1、高考化学元素及其化合物推断专题七 元素及其化合物推断【高频考点解读】无机框图推断题，既能检查学生元素化合物基础知识的掌握情况，又能检查学生灵活应用知识的能力，更能考查学生的逻辑推理能力，难度较大，是近年来高考重要题型之一。解答无机框图推断题，应认真分析题干，找出明显条件和隐蔽条件。通过结构特征、反应特征、现象特征或其他的一些特征，找出突破口，也就是所谓的“题眼”，通过正推法、逆推法、假设法、猜测法等得出结论。【热点题型】题型一 由物质特征结构推断无机物例1、A、B、C、D、E 为五种常见的短周期元素，常温下 A、B 可形成 B2A2 和 B2A 两种液态化合物，B 与 D 可形成分子 X，也可
2、形成阳离子 Y，X、Y 在水溶液中酸、碱性恰好相反，C 元素的焰色反应呈黄色，E 与 C 同周期，且E 的阳离子在其所在周期元素形成的简单离子中半径最小，试回答：(1)D元素处于周期表的位置_。(2)B2A2 对应化合物的结构式为_，Y 的电子式为_。(3)液态 X 类似 B2A，也能微弱电离且产生电子数相同的两种离子，则液态 X 的电离方程式为_。(4)A、D、E 三种元素形成的盐(化学式为 A9D3E)的水溶液呈_性，用离子方程式解释其原因_。(5)W、Q是由 A、B、C、D 四种元素中任意三种组成的不同类型的强电解质，W的水溶液呈碱性，Q的水溶液呈酸性，且物质的量浓度相同的W、Q溶液中水
3、的电离程度前者小于后者，则W为_，Q为_(填化学式)。(6)用A单质和B单质可制取气体燃料电池，该电池用多孔的惰性电极浸入浓KOH溶液，两极分别通入A单质和B单质。写出该电池的电极反应方程式：负极：_；正极： _。【提分秘籍】物质结构是中学化学知识的重要组成部分，物质特征结构是解答无机推断题的第一突破口，尤其是短周期元素及其化合物的特征结构。常用到的知识有：1原子的特征结构 (1)最外层电子数电子层数的元素有 H、Be、Al；最外层电子数电子层数 2 倍的元素有 He、C、S；最外层电子数次外层电子数 2 倍的元素是C；最外层电子数次外层电子数3 倍的是O。(2)次外层电子数为2 的元素必在第
4、二周期，次外层电子数为8 的元素可能在第三周期，也可能在第四、五、六、七周期的第A、A 族。 (3)绝大多数元素具有不同的核素、同位素现象，核素(或原子)之间一定遵循如下关系：质子数中子数质量数，质子数核电荷数原子序数核外电子数，原子的相对原子质量其质量数等。2微粒的特征结构(1)核外电子总数为10的微粒。(2)核外电子总数为18的微粒。 (3)任何微粒中的有关微粒之间遵循如下关系：质子总数中子总数质量数之和，质子总数核外电子总数所带电荷(阳离子所带电荷为正整数，阴离子所带电荷为负整数，原子、分子、基团等所带电荷为零)，微粒的摩尔质量数值上其质量数之和等。3正四面体等特征结构单质分子为正四面体
5、的是白磷(P4)；化合物分子呈正四面体结构的有甲烷(CH4)、四氯化碳(CCl4)等，呈三角锥形结构的有氨气(NH3)；离子呈正四面体结构的有铵根离子(NH4+)等。【热点题型】题型二 由物质特征性质推断无机物例2、已知如图Z41所示各物质的转化关系中，某些反应部分产物已被省去。其中反应用于常见金属 I 的冶炼，B为淡黄色固体，D、G、H 均为气体且 D、H 无色。试回答下列问题：(1)溶液A为_(写名称)，B 的电子式_。(2)反应的离子方程式：_，反应的离子方程式：_。(3)有同学认为M也可由溶液J、溶液K各自加热灼烧获得，试判断这种说法是否正确？_(填“是”或“否”)，理由是_。【提分秘
