3.下图表示各物质之间的转化关系。已知:A、D、F、H均为单质,X常温下为无色液体,B为淡黄色固体,J溶于酸得到黄色溶液。请按要求填空:
(1)写出B的电子式:_________。
(2)写出生成E的电极反应式:_________,反应⑤的现象是_______。
(3)反应①的化学方程式是______,在实验室中引发反应④的操作是_____。
(4)反应⑥的离子方程式是__________。
[答案](1)Na+[]2-Na+ ;(2)Fe+2OH――2e-=Fe(OH)2;白色物质迅速转变为灰绿色最终变为红褐色;(3)3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2;加少量KClO3,插上镁条并将其点燃;(4)2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑
[解析]考察各元素性质的综合推断。
2.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和A的氧化物,其反应方程式为: 。
(2)从D溶液制备D的无水晶体的“操作a”为 。
(3)反应②的化学方程式为 。
(4)反应⑤的化学方程式为_____________。
(5)原电池反应①中正极的电极反应式为 。
答案:(1)2Mg+CO22MgO+C;(2)将D溶液在HCl气流中蒸干;
(3)② 4NH3+5O24NO+6H2O;(4)⑤ C+4HNO3(浓)CO2+4NO2↑+2H2O
(5)2NH4++2e-=2NH3↑+H2↑
无机推断题涉及到的知识面很广,涉及到的知识包括元素化合物、物质结构、计算、实验以及与生活环境、工业生产等,是一种综合性很强的题目,解决这类题目最好的办法是立足于酸、碱、盐、单质、氧化物间的基本转化关系,有意识地跨越中学各知识板块云展开思考。所幸的是一般涉及的物质基本都是教材中常见的物质,这也是一条思考的线索。
例14.下图中各方框中的字母表示有关的一种反应物或生成物(某些物质略去)其中常温下B、D、G、I、J为气体,其中B可使湿润的红色石蕊试纸变蓝,A-N的所有物质中只有G为单质,其余为化合物。N为不溶于水的无机酸。
回答下列问题:
(1)A的名称为 ,F的化学式是 ;
H的化学式是 ,L的化学式是
(2)写出实验室制取I的离子方程式:
(3)写出G的一种同素异形体的化学式: 该物质与G在化学性质上的共同点是 。
(4)已知工业上生产0.1molB放出4.62kj热量,写出该反应的热化学方程式:
(5)在反应C+E→G+F中,每生成1molG转移 mol电子。
[解析]B为可使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,故B为NH3;N为不溶于水的无机酸,应为H2SiO3(或H2SiO4);根据B+GI, I +G J,G为气体单质,B为NH3,可以判断G应为O2,I为NO,J为NO2;化合物E与C、D反应都能产生O2,则E为Na2O2;C、D分别为CO2和H2O,F、H分别为NaOH、Na2CO3;由J(NO2)+C K,故C应为H2O,K为HNO3;M可由NaOH或Na2与L反应得到,M与K(HNO3)反应生成HSiO3(或H4SiO4),故M为H2SiO3,L为SiO2由L+H M可确定H为Na2CO3,因此F为NaOH,C为H2O,D为CO2。最后由A NH3+H2O+ CO2,可以确定A为NH4HCO3或(NH4)2CO3.
