专题十二 无机推断

来源 :高中生学习·高三理综版 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wojiushishashou47
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  考点1 物质的组成与结构
  例1 下图中,A、C是工业上用途很广的两种重要化工原料,B为日常生活中常见的金属,H、G是正四面体结构的非极性分子,H是一种重要的能源,J是一种耐高温材料,K是由两种常见元素组成的化合物(图中部分反应物或生成物没有列出)
  [A][B][C][D][K][J][I][H][G][F][E][H2O][③][②][①][Cl2][高温]
  请按要求回答:
  (1)写出B的化学式 ,G的电子式 ;
  (2)反应①的离子方程式 ;
  (3)反应②进行的条件是 、 ;
  (4)反应③的化学方程式为 。
  解析 从“H、G是正四面体结构的非极性分子”“H与Cl2反应得G”“H是一种重要的能源”三个信息推知,H一定是CH4,G是CCl4,A是HCl。这是本题的突破口!然后,由“B是日常生活中常见的金属”可猜测,B是Fe或Al;再由“B与A、C这两种常见化工原料反应得到同一物质E”“D和F能反应生成一种在高温条件下能分解并生成耐高温材料J”可知,B应是Al。从而推出各物质分别是:A:HCl,B:Al,C:NaOH,D:AlCl3,E:H2,F:NaAlO2,G:CCl4,H:CH4,I:Al(OH)3,J:Al2O3,K:Al4C3。
  答案 (1)Al [∶][∶][∶Si][∶][∶][∶Cl][∶][∶][∶Cl∶][∶][∶Cl∶][∶][∶Cl∶] (2)Al3++3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3↓ (3)光照 过量Cl2 (4)Al4C3+12H2O=4Al(OH)3↓+3CH4↑
  点拨 有的物质组成比较特殊,可以作为推断题的题眼,比如:能形成原子个数比为2∶1或1∶1的物质有:Na2O、Na2O2类;CaO、CaO2类;H2O、H2O2类;CaC2、C2H2、C2H4、C6H6、C8H8类。有的物质具有特殊的结构,也可以作为题眼,比如:(1)10 e-和18 e-的分子、离子、原子或原子团。(2)有正四面体结构的物质:P4;金刚石、晶体硅、SiO2;CH4、CCl4、SiF4。
  考点2 实验现象
  例2 根据下图所示的化学反应及反应现象,试推断A~L各是什么物质,写出其物质名称。
  [I][B][F][A][B][H2O][电解][C
  钾盐溶液][分离][MnO2][△][AgNO3
  溶液][红棕色][K
  焰色呈黄色][蓝色物质][L
  淡黄色沉淀,不溶于稀硝酸] [淀粉溶液] [H][G] [E][D] [J][A]
  A ,B ,C ,D ,E ,F ,
  G ,H ,I ,J ,K ,L 。
  解析 此题的突破口是实验现象。由“G遇淀粉生成蓝色物质”可推知,G一定是碘单质;由“H遇硝酸银溶液生成不溶于硝酸的淡黄色沉淀和焰色呈黄色的物质”可推知,H一定是溴化钠溶液。继续反推,即可完成此题。
  答案 A是浓盐酸,B是氯气,C是溴化钾溶液,D是单质溴,E是氯化钾溶液,F是碘化钠溶液,G是单质碘,H是溴化钠溶液,I是氢气,J是氢氧化钾溶液,K是硝酸钠溶液,L是溴化银沉淀。