6、籍】 物质性质也是中学化学知识的重要组成部分，物质特征性质是解答无机推断题的突破口之一，这就要求同学们熟悉物质的特征性质，如颜色、状态、溶解度、熔沸点等物理性质；与酸、碱、盐的反应，与水的反应，溶液的酸碱性等化学性质。解答此类试题时，先确定个别物质的化学组成，由此顺藤摸瓜，就会不攻自破。常见物质的特征性质有： 1黑色固体有：MnO2、C、CuO、FeO、Fe3O4(有磁性)、铁粉；紫(黑)色固体有：KMnO4、I2；(紫)红色固体有：Cu；(淡)黄色固体有：Na2O2、S、AgBr；蓝色固体有：胆矾；绿色固体有：铜绿。2有色气体有：NO2(红棕色)、Cl2(黄绿色)；无色有刺激性气味的气体有：
7、SO2、NH3、HX(F、Cl、Br、I)；无色无味的气体有：H2、N2、O2、CO、CH4、C2H2、NO 等。3常温下呈液态的特殊物质：Br2(非金属单质)、Hg(金属单质)、H2O、H2O2 等。4溶液中的有色离子有：Cu2(蓝色)、Fe2(浅绿色)、Fe3(黄色)、MnO(紫色)等。5Br2 在水中显黄(橙)色，在有机溶剂中显橙(红)色；I2 在水中显黄(褐)色，在有机溶剂(除酒精外)中显紫(红)色。6白色沉淀有：H2SiO3、BaSO4(不溶于酸)、AgCl(不溶于酸)、BaSO3、Mg(OH)2、Al(OH)3(既溶于强酸又溶于强碱)、BaCO3、CaCO3、Fe(OH)2(极不稳
8、定)等；黄色沉淀有：AgBr、AgI、S；红褐色沉淀有：Fe(OH)3；蓝色沉淀有：Cu(OH)2等。7Si可作半导体材料；SiO2可用于制作高性能通信材料光导纤维；SiO2既可溶于强碱又能溶于HF；NO、CO属于不成盐氧化物。【热点题型】题型三 由物质特征转化关系推断无机物 例3、A、B、C、D、E、F六种物质在一定条件下有如图Z42所示的相互转化关系，所有反应物和生成物均已给出。 (1)若反应、均为溶液中的置换反应，A、D、E 为常见的金属单质，则 A 、D 、E 的还原性由强到弱的顺序为_。请写出满足以上要求的离子方程式：反应_；反应_。(2)若反应、均为复分解反应。请写出满足要求的化学
9、方程式：反应_；反应_。(3)若B是水，C是一种有磁性的化合物，E是一种无色、无味的有毒气体，则反应的化学方程式是_。【提分秘籍】物质之间的特征转化关系是中学化学知识的重要组成部分，熟悉物质之间的特征转化关系也是解答无机推断题的突破口，中学化学常见的一些特征转化关系有：1ABC酸或碱，符合此线性转化规律的常见物质有：NH3、H2S、S、CH4、C、Na等。例如：(1)NH3NONO2HNO3。(2) H2S/S/金属硫化物(FeS2、 FeS 、Cu2S 、CuS等)SO2SO3H2SO4。(3)CH4/CCOCO2H2CO3(4)NaNa2ONa2O2NaOH2符合三角转化规律的常见物质有：
10、有MnO2参与的化学反应有：2H2O22H2OO2，2KClO32KCl3O2，MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O。符合A(或AB)C(或CD)条件下的反应有：4NH35O24NO6H2O，2KClO32KCl3O2，2H2O2MnO2,2H2OO2，2SO2O22SO3，N23H22NH3等。有电解条件的有：2NaCl2H2O2NaOHH2 Cl2；2Al2O33O22Al。4由一种物质受热分解生成三种物质的物质有：KMnO4、NaHCO3、Ca(HCO3)2、NH4HCO3、(NH4)2CO3、HNO3等。 5符合转化特征A的A物质一定是弱酸的铵盐，如：(NH4)2CO3或NH