[答案](1)碳酸铵或碳酸氢铵;NaOH;Na2CO3;SiO2
(2)3Cu+8H++2NO3- 3Cu2++2NO↑+4H2O
(3)O3; 具有氧化性
(4)N2(g)+3H2(g) 2NH3(g); △H=-92.4k J·mol-1
(5)2
例15.利用天然气合成氨的工艺流程示意图如下:
依据上述流程,完成下列填空:
⑴图中CH4的第一次转化过程中的化学方程式是__________________。
⑵脱硫过程中,若有n mol Fe2O3·H2O转化,则生成S的物质的量为 mol(用含n的代数式表示)。
⑶整个流程有三个循环:一是K2CO3(aq)循环,二是N2和H2循环,第三个循环中被循环物质是____________。
⑷改用过量NaOH溶液吸收天然气中的硫化氢,以石墨作电极电解吸收后所得溶液可回收硫,其电解总反应方程式(忽略氧气的氧化还原)为____________________,该方法的优点是____________。
[解析]该生产工艺属于多处循环生产工艺,因此分析工艺流程示意图时,分析的主线是弄清基本原材料CH4转化为合成氨的基本原料N2和H2的工艺生产原理。但还要回头分析循环生产的理由和循环生产的工艺生产段。通过这样既考虑产品的合成,又考虑原料的充分利用,该题所涉及到的问题也就可以解答了。
[答案](1)CH4+H2OCO+3H2;(2)n ;(3)Fe2O3·H2O;(4)Na2S+2H2O2NaOH+S+H2↑,NaOH可以循环利用,同时获得副产品氢气。(优点答到“NaOH可以循环利用”即可)
例16.(2009年全国一卷)已知周期表中,元素Q、R、W、Y与元素X相邻。Y的最高化合价氧化物的水化物是强酸。回答下列问题:
(1)W与Q可以形成一种高温结构陶瓷材料。W的氯化物分子呈正四面体结构,W的氧化物的晶体类型是 ;
(2)Q的具有相同化合价且可以相互转变的氧化物是 ;
(3)R和Y形成的二元化合物中,R呈现最高化合价的化合物的化学式是 ;
(4)这5个元素的氢化物分子中,①立体结构类型相同的氢化物的沸点从高到低排列次序是(填化学式) ,其原因是
;
②电子总数相同的氢化物的化学式和立体结构分别是
;
(5)W和Q所形成的结构陶瓷材料的一种合成方法如下:W的氯化物与Q的氢化物加热反应,生成化合物W(QH2)4和HCL气体;W(QH2)4在高温下分解生成Q的氢化物和该陶瓷材料。上述相关反应的化学方程式(各物质用化学式表示)是 。
[解析]本题可结合问题作答。W的氯化物为正四体型,则应为SiCl4或CCl4,又W与Q形成高温陶瓷,故可推断W为Si。(1)SiO2为原子晶体。(2)高温陶瓷可联想到Si3N4,Q为N,则有NO2与N2O4之间的相互转化关系。(3)Y的最高价氧化的的水化物为强酸,且与Si、N等相邻,则只能是S。R为As,所以R的最高价化合物应为As2S5。(4)显然x为P元素。①氢化物沸点顺序为NH3> AsH3 > PH3,因为前者中含有氢键后两者构型相同,分子间作用力不同。②SiH4、PH3和H2S的电子数均为18。,结构分别为正四面体,三角锥和V形。(5)由题中所给出的含字母的化学式可以写出具体的物质,然后配平即可。
[答案](1)原子晶体。(2)NO2和N2O4(3)As2S5。(4)①NH3> AsH3 > PH3,因为前者中含有氢键,后两者构型相同,分子间作用力不同;②电子数相同的有SiH4、PH3和H2S结构分别为正四面体,三角锥和V形。(5)SiCl4 + 4NH3 = Si(NH2)4 + 4HCl,3Si(NH2)4 = 8NH3 + Si3N4
[专题突破]
1. 有A、B、C、D四种短周期的非金属元素(其单质也可分别用A、B、C、D表示),四种元素的原子序数按B、D、C、A顺序增大,D、C元素在周期表中位置相邻。在一定条件下,B可以分别和A、C、D化合生成甲、乙、丙化合物,C和D化合可得丁。已知乙、丙两个分子中各含有10个电子,并且甲、乙、丙、丁、戊有如下的变化关系:
请填写下列空格:
(1)甲的浓溶液与一种黑色粉末共热可得A,工业上保存A的方法为:_____。
