2023屆新高考化學(xué)選考一輪總復(fù)習(xí)學(xué)案-專題突破2　物質(zhì)的轉(zhuǎn)化與推斷

專題突破2物質(zhì)的轉(zhuǎn)化與推斷角度一常見物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化[典例1]下列模擬工業(yè)生產(chǎn)中物質(zhì)的轉(zhuǎn)化合理的是()A.飽和NaCl溶液NaHCO3晶體B.海水(Mg2+)Mg(OH)2沉淀MgCl2溶液MgC.NH3NONO2HNO3D.SSO3H2SO4解析:二氧化碳在水中的溶解度不大,用于制取碳酸氫鈉時應(yīng)該先通入氨氣再通入二氧化碳,故A不合理;要電解得到金屬鎂,需要電解熔融氯化鎂,電解氯化鎂溶液得到的是氫氧化鎂,故B不合理;氨氣催化氧化生成一氧化氮,一氧化氮被氧氣氧化成二氧化氮,二氧化氮與水反應(yīng)生成硝酸和一氧化氮,故C合理;硫點燃生成二氧化硫,故D不合理。答案:C[典例2]甲、乙、丙、丁均為中學(xué)化學(xué)中常見的單質(zhì)或化合物,它們之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示(部分產(chǎn)物已略去),下列各組物質(zhì)中不能實現(xiàn)如圖所示關(guān)系轉(zhuǎn)化的是()選項甲乙丙丁物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化ACuOCO2COCBFeFe(NO3)2Fe(NO3)3HNO3CAlCl3Al(OH)3NaAlO2NH3·H2ODCO2NaHCO3Na2CO3NaOH解析:A.CuO與少量C反應(yīng)產(chǎn)生Cu和CO2,與足量C反應(yīng)產(chǎn)生Cu和CO,CO2與C反應(yīng)產(chǎn)生CO,CO與CuO反應(yīng)產(chǎn)生Cu和CO2,可以實現(xiàn)物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系,不符合題意;B.鐵與足量的HNO3反應(yīng)生成Fe(NO3)3,鐵與少量的HNO3反應(yīng)生成Fe(NO3)2,Fe(NO3)3與鐵粉反應(yīng)生成Fe(NO3)2,Fe(NO3)2與HNO3反應(yīng)生成Fe(NO3)3,能夠?qū)崿F(xiàn)物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系,不符合題意;C.AlCl3與NH3·H2O反應(yīng)產(chǎn)生Al(OH)3沉淀,由于NH3·H2O是弱堿,不能溶解Al(OH)3,因此兩者反應(yīng)時無論相對量的多少,只能生成Al(OH)3沉淀,不能實現(xiàn)物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系,符合題意;D.CO2和少量NaOH反應(yīng)生成NaHCO3,CO2和過量NaOH反應(yīng)生成Na2CO3,NaHCO3與NaOH反應(yīng)產(chǎn)生Na2CO3和H2O,Na2CO3與CO2、H2O反應(yīng)產(chǎn)生NaHCO3,能夠?qū)崿F(xiàn)上述轉(zhuǎn)化,不符合題意。答案:C常見物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系1.直線型轉(zhuǎn)化關(guān)系A(chǔ)BC氧化還原類NaNa2ONa2O2N2NONO2或NH3NONO2SSO2SO3或H2SSO2SO3CCOCO2或CH4COCO2Cl2FeCl3FeCl2O2CO2CO連續(xù)反應(yīng)類NaOHNa2CO3NaHCO3AlO2-Al(OH)3Al3+CO32-HCO3-Al3+Al(OH)3AlO2-2.交叉型轉(zhuǎn)化關(guān)系3.三角型轉(zhuǎn)化關(guān)系[對點精練1]X、Y、Z、W四種物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示,下列轉(zhuǎn)化不能一步實現(xiàn)的是(D)選項XYZWAAlAlCl3Al(OH)3Al2O3BCl2Ca(ClO)2HClOHClCNaNaOHNa2CO3NaClDFeFeCl2Fe(OH)2Fe(OH)3解析:A.Al與鹽酸反應(yīng)生成AlCl3,AlCl3與堿反應(yīng)生成Al(OH)3,Al(OH)3受熱分解生成Al2O3,電解熔融Al2O3生成Al,不符合題意;B.氯氣和氫氧化鈣反應(yīng)生成次氯酸鈣,次氯酸鈣和二氧化碳、水反應(yīng)生成次氯酸,次氯酸分解變?yōu)辂}酸,濃鹽酸和二氧化錳加熱反應(yīng)生成氯氣,不符合題意;C.Na與水反應(yīng)可得到NaOH,NaOH與二氧化碳反應(yīng)可得到碳酸鈉,碳酸鈉與氯化鋇反應(yīng)可得到氯化鈉,電解熔融氯化鈉可得到鈉單質(zhì),不符合題意;D.Fe(OH)3無法通過一步反應(yīng)生成Fe,符合題意。[對點精練2]已知A、B、C、D是中學(xué)化學(xué)的常見物質(zhì),且A、B、C均含有同一種元素。在一定條件下它們之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示(部分反應(yīng)中的H2O已略去)。請回答下列問題:(1)若A可用于自來水消毒,D是生產(chǎn)、生活中用量最大、用途最廣的金屬單質(zhì),加熱蒸干B的溶液不能得到B,則B的化學(xué)式是;工業(yè)上制取A的離子方程式為。