  点拨 有些反应现象很特殊,是“题眼”。比如:(1)颜色变化:淀粉遇I2变蓝;蛋白质遇浓硝酸变黄;NH3使湿润的红色石蕊试纸变蓝;SO2、Cl2使品红溶液褪色;NO在空气中由无色变成红棕色。(2)燃烧现象:H2+Cl2(苍白色火焰); Al+O2(耀眼白光);Mg+CO2(剧烈燃烧,生成黑色、白色固体);焰色反应等。(3)Fe3+遇OH-生成红褐色沉淀,遇SCN-溶液显红色,遇苯酚溶液显紫色。(4)遇强碱性溶液反应产生气体的溶液中一般含NH4+。(5)遇酸反应产生气体的溶液中一般可能含有:CO32-、HCO3-、SO32-、HSO3-、S2-、HS-。(6)受热后全部分解生成气体的一般是NH4HCO3、(NH4)2CO3等;受热分解、冷凝又化合成原物质的是NH4Cl。(7)遇H2O能放出气体的物质有:F2、Na、K、NaH、Na2O2、CaC2、Mg3N2、Al2S3;其中遇水既生成白色沉淀,又生成气体的固体是:CaC2、Mg3N2、Al2S3等。
  考点3 特殊反应
  例3 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:
  [A][B][C][D][E][F][D][H][G]
  (1)D的化学式(分子式)是 ,E的化学式(分子式)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 本题的题眼是“气体A与气体B化合生成气体C,气体C又能与气体D化合”,这些信息本来已可帮考生推出结论,试题又给出信息“G是氯化钙”,使得此题又多了一个“入口”——两种固体反应生成三种物质,其中一种是氯化钙,一种是气体。
  答案 (1)NH3 NH4Cl (2)H2+Cl2[点燃]2HCl (3)2NH4Cl+Ca(OH)2[△]2NH3↑+2H2O+CaCl2
  点拨 常见的可做题眼的特殊反应有:(1)一种物质加热分解生成三种物质:KMnO4、NaHCO3、Ca(HCO3)2、NH4HCO3、(NH4)2CO3、HNO3。(2)两种物质反应生成三种物质:铵盐+碱;Cu、C与浓H2SO4(或浓HNO3)等。(3)既能与酸反应又能与碱(溶液)反应的物质:Al;Al2O3;弱酸的铵盐;弱酸的酸式盐;Al(OH)3。(4)连续氧化反应:S→SO2→SO3;H2S→SO2→SO3;NH3→NO→NO2;N2→NO→NO2;C→CO→CO2;Na→Na2O→Na2O2;RCH2OH→RCHO→RCOOH。(5)气+气→固:NH3+HCl=NH4Cl。(6)有关工业生产的反应:工业制漂白粉;制镜业;氨的催化氧化;电解饱和食盐水;电解制镁、铝;工业制玻璃;工业制硫酸;发醇法制酒精。
  考点4 典型性质
  例4 现在X、Y、Z三种元素,已知:①X2-、Y-均与Y的气态氢化物分子具有相同的电子数;②Z与Y可组成化合物ZY3,ZY3溶液遇苯酚呈紫色。请回答:
  (1)Y的最高价氧化物对应水化物的化学式是 。
  (2)将ZY3溶液滴入沸水可得到红褐色液体,反应的离子方程式是: ,此液体具有的性质是 (填写序号字母)。
  a.光束通过该液体时形成光亮的“通路”
  b.通直流电后,有一极附近液体颜色加深
  c.向该液体中加入硝酸银溶液,无沉淀产生
  d.将该液体加热、蒸干、灼烧后,有氧化物生成
  (3)X单质在空气中燃烧生成一种无色有刺激性气味的气体。
  ①已知一定条件下,每1 mol该气体被O2氧化放热98.0 kJ,若2 mol该气体与1 mol O2在此条件下发生反应,达到平衡时放出的热量是176.4 kJ,则该气体的转化率为 。
  ②原无色有刺激性气味的气体与含1.5 mol Y的一种含氧酸(该酸的某盐常用于实验室制取氧气)的溶液在一定条件下反应,可生成一种强酸和一种氧化物,若有1.5×6.02×1023个电子转移时,该反应的化学方程式是 。
  解析 本题的题眼是:“ZY3溶液遇苯酚呈紫色”,则ZY3为FeCl3,即Z为Fe、Y为Cl。再由“X2-、Y-均与Y的气态氢化物分子具有相同的电子数”知X为S。(3)中①SO2气体的转化率为[176.4 kJ2×98.0 kJ]×100%=90%;②由“Y(Cl)的一种含氧酸(该酸的某盐常用于实验室制取氧气)”可想到KClO3,进而知Y(Cl)的含氧酸为HClO3、常做氧化剂,故SO2作还原剂、被氧化为强酸H2SO4,再由“有1.5×6.02×1023个电子转移”即得1.5 mol HClO3中Cl元素化合价降低了1,故所得氧化物为ClO2,所以反应的化学方程式是SO2+2HClO3=H2SO4+2ClO2。
