是FeO。
5．(2022·浙江省山水联盟高三联考)由三种元素组成的化合物A(相对分子质量＜100)，按如下流程进行实验：

已知：
①气体C能使白色硫酸铜固体变蓝色；Mg(ClO4)2质量增重10.8g。
②化合物E和F既能溶于NaOH溶液也能溶于盐酸。
③CO与银氨溶液生成黑色沉淀：CO+2 Ag(NH3)2++2OH-= 2Ag↓+2NH4++CO32-+2NH3
请回答：
(1)组成A的元素有_______(填元素符号)；化合物A的化学式是_______。
(2)检测到化合物H中含有A的金属元素。若H只含2种元素，则H化学式为_______；若H只含3种元素，则H化学式为_______。
(3)F中阳离子与OH-、Cl-、H2O、F-结合能力由大到小排序：_______。
(4)足量白色固体E与少量的NaF溶液反应的离子方程式为_______。
(5)若气体B以较快速度通入灼热CuO粉末，将会收集到以下4种气体：_______(填化学式)。现验证收集到的4种气体的成分，将所需的试剂填在空白上：混合气体→硫酸铜固体→_______→_______→碱石灰→酒精灯火焰点燃且罩上内涂澄清石灰水的烧杯。
【答案】(1)     Al、C、H     Al(CH3)3
(2) AlH3 NaAlH4。
(3) F-、OH-、H2O、Cl-
(4) 4Al(OH)3+6F-=AlF63-+3[Al(OH)4]-或4Al(OH)3+6F-=AlF63-+3AlO2-+6H2O
(5) CO、CO2、H2O(g)、CH4 澄清石灰水     银氨溶液
【解析】化合物B与足量CuO加热反应生成气体C和气体D，气体C能使白色硫酸铜固体变蓝色，气体C为H2O(g)，气体C和D的混合气用足量Mg(ClO4)2吸收，Mg(ClO4)2质量增重10.8g，则n[H2O(g)]==0.6mol；气体D与足量澄清石灰水反应生成白色沉淀30g，气体D为CO2，n(CO2)=n(CaCO3)==0.3mol，根据原子守恒，化合物B中一定含C、H元素，m(C)+m(H)=0.3mol×12g/mol+0.6mol×2×1g/mol=4.8g与化合物B的质量相等，化合物B中不含O，化合物B中n(C)：n(H)=0.3mol：(0.6mol×2)=1：4，B的实验式为CH4，由于实验式中H原子已经达到饱和，B的分子式为CH4；白色固体化合物E和白色固体F既能溶于NaOH溶液也能溶于盐酸，E高温灼烧生成F，则E为Al(OH)3、F为Al2O3，Al2O3的质量为5.1g，则n(Al2O3)==0.05mol；化合物A与足量水反应生成化合物B和化合物E，根据Al、C守恒，化合物A中含Al、C物质的量依次为0.1mol、0.3mol，m(Al)+m(C)=0.1mol×27g/mol+0.3mol×12g/mol=6.3g，化合物A由三种元素组成，化合物A中另一元素的质量为7.2g-6.3g=0.9g，该元素为H，H的物质的量为0.9g÷1g/mol=0.9mol，化合物A中n(Al)：n(C)：(H)=0.1mol：0.3mol：0.9mol=1：3：9，A的实验式为AlC3H9，A的相对分子质量＜100，则A的化学式为Al(CH3)3。(1)根据分析，组成A的元素有Al、C、H，化合物A的化学式为Al(CH3)3；(2)Al2O3与C和Cl2加热反应生成化合物G和气体D(CO2)，根据原子守恒，化合物G为AlCl3，化合物G与NaH在一定条件下反应生成化合物H和化合物I；检测到化合物H中含有A的金属元素，即H中含Al元素；若H只含2种元素，则H的化学式为AlH3，反应的化学方程式为AlCl3+3NaHAlH3+3NaCl；若H只含3种元素，则H的化学式为NaAlH4，反应的化学方程式为AlCl3+4NaHNaAlH4+3NaCl；(3)F中阳离子为Al3+，Al3+与F-具有很强的亲和性，能形成难电离的配离子AlF63-，AlF63-、Al(OH)3、水合铝离子、AlCl3给出Al3+的能力逐渐增强，则Al3+与OH-、Cl-、H2O、F-结合能力由大到小的顺序为F-、OH-、H2O、Cl-；(4)足量Al(OH)3与少量NaF反应生成Na3AlF6、Na[Al(OH)4]或NaAlO2，反应的离子方程式为4Al(OH)3+6F-=AlF63-+3[Al(OH)4]；(5)气体B为CH4，若CH4以较快速率通过灼热CuO粉末，CH4与CuO加热时，CuO可能将CH4氧化成CO2、CO，同时生成H2O，由于CH4的速率较快，还有部分CH4来不及反应，故收集到的4种气体为CO、CO2、H2O(g)、CH4；用无水CuSO4检验气体H2O(g)，硫酸铜固体变蓝说明有H2O(g)；用澄清石灰水检验CO2，澄清石灰水变浑浊说明有CO2；根据已知③，用银氨溶液检验CO，银氨溶液中产生黑色沉淀说明有CO，同时银氨溶液吸收CO；用碱石灰将CO2和H2O(g)吸收后，酒精灯火焰点燃且罩上内涂澄清石灰水的烧杯，烧杯内壁变模糊说明有CH4。