11、4HCO3、(NH4)2S或NH4HS、(NH4)2SO3或NH4HSO3等，C一定是NH3，B为CO2、H2S或SO2。6符合单质，A可能是S或Cl2。7与强碱反应生成氢气的金属为铝，非金属为硅。【热点题型】题型四 由物质特征实验现象推断无机物例4 、现有四瓶丢失标签的 NaOH 、Na2CO3 、AlCl3 、NH4HSO4溶液，为鉴别四瓶溶液，将四瓶溶液编号为A、B、C、D进行实验。实验过程和记录如图Z43所示(无关物质已经略去)： 请回答：(1)Y、Z 的化学式分别为：Y_；Z_；X 与 B 反应的离子方程式为_。(2)D溶液pH_(填“大于”、“小于”或“等于”)7，原因是(用离子方
12、程式表示)_ _。 (3)等物质的量浓度的A、B、C、D溶液pH由大到小的顺序是_(用化学式表示)。(4)请写出C与过量B反应(加热)的离子方程式：_。(5)若B、C的稀溶液混合后(不加热)溶液呈中性，则该溶液中离子浓度从大到小的顺序是_。【提分秘籍】实验是中学化学知识的重要组成部分，抓住物质在反应过程中产生的各种特征实验现象，如气体的产生、沉淀的生成、颜色的变化等，结合所学元素化合物知识就能进行推断、确认，因此物质的特征实验现象是解答无机推断题的突破口之一。常见的特征实验现象有：1燃烧：H2在Cl2中燃烧发出苍白色火焰；C2H2(或C6H6)在氧气中燃烧，火焰明亮，产生大量的黑烟；镁条在二氧
13、化碳中点燃时剧烈燃烧，发出耀眼白光，生成黑、白色的固体等。2含钠元素的物质的焰色反应呈黄色，含钾元素的物质的焰色反应(透过蓝色钴玻璃观察)呈紫色。3含有Fe2的溶液遇碱液出现沉淀，颜色转变为：白色灰绿色红褐色；Fe2遇SCN无明显变化，再通入Cl2或加新制氯水后溶液显红色；Fe3遇SCN显红色，遇碱液生成红褐色沉淀，遇苯酚显紫色。4遇Ba2生成白色沉淀且不溶于盐酸的只有SO，遇Ag生成白色沉淀且不溶于稀硝酸的有Cl。5溶于水显碱性的气体或使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体是NH3；与强碱溶液反应产生气体的溶液一般含有NH；与酸反应产生气体的溶液一般含有CO、HCO、SO、HSO等。6使品红溶液褪色
14、的气体有SO2、Cl2、O3等；在空气中由无色变为红棕色的气体是NO；遇水产生气体的物质有碱金属、Na2O2、F2等；与水反应放出气体且有难溶物或微溶物生成的物质有Al2S3、Mg3N2、CaC2等。【热点题型】题型五 由化学计算推断无机物例5、短周期元素A、B、C、D中，0.5 mol A元素的离子得到6.021023个电子后被还原为中性原子，0.4 g A的氧化物恰好与100 mL 0.2 mol/L的盐酸完全反应，A元素原子核质子数与中子数相等；B元素原子核外电子数比A元素原子核外电子数多1，C离子核外电子层数比A元素的离子核外电子层数多1；D元素原子最外层电子数是次外层的2倍。请填写下
15、列空格：(1)A、B、C、D四种元素的符号：A_B_，C_，D_。(2)C、D两元素组成的物质，分子含有_键(填“极性”或“非极性”，下同)，其电子式是_。(3)A、B、C三种元素的离子半径由大到小的顺序为_(用离子符号表示)。【提分秘籍】化学计算是中学化学的重要组成部分，解答无机推断题时，不仅要注意物质的结构、性质、相互转化中特征反应和实验现象，还要注意转化之中量的变化，所以根据化学计算也能推断无机物。中学化学常见式量规律有：式量为28：CO、C2H4、N2；式量为30：NO、C2H6、HCHO；式量为44：CO2、N2O、C3H8、CH3CHO；式量为46：NO2、C2H5OH；式量为78