  答案 (1)HClO4 (2)Fe3++3H2O[△]Fe(OH)3(胶体)+3H+ abd (3)①90% ②SO2+2HClO3=H2SO4+2ClO2
  点拨 常见物质的特殊性质有:(1)溶于水显碱性的气体NH3;(2)在空气中迅速由无色变为红棕色的气体是NO;(3)在空气中能自燃的固体物质是白磷;(4)可溶于氢氟酸的酸性氧化物只有SiO2;(5)具有臭鸡蛋气味的气体是硫化氢;(6)不溶于水又不溶于稀盐酸或稀硝酸的化合物有BaSO4(白色)、AgCl(白色)、CuS(黑色)等;(7)有消毒杀菌和漂白作用的有:HClO、H2O2、Na2O2、O3、SO2等。
  考点5 反应条件
  例5 A、B、C、D、E代表单质或化合物,它们之间的相互转换关系如下图所示。A单质的晶体结构与金刚石相似。请填空:
  [A+E][B][C][D+H2O] [加碳
  高温][加氧化钙
  高温][加氢氧化钠
  加热]
  (1)形成单质A的原子的结构示意图为 ,它的最高化合价为 。
  (2)B的化学式(分子式)为 ,B的晶体类型为 。B和碳反应生成A和E的化学方程式是 。
  (3)C的化学式(分子式)为 ,D的化学式(分子式)为 。
  解析 本题有两处反应条件是“高温”,这个信息很重要!可作为题眼!因为需要在“高温”条件下发生的反应不多,比如N2分子中氮氮三键的键能很大,高温条件下才能变成氮原子;硅及其化合物多是原子晶体,也只有在高温条件下才能破坏其共价键。所以,一眼便可看出此题与“Si”有关,再稍加分析,即可得出合理答案。
  答案 (1) [+14] [2 8 4] +4 (2)SiO2 原子晶体、SiO2+2C[高温]Si+2CO (3)CaSiO3 Na2SiO3
  点拨 特殊的反应条件主要有:(1)放电(N2+O2→,3O2→2O3);(2)光照(H2+Cl2→,HClO→,HNO3→,AgBr(AgNO3)→,CH4+Cl2→,C6H5-CH3+Cl2→);(3)催化剂(KClO3→,H2O2→,SO2+O2→,N2+H2→,CH3CH2OH+O2→,CH2=CH2+H2O→,nCH2=CH2→,酯化反应,酯水解反应,硝化反应,烯、炔、芳香烃、醛与H2加成反应);(4)高温(铝热反应,碳与水蒸气、二氧化硅、氧化钙反应,二氧化硅与氧化钙、碳酸钠、碳酸钙等反应,炼铁反应,碳酸钙分解反应,黄铁矿锻烧,合成氨)。
   [【练习】]
  1. 下图的各方框表示有关的一种反应物或生成物(某些物质已经略去),其中常温下A、C、D为无色气体,C能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。
  [A][B][C][D][E][F][X][+Na2O2][+D][催化剂][水稀释][+B][+Cu][+Cu][△] [G]
  (1)写出下列各物质的化学式:C: ;F: 。
  (2)写出下列变化的反应方程式:G→E: 。
  (3)实验室里常用加热 和 的混合物的方法制取气体C,常采用 方法来收集。
  [X][Y][W][Z] [甲][乙][丙][丁] 2. 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 。
  3. 一些氧化物和单质之间可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。
  [高温][高温][高温][①
  ②
  ③][氧化物Ⅰ][氧化物Ⅱ][氧化物Ⅲ][单质Ⅲ][单质Ⅰ][氧化物Ⅳ][氧化物Ⅱ][单质Ⅱ][加氧气]