6．(2022·浙江省百校高三选考模拟检测)某合金X由两种元素组成，一定条件下将其完全溶于一定量的稀硝酸中，可发生如下转化。其中溶液B、D均只含一种溶质，且具有相同的阴离子。

回答下列问题：
(1)合金X的化学式为_______，溶液D中溶质的化学式为_______。
(2)溶液B隔绝空气加热的化学方程式为_______。
(3)气体C和足量的氧气完全溶于NaOH溶液，写出反应的离子方程式：_______。
(4)在强碱性溶液中D与NaClO生成一种理想的水处理剂，写出反应的离子方程式：_______。
(5)溶液B长期露置于空气中易变质，请设计实验方案判断溶液B是否变质：_______。
【答案】(1) Fe3C     Fe (NO3)3
(2)9 Fe(NO3)2+6H2O=5Fe(NO3)3+3NO↑+4 Fe(OH)3↓
(3) 4NO+3O2+4OH-=4NO3-+2H2O
(4) 2Fe3++10OH-+3ClO-=2FeO42-+3Cl-+5H2O
(5)取少量A溶液于试管中，滴入几滴KSCN溶液，若溶液呈血红色，说明变质，反之，说明没有变质
【解析】由E的颜色可知E为Fe(OH)3，F为Fe2O3，则X中含Fe；稀硝酸有强氧化性，则A中含NO，由于NO不溶于石灰水，所以C为NO；溶液B、D均只含一种溶质，且具有相同的阴离子，则B、D中含硝酸根离子，结合B→C+D+E可知B中有还原性离子Fe2+，则B的溶质为Fe(NO3)2，D的溶质为Fe(NO3)3；结合“A+足量石灰水→白色沉淀3g+C”可知A中含CO2(由于第一步加了强氧化性的稀硝酸，则A中不可能含SO2)，白色沉淀是碳酸钙，综上所述，X含Fe和C，n(C)=，m(C)=0.03mol×12g/mol=0.36g，X中m(Fe)=5.4g-0.36g=5.04g，n(Fe)==0.09mol，则n(Fe):n(C)= 0.09:0.03=3:1，X的化学式为Fe3C 。(1)合金X的化学式为Fe3C ；溶液D中溶质的化学式为Fe(NO3)3；(2)溶液B为硝酸亚铁，气体C为NO，溶液D为硝酸铁，E为氢氧化铁沉淀，溶液B隔绝空气加热的化学方程式为9 Fe(NO3)2+6H2O=5Fe(NO3)3+3NO↑+4 Fe(OH)3↓；(3)气体C为NO，和足量的氧气完全溶于NaOH溶液发生氧化还原反应生成硝酸钠，N元素化合价升高，O元素降价，反应的离子方程式：4NO+3O2+4OH-=4NO3-+2H2O；(4)D为Fe(NO3)3，强碱性溶液中Fe3+与NaClO发生氧化还原反应生成高铁酸钠，反应的离子方程式：2Fe3++10OH-+3ClO-=2FeO42-+3Cl-+5H2O；(5)溶液B为硝酸亚铁，若变质生成Fe3+，可用KSCN溶液检验，实验方案为：取少量A溶液于试管中，滴入几滴KSCN溶液，若溶液呈血红色，说明变质，反之，说明没有变质。
7．(2022·浙江省绍兴诸暨市高三二模)化合物X由5种元素组成且不含结晶水。某兴趣小组按如图流程进行实验：

已知：
①上述流程中，除沉淀A→红棕色固体B的转化外，其余均为非氧化还原反应；
②气体B能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，标准状况下测得体积为2.24L。
请回答：
(1)组成X的元素有_______，X的化学式是_______。
(2)红棕色固体B在KOH高温环境下，与KNO3反应，固体B中金属元素化合价升高。同时生成KNO2，写出该化学反应方程式_______。
(3)将气体B通入到CuSO4溶液中，先产生蓝色絮状沉淀，继续通入气体B，蓝色沉淀消失，呈深蓝色透明溶液，请写出相应的离子反应方程式_______；_______。
(4)滤液A中溶质的成分是_______。
(5)设计实验方案，用化学方法确定沉淀A中阳离子的成分_______。
【答案】(1) Fe、H、N、O、S     Fe(NH3)6SO4·2(NH4)2SO4
(2)Fe2O3+3KNO3+4KOH=2K2FeO4+3KNO2+2H2O
(3) Cu2++2NH3·H2O=Cu(OH)2↓+2NH4+     Cu(OH)2+4NH3=[Cu((NH3)4]2++2OH-
(4)(NH4)2SO4、NH3