(2)写出下列化学用语:
用电子式表示乙分子的形成过程_____________,
戊分子的结构式是____________,
甲和丙反应产物的电子式 _______________。
(3)写出下列反应的化学方程式:
丙+丁→D + 乙:_______________
A+丙→D + 甲:________________
[答案](1)干燥后加压液化贮存于钢瓶中
(2) H-O-Cl
(3)4NH3+6NO5N2+6H2O;2NH3+3Cl2=6HCl+N2
例12.聚合氯化铝是一种新型、高效絮凝剂和净水剂,其单体是液态的碱式氯化铝[Al2(OH)nCl6-n]。
本实验采用铝盐溶液水解絮凝法制备碱式氯化铝。其制备原料为分布广、价格廉的高岭土,化学组成为:Al2O3(25%-34%)、SiO2(40%-50%)、Fe2O3(0.5%-3.0%)以及少量杂质和水分。已知氧化铝有多种不同的结构,化学性质也有差异,且一定条件下可相互转化;高岭土中的氧化铝难溶于酸。制备碱式氯化铝的实验流程如下:
根据流程图回答下列问题:
⑴“煅烧”的目的是___________________________________________________________。
⑵配制质量分数15%的盐酸需要200 mL 30%的浓盐酸(密度约为1.15 g·cm-3)和_______ g蒸馏水,配制用到的仪器有烧杯、玻璃棒、______________。
⑶“溶解”过程中发生反应的离子方程式为____________________________________________。
⑷加少量铝粉的主要作用是_____________________________________。
⑸“调节溶液pH在4.2-4.5”的过程中,除添加必要的试剂,还需借助的实验用品是_________________;“蒸发浓缩”需保持温度在90-100℃,控制温度的实验方法是_________________。
[解析]对比原料与产品可知,该生产的主要工序:一是除去原料高岭土中的杂质,二是将Al2O3利用水解絮凝法转化为产品。再进一步分析,除铁用铝置换后过滤,高岭土中的Al2O3不溶于酸,必须经煅烧改变结构。该题经这样分析,题设的所有问题的答案就在分析之中。
[答案]⑴改变高岭土的结构,使其能溶于酸;⑵230;量筒;⑶Al2O3+6H+=2Al3++3H2O Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O;⑷除去溶液中的铁离子;⑸pH计(或精密pH试纸);水浴加热
例13.某化工厂的生产流程如右图:
⑴L、M的名称分别是___________、___________。
⑵G→H过程中为什么通入过量空气_________________________________。
⑶用电子式表示J_______________。
⑷写出饱和食盐水、E、F生成J和K(此条件下K为沉淀)的化学方程式:
_________________________________,要实现该反应,你认为应该如何操作______________________________。
[解析]根据流程示意图分析可知,用空气、焦炭和水为原材料,最终生产L和J、M的产品,首先必须生产中间产品E。这样,主要生产流水线至少有两条(液态空气-E-M;焦炭-E-L)。为了弄清该化工生产的生产工艺,须将这两条生产流水线交叉综合分析,最终解答题设的有关问题。
[答案]⑴硝酸铵;碳酸钠;
⑵提高NO的转化率使NO充分反应NO2的同时,还有氧气剩余,还可再与NO2与水反应的产物NO反应即 4NO+3O2+2H2O=4HNO3;
⑶;
⑷ NaCl(饱和)+NH3+CO2=NaHCO3↓+NH4Cl 在饱和食盐水溶液中通入足量的氨气后,再通入足量的二氧化碳气体,并将反应的装置放在冰水中冷却,即可获得碳酸氢钠结晶。