(2)若A是一種堿性氣體,常用作制冷劑,B是汽車尾氣之一,遇空氣會變色,則反應(yīng)①的化學(xué)方程式為

。

(3)若D是氯堿工業(yè)的主要產(chǎn)品之一,B物質(zhì)具有兩性,則反應(yīng)②的離子方程式是。

(4)若A、C、D都是常見氣體,C是導(dǎo)致酸雨的主要氣體,則反應(yīng)③的化學(xué)方程式為。

解析:(1)氯氣常用于自來水消毒,則A為Cl2;鐵是使用最廣泛的金屬單質(zhì),D是鐵,則B為FeCl3,C是FeCl2。(2)堿性氣體為NH3,汽車尾氣中遇空氣會變色的氣體是NO。(3)常見的兩性物質(zhì)是Al2O3和Al(OH)3,D、C分別為NaOH和NaAlO2,故B為Al(OH)3。(4)導(dǎo)致酸雨的主要氣體是SO2,A與SO2均含有硫元素,且兩者反應(yīng)生成硫單質(zhì),故A為H2S。酸雨的主要成分是H2SO3,在放置過程中被氧化為H2SO4,酸性增強(qiáng)。答案:(1)FeCl32Cl-+2H2O2OH-+Cl2↑+H2↑(2)4NH3+5O24NO+6H2O(3)Al(OH)3+OH-AlO2-+2H2(4)2H2S+SO23S↓+2H2O角度二實驗流程中的物質(zhì)推斷[典例3](2021·浙江6月選考)固體化合物X由3種元素組成,某學(xué)習(xí)小組開展如下探究實驗。其中,白色沉淀B能溶于NaOH溶液。請回答:(1)白色固體C的化學(xué)式是,藍(lán)色溶液D中含有的溶質(zhì)是(用化學(xué)式表示)。

(2)化合物X的化學(xué)式是;化合物X的一價陰離子與CH4具有相同的空間結(jié)構(gòu),寫出該陰離子的電子式:。

(3)藍(lán)色溶液A與N2H5①寫出該反應(yīng)的離子方程式:

。

②設(shè)計實驗驗證該白色沉淀的組成元素:

。

解析:含Cu2+的溶液呈藍(lán)色、含[Cu(NH3)4]2+的溶液呈深藍(lán)色。結(jié)合題圖化合物X溶于水得到藍(lán)色溶液A,可知化合物X中含有Cu2+;加入足量氨水后生成的白色沉淀B不溶于氨水,但能溶于NaOH溶液,可知白色沉淀B為Al(OH)3,則灼燒白色沉淀B得到的白色固體C為Al2O3;向深藍(lán)色溶液中加入硝酸酸化的AgNO3溶液析出白色沉淀E,可知化合物X中含有Cl-,由上述分析可知化合物X中含有Cu2+、Al3+、Cl-。(1)由上述分析可知白色固體C為Al2O3;藍(lán)色溶液D中含有Cu2+、NH4+、Ag+、H+,陰離子只有NO3-,則藍(lán)色溶液D中含有的溶質(zhì)為Cu(NO3)2、NH4NO3、AgNO(2)4.020g化合物X中含n(Al3+)=1.020g102g·mol-1×2=0.02mol,含n(Cl-)=11.480g143.(3)藍(lán)色溶液A與N2H5+作用,溶液藍(lán)色褪去,說明Cu2+參與反應(yīng),即Cu2+轉(zhuǎn)化為沉淀,N2H5+中氮元素為-2價,易被氧化,結(jié)合題干信息“生成一種氣體”,可知生成的氣體為N2,根據(jù)“生成易溶于硝酸的白色沉淀”可知該白色沉淀為CuCl。①反應(yīng)的離子方程式為4Cu2++N2H5++4Cl-4CuCl↓+N2↑+5H+。②Cu2+在溶液中呈藍(lán)色,將白色沉淀溶于硝酸,得到藍(lán)色溶液,說明該沉淀中含有Cu元素;Cl-答案:(1)Al2O3Cu(NO3)2、NH4NO3、AgNO3、HNO3(2)CuAl2Cl8[