(5)取少量沉淀A试管中，加入适量稀硫酸溶解，向其中加入少量KSCN溶液，无明显变化，继续加入氯水，溶液呈红色，说明沉淀A中含有Fe2+
【解析】X加水溶解后过滤得到的沉淀A经过灼烧得到红棕色固体B，B为氧化铁，物质的量为0.005mol，A为氢氧化铁，根据铁守恒，物质的量为0.01mol，X中含Fe元素；滤液A加NaOH溶液得到气体B，气体为NH3，标况下体积为2.24L，物质的量为0.1mol，说明X中含N和H元素；滤液B加过量的Ba(OH)2得到白色沉淀C，为硫酸钡，说明X中含硫酸根，物质的量为0.03mol，综上:X中含Fe元素0.01mol，N元素0.1mol，硫酸根0.03mol，根据质量守恒，含氢元素的质量为：，故氢元素的物质的量为0.34mol，故X的化学式为Fe(NH3)6SO4·2(NH4)2SO4。(1)根据分析，X中含Fe、H、N、O、S；X化学式为Fe(NH3)6SO4·2(NH4)2SO4；(2)红棕色固体B为氧化铁，高温下与KOH反应的化学方程式为：Fe2O3+3KNO3+4KOH=2K2FeO4+3KNO2+2H2O；(3)氨气通入硫酸铜溶液中，先产生氢氧化铜絮状沉淀，继续通入氨气，生成的深蓝色溶液为硫酸四氨合铜溶液，离子反应方程式为：Cu2++2NH3·H2O=Cu(OH)2↓+2NH4+，Cu(OH)2+4NH3=[Cu((NH3)4]2++2OH-；(4)根据X的化学式，滤液A 中含(NH4)2SO4和NH3；(5)沉淀A为氢氧化铁，先用酸将沉淀溶解，再检验铁离子，方法为：取少量沉淀A试管中，加入适量稀硫酸溶解，向其中加入少量KSCN溶液，无明显变化，继续加入氯水，溶液呈红色，说明沉淀A中含有Fe2+。
8．某物质A由三种常见的元素组成，某兴趣小组进行了如下实验：

已知：A的摩尔质量在200~300g/mol之间，焰色为紫色；盐C和盐D的组成元素和A相同，①②④处气体体积均在充分加热挥发后经干燥测定。
(1)组成A的元素有_______；A的化学式_______；
(2)无色溶液E中所有阴离子结合H+的能力由强到弱的顺序_______；
(3)一种生产A的方法：在35~45℃下气体B与锌粉—水悬浮液反应生成中间产物；然后加入相应的碱溶液，充分反应，压滤分离得A溶液。写出该过程的总反应方程式_______；
(4)A可除去废水(pH~8)中的Cr(VI)，且处理后pH变化不大，则反应③的离子方程式_______；
(5)设计实验确定溶液E中所含溶质的阴离子_______；
【答案】(1)     K、S、O     K2S2O4
(2) OH-＞SO32-＞HSO3-
(3)2SO2+Zn+2KOH=K2S2O4+ Zn(OH)2
(4)2CrO42-+3S2O42-+4H2O=2Cr(OH)3↓+4SO42-+2HSO3-
(5)取一定量E溶液，加足量BaCl2 溶液，产生白色沉淀，过滤；分别向沉淀和滤液中加入足量HCl，沉淀溶解，并都能产生使品红溶液褪色的无色刺激性气体，且加热褪色后的品红溶液恢复红色，则E溶液中含有SO32-和HSO3-
【解析】由A的焰色为紫色可知，A中含有钾元素，由盐C和盐D的组成元素和A相同，加入盐酸后生成淡黄色沉淀和无色气体B可知，淡黄色沉淀为硫、气体B为二氧化硫，则A中含有钾元素、硫元素和氧元素；由实验Ⅱ可知，A中含有硫元素的物质的量为=0.04mol，由盐C和盐D生成0.32g硫和0.448L二氧化硫可知，盐C和盐D中硫代硫酸钾的物质的量为=0.1mol，亚硫酸钾的物质的量为—0.01mol=0.01mol，则4.12gA隔绝空气受热分解生成0.01mol亚硫酸钾、0.01mol硫代硫酸钾和=0.01mol二氧化硫，由原子个数守恒可知A中钾元素、硫元素和氧元素的物质的量比为0.01mol×4：0.04mol：(0.01mol×3+0.01mol×3+0.01mol×2)=1：1：2，由A的摩尔质量在200~300g/mol之间和得失电子数目守恒可知，A的化学式为K2S2O4。(1) A中含有钾元素、硫元素和氧元素，化学式为K2S2O4；(2)由A除去废水(pH~8)中的Cr(VI)时生成无色溶液E和灰绿色沉淀，且处理后pH变化不大可知，反应③发生的反应为2CrO42-+3S2O42-+4H2O=2Cr(OH)3↓+4SO42-+2HSO3-，则溶液E中含有的阴离子为氢氧根离子、亚硫酸根离子、亚硫酸氢根离子，由碱性强的离子优先与氢离子反应可知，三种离子反应的顺序为氢氧根离子、亚硫酸根离子、亚硫酸氢根离子，即OH-＞SO32-＞HSO3-；(3)由题意可知生成A的反应为二氧化硫、锌和氢氧化钾溶液反应A和氢氧化锌，反应的化学方程式为2SO2+Zn+2KOH=K2S2O4