知识准备:近两年计算型推断题成为高考热点之一,解这类题时要善于抓住物质转化时相对分子质量的变化(例CO→CO2,NO → NO2,SO2→SO3转化时分子中都增加1个氧原子,相对分子质量变化均为16 );放出气体的体积或生成沉淀的量;化合物中各元素的含量;气体的相对密度;相对分子质量;离子化合物中离子个数比;反应物之间的物质的量比;电子总数;质子总数等重要数据。
例10. 已知甲、乙、丙为常见单质,A、B、C、D、E、F、G、X均为常见的化合物;B和X的摩尔质量相同,E的相对分子质量比D的相对分子质量大16,在一定条件下,各物质相互转化关系如下图所示:
(1)写出X的电子式和G的化学式:X__________,G__________;
(2)写出有关变化的化学方程式:
B+H2O:____________;
D+丙:_____________。
[解析]单质甲、乙均能分别与单质丙连续两次反应,可能是单质甲、乙分别被O2连续两次氧化,生成不同的氧化物,则丙是O2。氧化物B与水反应能放出O2,则B是Na2O2,那么C是NaOH,A是Na2O,甲是Na。又因B和X的摩尔质量相同,则X是Na2S,那么乙是S,F是SO2,G是SO3。进一步推出D是Na2SO3,E是Na2SO4,而Na2SO4的相对分子质量比Na2SO3的相对分子质量大16,符合题意。
[答案](1) Na+[::]2-Na+;SO3(2)2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2;2Na2SO3+O2=2Na2SO4
例11. A-J是中学化学教材中常见的物质,A-J有如下转化关系,J是不溶于水的白色固体,且其相对分子质量为100。则(1)A的化学式是____,J的化学式是_____。(2)B和E反应的化学方程式是_______。
解析:J是不溶于水的白色固体,且其相对分子质量为100,可知J是CaCO3。D与K反应生成I和J,可知D与CaCO3含有相同的离子或元素。C能与Na2O2反应生成H,还有和D与K反应相同的产物I,可知C是CO2或H2O,I不可能是O2,H应是O2。因G和H反应生成B,则B可能是一种氧化物。A受热分解生成B、C和D,结合以上对B、C和D的分析,可知A是NaHCO3,则B是CO2,C是H2O,D是Na2CO3。进一步推出E是Mg,F是MgO,G是单质碳,I是NaOH。
答案(1)NaHCO3,CaCO3 (2)2Mg+CO2======2MgO+C
例12.已知A是一种有机溶剂,F 是一种黄色晶体,N带有磁性,B、F、L、O、P是中学化学常见单质,J的相对分子质量比D大16,A和B反应前后气体体积(常温常压)保持不变,在试管中灼烧固体I,试管底部无固体残留,反应①②③均是化工生产中的重要反应。
⑴A的结构式___________。
⑵写出反应①的化学方程式_________________________________。
⑶高温下反应⑤⑥互为可逆反应,写出反应⑥的化学方程式_________________________________,该反应的平衡常数表达式K=_______。
⑷请设计一个实验方案,完成反应④,并在答题卡指定位置绘出实验装置图。
⑴ S=C=S;⑵ NaCl+CO2+H2O+NH3=NaHCO3↓+NH4Cl;⑶ 3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2 K=;⑷
例9. (2009年全国二卷)现有A、B、C、D、E、F六种化合物,已知它们的阳离子有,阴离子有,现将它们分别配成的溶液,进行如下实验:
① 测得溶液A、C、E呈碱性,且碱性为A>E>C;
② 向B溶液中滴加稀氨水,先出现沉淀,继续滴加氨水,沉淀消失;
③ 向D溶液中滴加溶液,无明显现象;
④ 向F溶液中滴加氨水,生成白色絮状沉淀,沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色。
根据上述实验现象,回答下列问题:
(1) 实验②中反应的化学方程式是
;
(2)E溶液是 ,判断依据是
;
(3)写出下列四种化合物的化学式:A 、C 、
D 、F .