··(3)①4Cu2++N2H5++4Cl-4CuCl↓+N2↑+5H②將白色沉淀溶于硝酸,得到藍(lán)色溶液,說明有Cu元素;再向溶液中加入AgNO3溶液,有白色沉淀,說明有Cl元素實驗流程中物質(zhì)推斷的解題要點1.解題思路解題的關(guān)鍵是仔細(xì)審題,依物質(zhì)的特性或特征轉(zhuǎn)化來確定“突破口”,順藤摸瓜,進(jìn)而完成全部未知物的推斷。解題方法及推理過程如圖:2.尋找“突破口”的策略(1)抓住物質(zhì)的特殊顏色作為突破口①有色固體紅色Cu、Cu2O、Fe2O3紅褐色Fe(OH)3黃色AgI淡黃色S、Na2O2、AgBr藍(lán)色Cu(OH)2黑色炭粉、CuO、MnO2、FeS、CuS紫黑色KMnO4、I2白色Fe(OH)2、CaCO3、BaSO4、AgCl、BaSO3、Mg(OH)2②有色溶液Fe2+(淺綠色)、Fe3+(黃色)、Cu2+(藍(lán)色)、MnO4-(紫紅色)、Fe3+遇SCN-(紅色)、I2遇淀粉(藍(lán)色)、Br2(橙色)、I③有色氣體Cl2(黃綠色)、Br2(g)(紅棕色)、NO2(紅棕色)、I2(g)(紫色)、O3(淡藍(lán)色)等。④焰色試驗黃色:鈉元素;紫色(透過藍(lán)色鈷玻璃):鉀元素。(2)抓住物質(zhì)的特殊性質(zhì)作為突破口①能使品紅溶液褪色的氣體SO2(加熱后又恢復(fù)紅色)、Cl2(加熱后不恢復(fù)紅色)。②沉淀顏色的特殊變化Fe(OH)2Fe(OH)3(白色沉淀先變灰綠色,再變紅褐色)。③常溫下能溶解SiO2固體的物質(zhì):氫氟酸和NaOH溶液。④能使澄清石灰水變渾濁的氣體:CO2(無色無味)、SO2(無色刺激性氣味)。⑤通入CO2氣體變渾濁的溶液:石灰水(過量則變澄清)、Na2SiO3溶液、飽和Na2CO3溶液。⑥使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)的氣體:NH3。⑦使?jié)駶櫟牡矸?KI試紙變藍(lán)的物質(zhì):NO2、Cl2、Br2、FeCl3等。3.確定化學(xué)式的計算步驟(1)根據(jù)題給信息,計算出可求粒子的物質(zhì)的量。(2)根據(jù)電荷守恒,確定出未知粒子的物質(zhì)的量。(3)根據(jù)質(zhì)量守恒,確定出結(jié)晶水的物質(zhì)的量。(4)根據(jù)各粒子的物質(zhì)的量之比,確定出該物質(zhì)的化學(xué)式。[對點精練3]化合物X由三種短周期元素組成,可用作氧化劑和氣體干燥劑。某興趣小組對化合物X開展探究實驗。其中:混合氣體B中含有兩種單質(zhì)氣體,其中一種呈黃綠色。(1)組成X的三種元素為。

(2)寫出X隔絕空氣加熱分解的化學(xué)方程式:

。

(3)將溶液C結(jié)晶可得晶體的化學(xué)式為,

直接加熱并灼燒該晶體得不到該晶體的無水鹽,請說明理由:

。

(4)將黃綠色氣體B緩慢通入含有酚酞的NaOH稀溶液中,當(dāng)通到一定量時,紅色突然褪去。產(chǎn)生上述現(xiàn)象可能的原因有兩種:①

,②;