  (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 。
  4. 下图①~11分别代表有关反应中的一种物质,请填下以下空白。
  [△] [气体
  混合物][通过碱石灰][通过
  浓硫酸][催化剂
  高温][+Mg条(点燃)][+Na2O2][+④][+11][①][③][④][⑤][⑥][⑦][⑥][⑧][11][⑩][⑦][②][11][⑨] [②]
  (1)①③④的化学式分别是 、 、 ;
   (2)⑧与⑨反应的化学方程式是 。
  5. 短周期主族元素A、B、C、D、E,原子序数依次增大,常温常压下A元素的单质是最轻的气体,B元素所形成化合物种类最多,C的最高价氧化物对应水化物甲与其气态氢化物乙能够化合形成盐丙;D元素的离子半径是同周期元素形成的简单离子中最小的。
  (1)已知相关物质之间存在如下变化:
  [丁][乙][丙][己][戊][单质D][水][△][电解]
  ①丁与乙和水反应生成戊和丙的离子方程式为 ,由物质己电解得到单质D 的化学方程式为 ;
  ②0.1 mol·L-1的丙溶液中所含离子浓度由大到小排列顺序为 ;常温下,为使丙溶液中由丙电离的阴、阳离子浓度相等,应向溶液中加入一定量的乙的水溶液至 。
  (2)已知E及其化合物有以下变化:
  [单质E][X][Y][Z][H2O][O2][O2] [一定条件]
  ①写出单质E与化合物Z在一定条件下反应生成X和水的化学方程式 ;
  ②由A、B、C、D、E五种元素中的两种元素,可形成既含极性键又含非极性键的18电子的分子,该分子的分子式为 (任写一个即可);
  (3)C有多种氧化物,其中之一是一种无色气体,在空气中迅速变成红棕色,在一定条件下,2 L的该无色气体与0.5 L的氧气相混合,若该混合气体被足量的NaOH溶液完全吸收后没有气体残留,所生成的C的含氧酸盐的化学式是 。
  6. X、Y、Z为三种常见的单质,Z为绿色植物光合作用的产物之一,A、B为常见化合物。它们在一定条件下可以发生如下图所示反应(均不在溶液中进行的反应)(以下每一空格中填入一种即可):
  [A][B][Y][Z][Z][X][+][+][+][+]
  (1)当X、Y为金属时,Y的化学式为 ,B的化学式为 ;
  (2)当X为非金属时,Y为金属时,X的化学式为 ,B的化学式为 ;
  (3)当X为金属,Y为非金属时,写出X与A反应的化学方程式 ;
  (4)当X、Y均为非金属时,写出X与A反应的化学方程式 。
  7. 短周期元素形成的纯净物A、B、C、D、E是转化关系如下图所示,物质A与物质B之间的反应不在溶液中进行(E可能与A、B两种物质中的某种相同)。
  [物质A][物质B][化合物C][气体E][化合物D][+H2O][一定条件]
  请回答下列问题:
  (1)若C是离子化合物,D是一种强碱,写出C的一种化学式 。
  (2)若E的水溶液呈现弱酸性,D是既能溶于强酸、又能溶于强碱的化合物。
  ①写出C和H2O反应生成E和D的化学方程式 ;
  ②用等式表示E与NaOH溶液反应后生成正盐的溶液中所有离子浓度之间的关系 。
  (3)若C是一种气体,D是一种强酸,则:
  ①C与水反应的化学方程式为 。
  [NaOH溶液][Cu][Ⅰ][Ⅱ][Ⅲ][浓H2SO4]②有人认为“浓H2SO4可以干燥气体C”。某同学为了验证该观点是否正确,用右图装置进行实验。实验过程中,浓H2SO4中未发现有气体逸出,也没看到红棕色气体,则你得出的结论是 。
  ③已知常温下物质A与物质B生成1 mol气体C时放热57.07 kJ,1 mol气体C与H2O反应生成D溶液和E气体时放热46 kJ,写出物质A与物质B及水生成D溶液的热化学方程式 。
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