16、：C6H6、Al(OH)3、Na2O2、Na2S；式量为100：Mg3N2、CaCO3、KHCO3；式量相差16一般是相差一个氧原子等。(2)C、D两元素组成的分子为CCl4，四个CCl键以碳原子为中心的正四面体结构。(3)A、B、C三种元素的离子依次为Mg2、Al3、Cl，前两者的电子层数均为两层(但Mg2的质子数小于Al3)，Cl有三层，故半径为ClMg2Al3。【随堂巩固】 1已知A、B、C、D是中学化学的常见物质，且A、B、C均含有同一种元素。在一定条件下它们之间的相互转化关系如图所示(部分反应中的H2O已略去)。请回答下列问题：(1)若A可用于自来水消毒，D是生产、生活中用量最大、用
17、途最广的金属单质，加热蒸干B的溶液不能得到B，则B的化学式可能是_；工业上制取A的离子方程式_。(2)若A是一种碱性气体，常用作制冷剂，B是汽车尾气之一，遇空气会变色，则反应的化学方程式为_。(3)若D是氯碱工业的主要产品之一，B有两性，则反应的离子方程式是_。(4)若A、C、D都是常见气体，C是导致酸雨的主要气体，则反应的化学方程式为_。某同学将搜集到的一定量的酸雨保存在密闭容器中，每隔一定时间测酸雨的pH，发现在起始一段时间，酸雨的pH呈减小趋势，用离子方程式解释原因： _。2.右图表示某固态单质A及其化合物之间的转化关系(某些产物和反应条件已略去)。化合物B在常温常压下为气体，B和C的相
18、对分子质量之比为45，化合物D是重要的工业原料。(1)写出A在加热条件下与H2反应的化学方程式：_；(2)写出E与A的氢化物反应生成A的化学方程式：_；(3)写出一个由D生成B的化学方程式：_；(4)将5 mL 0.10 molL1的E溶液与10 mL 0.10 molL1的NaOH溶液混合。写出反应的离子方程式： _；反应后溶液的pH_7(填“大于”“小于”或“等于”)，理由是_；加热反应后的溶液，其pH_(填“增大”“不变”或“减小”)，理由是_。3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下图所示(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
19、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)B中所含元素位于周期表中第_周期，_族。(2)A在B中燃烧的现象是_。(3)DEB的反应中，被氧化与被还原的物质的物质的量之比是_。(4)GJM的离子方程式是_。(5)Y受热分解的化学方程式是_。4已知AK均为中学化学的常见物质，它们之间的转化关系如下图所示，其中A、D为金属单质，反应过程中生成的水及其他部分产物已略去。请回答以下问题：(1)B的主要用途是_(填一项)，C的化学式为_。(2)E中阳离子的结构示意图为_，CO2的电子式为_。(3)向F入足量CO2生成K的离子方程式是_。(
20、4)J在工业上可用于净水，其原理是_(用离子方程式表示)。(5)写出H在空气中生成I的化学方程式_。5有一化合物X，可发生如下的转化关系(部分反应物、生成物省略)。其中B、D、E、F均为无色气体，W、K为常见的金属单质，C为难溶于水的红褐色固体。在混合液中加入BaCl2溶液可生成不溶于稀盐酸的白色沉淀，H和W反应可放出大量的热。(1)X中滴入过量NaOH溶液的离子方程式为_。(2)I和水反应生成G的化学方程式为_。(3)I转化为G的反应中，当有2 mol G生成时，转移的电子数为_。(4)引发H和W反应的操作是_。6现有短周期元素构成的3种单质甲、乙、丙，它们在一定条件下能发生如下变化，部分产