[解析]本题考查离子共存、盐类水解综合运用。根据溶液的性质,确定CO32-只能与K+形成显碱性的溶液,另外可能形成的碱性溶液为碱Ba(OH)2 。由于醋酸的酸性大于碳酸,所以醋酸盐水解的碱性小于碳酸盐,因此A为Ba(OH)2,E为K2CO3,C为醋酸盐,由②可得B中阳离子为Ag+,则肯定为AgNO3,由③可得D中无SO42-,则F中的阴离子为SO42-,D中的阴离子为Cl-。由④可得F中的阳离子为Fe2+,即F为FeSO4,而CH3COO-若与Al3+形成溶液时,Al3+也发生水解,所以C为醋酸钙,而D为AlCl3。
[答案]
例6:由短周期元素组成的A、B、C、D、E、F六种粒子,其中只有C、D是分子,其余四种均是离子,且每个微粒中都含有10个电子。已知A、E是由非金属元素组成的阳离子,六种粒子间有下列关系:
①A、B两种离子在加热条件下可生成C、D两种分子;
②通常状况下C的聚集状态为气态,且可使湿润的红色石蕊试纸变蓝;
③1 mol B离子与1 mol E离子作用可生成2 mol D分子;
④向含F离子的溶液中加入C的溶液,可生成白色沉淀W,C溶液过量沉淀也不消失,若加入含大量B离子或大量E离子的溶液,沉淀W都会溶解。
(1)微粒B的电子式是_____________;粒子E的名称是____________;粒子F对应的元素在周期表中的位置是_________________________________。
(2)写出下列反应的离子方程式:
F+过量C的溶液:___________________________________________________
W+含大量B离子的溶液:
(3)六种微粒中的两种可与硫酸根形成一种复盐,向该复盐的浓溶液中滴加浓苛性钠溶液,依次产生的现象有:a.溶液中出现白色沉淀b. 沉淀逐渐增多c. 有刺激性气味气体放出 d. 沉淀逐渐减少 e.沉淀完全消失
该复盐的化学式为 ,在水溶液中的电离方程式是___________。
[解析]由②可知C为NH3,根据A、E是非金属元素组成的阳离子,可知A、E分别是NH4+和H3O+中的一种。由①和③可确定A为NH4+,B为OH-,D为H2O,E为H3O+。白色沉淀W不溶于过量的氨水,却既溶于“酸”又溶于“碱”,那么F离子只能是Al3+
[答案](1)[H]-;水合氢离子;第三周期ⅢA族
(2)Al3++3NH3·H2O Al(OH)3↓+3NH4+;Al(OH)3+ OH- AlO2-+2H2O
(3)NH4Al(SO4)2; NH4Al(SO4)2 NH4++Al3++2SO42-
例7.(2009年福建卷)短周期元素Q、R、T、W在元素周期表中的位置如右图所示,期中T所处的周期序数与主族序数相等,请回答下列问题:
(1)T的原子结构示意图为_______.
(2)元素的非金属性为(原子的得电子能力):Q______W(填“强于”或“弱于”)。
(3) W的单质与其最高价氧化物的水化物浓溶液共热能发生反应,生成两种物质,其中一种是气体,反应的化学方程式为_____.
(4)原子序数比R多1的元素是一种氢化物能分解为它的另一种氢化物,此分解反应的化学方程式是__________.
(5)R有多种氧化物,其中甲的相对分子质量最小。在一定条件下,2L的甲气体与0.5L的氯气相混合,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R的含氧酸盐的化学式是__________.
(6)在298K下,Q、T的单质各1mol完全燃烧,分别放出热量aKJ和bKJ。又知一定条
件下,T的单质能将Q从它的最高价氧化物中置换出来,若此置换反应生成3molQ的单质,则该反应在298K下的=________(注:题中所设单质均为最稳定单质)
[解析]本题考查无机物的性质,涉及化学用语、方程式书写、氧化还原反应以及热化学的知识。从给出的表,结合T在周期表的位置与族数相等这一条件 ,不难得出T为Al,Q为C,R为N,W为S。(1)T为Al,13号元素。(2)S、C最高价氧化物对应的酸为硫酸强于碳酸,则可得非金属性S强于C。(3)S与H2SO4发生归中反应,从元素守恒看,肯定有水生成,另外为一气体,从化合价看,只能是SO2。(4)比R质子数多1的元素为O,存在H2O2转化为H2O的反应。(5)N中相对分子质量最小的氧化物为NO,2NO + O2 = 2NO2,显然NO过量1L,同时生成1L的NO2,再用NaOH吸收,从氧化还原角度看,+2价N的NO与+4价N的NO2,应归中生成+3N的化合物NaNO2。(6)C + O2 CO2 H= -a Kj/mol①,4Al +3 O2 =2Al2O3 H= -4bKj/mol②。Al与CO2的置换反应,写出反应方程式为:4Al + 3CO23C + 2Al2O3,此反应的H为可由②-①×3得,H=-4b-(-3a)=(3a-4b)Kj/mol.