請設(shè)計相關(guān)實驗證明紅色褪去的原因:

。

解析:化合物X由三種短周期元素組成,可用作氧化劑和氣體干燥劑,隔絕空氣加熱分解生成固體A和混合氣體B,B中含有兩種單質(zhì)氣體,其中一種呈黃綠色,則該氣體是氯氣,X中含有Cl元素。B通入足量氫氧化鈉溶液氯氣被吸收生成氯化鈉、次氯酸鈉和水,剩余氣體E的物質(zhì)的量是0.784(1)根據(jù)以上分析可知組成X的三種元素為Mg、Cl、O。(2)根據(jù)原子守恒可知B中的另一種氣體是氧氣,根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知氯氣的物質(zhì)的量是2.0.01mol,則X隔絕空氣加熱分解的化學(xué)方程式為2Mg(ClO4)22MgO+2Cl2↑+7O2↑。(3)溶液C是氯化鎂溶液,將溶液C結(jié)晶可得晶體的化學(xué)式為MgCl2·6H2O,由于Mg2+水解產(chǎn)生Mg(OH)2[或Mg(OH)Cl]和H+,加熱時,H+以HCl形式逸出,從而使得水解完全,所以直接加熱并灼燒該晶體得不到無水氯化鎂。(4)將黃綠色氣體氯氣緩慢通入含有酚酞的NaOH稀溶液中,當(dāng)通到一定量時,紅色突然褪去,由于次氯酸具有強(qiáng)氧化性,另外氯氣和氫氧化鈉反應(yīng)使堿性降低,則產(chǎn)生上述現(xiàn)象可能的原因有兩種,即①氯氣通入水中與NaOH溶液反應(yīng),使溶液中堿性減弱,紅色褪去或②氯氣與水反應(yīng)產(chǎn)生的次氯酸具有漂白性,將紅色漂白;由于次氯酸的漂白是不可逆的,則證明紅色褪去原因的方法是在褪色后的溶液中滴入一定量氫氧化鈉溶液,若紅色恢復(fù)說明是原因①,反之則為原因②。答案:(1)Mg、Cl、O(2)2Mg(ClO4)22MgO+2Cl2↑+7O2↑(3)MgCl2·6H2OMg2+水解產(chǎn)生Mg(OH)2[或Mg(OH)Cl]和H+,加熱時,H+以HCl形式逸出,從而使得水解完全,最終得不到無水氯化鎂(4)①氯氣通入水中與NaOH溶液反應(yīng),使溶液中堿性減弱,紅色褪去②氯氣與水反應(yīng)產(chǎn)生的次氯酸具有漂白性,將紅色漂白在褪色后的溶液中滴入一定量氫氧化鈉溶液,若紅色恢復(fù)說明是原因①,反之則為原因②[對點精練4]某工業(yè)漂白劑X由五種元素組成,可視為鈉鹽A與有機(jī)物B的加合物。取17.7g該漂白劑X進(jìn)行如下實驗:固體D為某含氧酸的正鹽與其酸式鹽的混合物。氣體F是純凈物,能使品紅溶液褪色。氣體C在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的密度約為1.52g/L,可與氣體F反應(yīng)生成淡黃色固體。氣體體積已折算至標(biāo)準(zhǔn)狀況。(1)X構(gòu)成的元素有鈉、碳、氫和,X的化學(xué)式是。

(2)步驟Ⅰ中,氣體B與足量新制Cu(OH)2反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

(3)步驟Ⅱ,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

。

(4)固體X投入滴有淀粉的碘水中,溶液藍(lán)色褪去,可能的原因有。

(5)將氣體F通入足量氨水中,轉(zhuǎn)化為100mLcmol/L的P溶液,然后通入一定量空氣后,生成含Q的溶液。為確定P的氧化率,請設(shè)計簡要的實驗方案,并指明需要測定的物理量:

。

解析:4.5g氣體B能與新制Cu(OH)2共熱產(chǎn)生磚紅色沉淀E43.2g,則氣體B為甲醛(HCHO),氣體C標(biāo)準(zhǔn)狀況下密度為1.52g/L,又能與氣體F反應(yīng),F能使品紅溶液褪色,可知氣體C為H2S,質(zhì)量1.7g,氣體F為SO2,固體D質(zhì)量為17.7g-4.5g-1.7g=11.5g,為Na2SO3、