21、物已略去。(1)若反应可在常温下进行，则A的电子式为_。若反应需在加热条件下进行，则反应的化学方程式为_。(2)反应的化学方程式为_，该反应是_(填“放热”或“吸热”)反应。(3)从C溶液中得到C需经过两步操作：先从C溶液中得到晶体，再将得到的晶体转化为C。从C溶液中得到晶体的过程被称为_，将得到的晶体转化为C的实验条件是_。(4)反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_。7已知A、B、C、D、E、F、G和X八种物质存在如下图所示的转化关系。其中C是过渡元素的单质，其他元素均是短周期元素；B的浓溶液和稀溶液都能与C反应，但还原产物不同；反应用于传统制镜工业，X是医疗上病人重要的营养补给物质（通过
22、输液）；F是大气污染物，也是汽车尾气的成分之一。请回答下列问题：（部分生成物未标出）（1）A、X的化学式分别是 ， ；G溶液俗称为 。（2）写出反应的离子方程式 。（3）写出E的分子式 ，请用电离方程式解释E的水溶液呈碱性的原因 。（4）已知1gE与足量的空气混合，在加热及有催化剂存在下发生反应生成气态产物，放出热量13.3kJ，请写出该反应的热化学方程式 。（5）为了消除F对大气的污染，工业上采用在催化剂作用下E与F反应，将其转化为无毒气体和水，请写出该反应的化学方程式 。8A、B、C、D四种元素原子的核电荷数依次增大（均小于20），其单质及相应的化合物能发生如下反应关系：（1）写出F的电子
23、式 。（2）气体H有毒，可用Na2CO3溶液吸收，生成两种酸式盐，该反应的化学方程式为：_。（3）加热E的水溶液后并灼烧，最终得到的固体为 , 原因为 , 。(用化学反应方程式来表示)（4）室温下，向F的水溶液中加入等体积等浓度的盐酸反应后所得溶液的PH7，则此溶液中离子浓度由小到大的顺序为： 。（5）将气体H放在空气中充分燃烧可得到气体氧化物BO2，BO2可与氧气继续反应：2BO2+O2 2BO3，在一个固定容积为2L的密闭容器中充入0.20 mol的BO2和0.10mol的O2，半分钟后达到平衡，测得容器中含BO3为0.18mol，则= mol L-1 min-1。若继续通入0.20mol
24、 BO2和0.10mol O2，再次达到新平衡后，BO3的物质的量介于 之间。9甲、乙、丙均为中学化学常见的气体单质，A、B、C为常见的化合物，已知：A和B都极易溶于水，用两根玻璃棒分别蘸取A和B的浓溶液后，相互靠近会看到白烟各物质之间存在如下图所示的转化关系请回答下列问题：写出物质A与B的化学式： 、 。C溶液中离子浓度的大小关系是 。“C溶液+镁粉甲”的化学方程式为 。丙气体通入200 mL氢氧化钠溶液中恰好完全反应，此时电子转移总数为0.1NA，则氢氧化钠溶液的pH为 。常温下，向含白色沉淀M的浊液中加入氯化钠固体，M的溶解度将 （填“增大”、“减小”或“不变”），Ksp（M）将 （填“
25、增大”、“减小”或“不变”）。10下图中的BK分别代表有关反应的一种反应物或生成物，其中A、C、F、K是固体；E是常见的气体单质，I是红棕色的气态氧化物。固态物质A（混合物）加热后生成的气体混合物若通过碱石灰只剩余气体B，若通过浓硫酸则只剩余气体D。各物质间的转化关系如下图所示：请回答下列问题： (1)B的化学式为_， D的电子式_.(2) 写出实验室检验A物质中含有的阳离子的方法 。(3) 写出实验室制取B的化学方程式 。(4) 将0.01mol D通入 1L 0.01mol/L F溶液中，所得溶液中所含离子浓度由大到小排列顺序为 。 (5) 写出N的稀溶液与过量的铁粉反应的离子方程式 。(6) 若混合气体通过碱石灰得到的气体B与通过浓硫酸得到的气体D的物质的量之比是85，则用物质的量的关系表示此固体A的组成为 。11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）反应为A在某种气体中燃烧，生成单质Y