[答案](1) (2)弱于
(3)S + 2H2SO4(浓) 3SO2↑+ 2H2O
(4)2H2O2 MnO22H2O + O2↑(或其他合理答案)
(5)NaNO2
(6)(3a – 4b)KJ/mol
例8.(2009年天津卷)下表为元素周期表的一部分,请参照元素①-⑧在表中的位置,用化学用语回答下列问题:
族 周期 |
IA |
|
0 |
|||||
1 |
① |
ⅡA |
ⅢA |
ⅣA |
ⅤA |
ⅥA |
ⅦA |
|
2 |
|
|
|
② |
③ |
④ |
|
|
3 |
⑤ |
|
⑥ |
⑦ |
|
|
⑧ |
|
(1)④、⑤、⑥的原子半径由大到小的顺序为_________________________。
(2)②、③、⑦的最高价含氧酸的酸性由强到弱的顺序是_________________________。
(3)①、④、⑤、⑧中的某些元素可形成既含离子键又含极性共价键的化合物,写出其中一种化合物的电子式:____________________。
(4)由表中两种元素的原子按1:1组成的常见液态化合物的稀液易被催化分解,可使用的催化剂为(填序号)_________________。
a.MnO2 b.FeCl3 c.Na2SO3 d.KMnO4
(5)由表中元素形成的常见物质X、Y、Z、M、N可发生以下反应:
X溶液与Y溶液反应的离子方程式为_____________________,
N→⑥的单质的化学方程式为________________。
常温下,为使0.1 mol/L M 溶液中由M电离的阴、阳离子浓度相等,应向溶液中加入一定量的Y溶液至_________________。
[解析]本题以周期表为题材,考查原子半径比较,酸性强弱,电子式,离子方程式以及盐类水解等知识。(1)⑤⑥位于同一周期,且⑤排在⑥的前面,原子半径大,而④在上一周期,比⑤、⑥少一个电子层,故半径最小。(2)②⑦位于同一主族,上面的非金属性强,最高价含氧酸酸性强,②③位于同一周期,且③在后,非金属性强,对应的酸性强。(3)四种元素分别为氢、氧、钠和氯,离子键显然必须是钠盐,极性共价键则应有两种非金属组成。(4)液态H2O2可以在MnO2、FeCl3等催化剂作用下发生分解反应。(5)⑥为Al,可推断Z为Al(OH)3,受热分解可产物Al2O3,再电解即可得单质铝。M仅含非金属的盐,显然铵盐,所以X与Y应为AlCl3与NH3·H2O的反应,生成NH4Cl。由于NH4+ 水解,故要使其浓度与Cl-相等,则要补充NH3·H2O。由电荷守恒知:C(NH4+ )+ C(H+)C(Cl-)+C(OH-),若C(NH4+ ) C(Cl-),则C(H+)= C(OH-),即pH=7。
答案:
例4.下列物质间在一定条件下可实现图中所示的一系列变化。其中固体W的焰色反应呈紫色,A是一切生物都不能缺少的气体。请回答:
(1)判断X、Y各是什么物质? X_______Y_______。
(2)写出有关反应的化学方程式:
① Z+H2SO4 (浓)→C
② W+H2SO4 (浓)→D+T
[解析]一切生物都不能缺少的气体是O2,固体Y在加热制取O2后未发生变化,则Y是MnO2。焰色反应呈紫色的固体W中含钾元素,来自于固体X,则X是KClO3,W是KCl。气体A和气体B都是固体T的水溶液的电解产物,因A是O2,则B不可能是Cl2,应是H2。KCl和MnO2的混合物与浓H2SO4混合加热,生成的气体C是Cl2,则D是HCl。T和E是MnCl2和K2SO4中的各一种。
[答案](1)KClO3、MnO2
(2)① 4KCl+MnO2+2H2SO4(浓)====Cl2↑+MnCl2+2K2SO4
② 2KCl+H2SO4(浓)====2HCl↑+K2SO4
例5.(2009年浙江卷)各物质之间的转换关系如下图,部分生成物省略。C、D是由X、Y、Z中两种元素组成的化合物,X、Y、Z的原子序数依次增大,在周期表中X的原子半径最小,Y、Z原子量外层电子数之和为10。D为无色非可燃性气体,G为黄绿色单质气体,J、M为金属,l有漂白作用,反应①常用于制作印刷电路板。
请回答下列问题:
(1)写出A的化学式 , C的电子式 。
(2)比较Y与Z的原子半径大小 > (填写元素符号)。
(3)写出反应②的化学方程式(有机物用结构简式表示) ,举出该反应的一个应用实例 。
(4)已知F溶于稀硝酸,溶液变成蓝色,并放出无色气体。请写出该反应的化学方程式 。
(5)研究表明:气体D在一定条件下可被还原为晶莹透明的晶体N,其结构中原子的排列为正四面体,请写出N及其2种同素异形体的名称 、 、 。
[解析]从反应图中寻找突破口,E与葡葡糖生成红色沉淀F,则E应为Cu(OH)2,而B为Cu2+,反应①为印刷电路板,L为棕黄色溶液,由此可推出:M应为Cu,L为FeCl3 。G为黄绿色气体,则为Cl2,K为浅绿色,则为Fe2+溶液。X的原子半径最小,则为H,D为非可燃性气体,可推为CO2,C和O的最外层电子之和刚好为10。C为H、C、O中的两种组成的化合物,且可以与Cl2反应,故应为H2O,生成H为HCl,I为HClO(具有漂白性),HCl与J(Fe)可生成FeCl2溶液。(1)A + HClCu2+ + H2O + CO2,由元素守恒可知,A可以CuCO3或碱式碳酸铜均可。(2)Y为C,Z为N,两者位于同一周期,前者的半径大,即C>N。(3)葡萄糖含有醛基,可以与Cu(OH)2生成砖红色沉淀。(4)F为Cu2O,与HNO3反应,生成Cu(NO3)2,且生成无色气体,应为NO,然后根据得失电子守恒配平即可。(5)CO2可以还原成正四面体结构的晶体N,即化合价降低,显然生成C,应为金刚石。它的同素异形体必须为含碳的单质。
[答案](1)Cu2(OH)2CO3 [Cu(OH)2·CuCO3]或CuCO3
(2) C>O
(3)CH2OH(CHOH)4CHO + 2Cu(OH)2 CH2OH(CHOH)4COOH + Cu2O↓+ 2H2O
医学上可用这个反应检验尿液中的葡萄糖。
(4)3Cu2O + 14HNO3 6Cu(NO3)2 + 2NO↑+ 7H2O
(5)金刚石、石墨、富勒烯(C60)或碳纳米管等。
例1. 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(其他产物及反应所需条件均已略去),当X是强碱时,B跟Cl2反应除生成C外,另一产物是盐酸盐。
用化学式号填写下列空格:
(1)A是__________。
(2)当X是强酸时,A、B、C、D、E、F均含同一种元素,F是__________。
(3)当X是强碱时,A、B、C、D、E、F均含同一种元素,F是__________。
(4)B跟Cl2反应的化学方程式是_______。
[解析]正盐A能与强酸反应生成气态氢化物,则A中含无氧酸根即非金属阴离子。该非金属单质可被O2连续两次氧化,分别生成两种氧化物,故A中含S2-。其转化过程是:
S2-H2SSSO2SO3H2SO4
又因为正盐A能与强碱反应生成气态氢化物,则A中含NH4+。气态氢化物NH3中氮被Cl2置换后生成的HCl又与NH3化合成NH4Cl。其转化过程是:
NH4+NH3N2NONO2HNO3
[答案](1)(NH4)2S (2)H2SO4 (3)HNO3
(4)H2S+Cl2=2HCl+S↓;8NH3+3Cl2=N2+6NH4Cl
例2:如下图所示的转化关系
已知A为单质,试判断A、B、C、D、E各是什么物质,写出分子式。
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A |
B |
C |
D |
E |
A为气体时 |
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A为固体时 |
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[解析]根据归纳出的“特征网络”:(1)ABCD(酸或碱),结合题目中“EC”,能与Cu反应的是酸,且只有HNO3和浓H2SO4,即可推断出结果。
[答案]N2、NH3、NO、NO2、HNO3;S、H2S、SO2、SO3、H2SO4;
例3.下图是无机物A-M在一定条件下的转化关系(部分产物及反应条件未列出)。其中,I是由第三周期元素组成的单质中熔点最高的金属,K是一种红棕色气体。
请填写下列空白:
(1)在周期表中,组成单质G的元素位于第__________周期_________族。
(2)在反应⑦中氧化剂与还原剂的物质的量之比为___________________。
(3)在反应②、③、⑥、⑨中,既属于化合反应又属于非氧化还原反应的是_________
(填写序号)。
(4)反应④ 的离子方程式是:_______________________________________
( 5 )将化合物D 与KNO3、KOH 共融,可制得一种“绿色”环保高效净水剂K2FeO4 (高铁酸钾).同时还生成KNO2和H2O 。该反应的化学方程式是:____________________________。
解析:解推断题的关键是找“题眼”。K是一种可由氧气与L反应得到的红棕色气体,可推知K是NO2,再推出J溶液为硝酸溶液。由可推知A为SO2,B为SO3,C为H2SO4,由FeS2的煅烧可知D为铁的氧化物,由反应⑤⑥可推出:E为Fe(OH)3,
D为Fe2O3,结合I是由第三周期元素组成的单质中熔点最高的金属,可得I为Al,根据铝热反应及题中信息G为单质得G为Fe,H为Al2O3,,则M为Fe(NO3)2或Fe(NO3)3,又M能与C溶液反应(H2SO4)反应,则M只能是Fe(NO3)2。
答案:(1)四(或4);Ⅷ (2)1:2 (3)③ (4)3Fe2++NO3- +4H+ = 3Fe3++NO↑+2H2O
(5)Fe2O3+3KNO3+4KOH2K2FeO4+3KNO2+2H2O。
9.(07年广东化学·23)
已知某混合金属粉末中,除铝外还含有铁、铜中的一种或两种,所含金属的量都在5%以上。请设计合理实验探究该混合物金属粉末中铁、铜元素的存在。
仅限选择的仪器和试剂:烧杯、试管、玻璃棒、量筒、容量瓶、滴管、药匙;1mol·L-1硫酸、2mol·L-2硝酸、2mol·NaOH溶液、20%KSCN溶液。
完成以下实验探究过程:
(1)提出假设:
假设1:该混合金属粉末中除铝外还含有 元素;
假设2:该混合金属粉末中除铝外还含有 元素;
假设3:该混合金属粉末中除铝外还含有Fe、Cu元素;
(2)设计实验方案基于假设3,设计出实验方案(不要在答题卡上作答)。
(3)实验过程
根据(2)的实验方案,叙述实验操作、预期现象和结论。
[提示]Ⅰ.在答题卡上按以下方式作答,注意前后内容对应;
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