学年北京高三化学二轮复习 物质的特殊转化关系及框图推断学案及训练.docx
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学年北京高三化学二轮复习物质的特殊转化关系及框图推断学案及训练
2018——2019学年北京高三化学二轮复习 物质的特殊转化关系及框图推断(学案及训练)
知识梳理
1.直线型转化关系
A
B
C
(1)X为O2
Na―→Na2O―→Na2O2
N2―→NO―→NO2或NH3―→NO―→NO2
S―→SO2―→SO3或H2S―→SO2―→SO3
C―→CO―→CO2或CH4―→CO―→CO2
醇―→醛―→羧酸
(2)X为CO2
NaOH
Na2CO3
NaHCO3
(3)X为强酸,如HCl
NaAlO2
Al(OH)3
AlCl3
Na2CO3
NaHCO3
CO2
(4)X为强碱,如NaOH
AlCl3
Al(OH)3
NaAlO2
2.交叉型转化
3.三角型转化
4.注意反应形式与物质的关系,特别是置换反应
(1)金属―→金属:
金属+盐―→盐+金属,铝热反应。
(2)金属―→非金属:
活泼金属+H2O(或H+)―→H2,2Mg+CO2
2MgO+C。
(3)非金属―→非金属:
2F2+2H2O===4HF+O2,2C+SiO2
Si+2CO↑,C+H2O(g)
CO+H2,X2+H2S===2HX+S↓。
(4)非金属―→金属,用H2、C冶炼金属。
通过反应形式梳理化学反应,培养归纳、整理能力。
5.抓住化学反应与反应条件的关系
多数化学反应需要一定条件,条件不同化学反应也不同。
(1)“催化剂”,无机化学反应需要的催化剂不同,但是根据“催化剂”这一条件,可将氯酸钾分解、双氧水分解、工业合成氨、SO2催化氧化、氨气催化氧化联系起来,形成知识链。
(2)“通电”或“电解”,可以锁定在电解水、氯化钠、氯化镁、氯化铜、硫酸铜、硝酸盐等溶液,熔融氯化钠和氧化铝范围内。
(3)“高温”,常见的有碳酸钙分解、SiO2和C的置换反应、制造普通玻璃的反应、铝热反应等。
6.抓住特征颜色和特殊状态
(1)(淡)黄(棕)色固体:
Na2O2、S、FeCl3、CuCl2;黑色固体:
MnO2、C、CuO、FeO、Fe3O4;紫(黑)色固体:
KMnO4、I2;红色固体:
Cu;绿色固体:
Cu2(OH)2CO3。
(2)有色气体:
NO2(红棕色)、F2(浅黄绿色)、Cl2(黄绿色);无色刺激性气味气体:
SO2、NH3、HX(X为F、Cl、Br、I);无色无味气体:
H2、N2、O2、CO2、CO、CH4、NO。
(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)易升华的物质:
I2。
(5)溶液中的有色离子:
Cu2+(蓝色)、Fe2+(浅绿色)、Fe3+(黄色)、MnO
[紫(红)色]。
(6)Br2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,在有机溶剂中显紫(红)色。
(7)有色沉淀:
①白色沉淀:
H2SiO3、AgCl、BaSO4(不溶于酸)、BaSO3、Mg(OH)2、Fe(OH)2、Al(OH)3、BaCO3、CaCO3、CaSO3、MgCO3等;②(淡)黄色沉淀:
AgBr、AgI、S;③红褐色沉淀:
Fe(OH)3;④蓝色沉淀:
Cu(OH)2;⑤砖红色沉淀:
Cu2O。
7.抓住特征反应现象
(1)燃烧:
H2+Cl2(苍白色火焰),C2H2(C6H6)+O2(明亮火焰,大量黑烟),Al+O2(耀眼白光),Mg+O2(白色固体生成),金属焰色反应。
(2)淀粉遇碘变蓝,蛋白质遇浓硝酸变黄。
(3)使湿润红色石蕊试纸变蓝的是NH3,使品红溶液褪色的是Cl2、SO2。
(4)在空气中由无色变为红棕色气体的是NO。
(5)Fe3+遇OH-生成红褐色沉淀,遇苯酚显紫色,遇SCN-显血红色。
(6)Fe2+遇OH-生成白色沉淀,白色沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色;Fe2+遇
SCN-无明显现象,在通入Cl2后溶液显血红色。
(7)与碱反应产生气体的溶液中一般含NH
。
(8)既能与酸反应又能与碱反应并产生气体的物质:
Al、弱酸的铵盐(碳酸铵、硫化铵等)、弱酸的酸式铵盐(碳酸氢铵、硫氢化铵等)。
(9)燃烧能生成烟:
Na在氯气中燃烧生成白烟,Fe在氯气中燃烧生成红棕色烟,Cu在氯气中燃烧生成棕黄色烟。
8、方法归纳
“框图”推断题的答题要领
(1)思维要有整体性
解答时必须认真研究题目的总体要求,仔细推敲每一个环节,结合限制条件,弄清各个环节的相互联系,相互影响,串联整个过程,回答力求完整。
(2)假设推断要合理
在框图推断中,抓住关键环节,进行合理假设是必须的,按照题目要求理顺后再确定,这样可以大大节省时间。
(3)检验一遍很重要
通过一系列思维活动推断出结果后,将结果放入原题中进行检验,完全符合才正确,如有一处不符,可能是哪个环节出现了纰漏,则需再思考。
(4)思维发散有必要
注意多解,有时符合题意的解可能不止一种或一组。
典型题目组训练:
题组一 网络验证型
1.如图所示甲~丁四种物质均含有同一种元素,甲可以是单质也可以是气态氢化物,丁是该元素最高价氧化物对应的水化物,则甲、乙、丙、丁四种物质中共同含有的元素可能是( )
A.ClB.FeC.CD.N
答案 D
2.甲、乙、丙、丁、戊的相互转化关系如图所示(反应条件略去,箭头表示一步转化)。
下列各组物质中,不满足图示转化关系的是( )
选项
甲
乙
丙
戊
A
Cu
FeCl3溶液
CuCl2溶液
Fe
B
H2O
Fe
H2
O2
C
Al
NaOH溶液
H2
Al2O3
D
CH3CH2OH
O2
CH3CHO
H2
答案 C
解析 A项,
正确;B项,
正确;C项,
,H2和Al2O3不能生成Al,错误;D项,
正确。
方法归纳
(1)注意总结反应规律,熟记特殊转化关系。
(2)做此类题目,往往是把选项一一带入,按照箭头指向看是否能转化,选出正确答案。
题组二 寻找“突破口”,破解“框图”推断题
3.X、Y、D、E、F……都是中学化学中的常见物质,已知Y是单质,X是化合物,溶液E中滴入KSCN溶液呈血红色。
这些物质间的相互关系如框图所示,根据框图及提示的信息回答下列问题:
(1)Y和X的浓溶液反应的条件是____________,而该反应在常温下很难进行,其原因是________________________________________________________________________。
(2)写出F―→G+X的离子方程式:
_________________________________________。
(3)L转化为I的化学方程式是______________________________________________。
(4)在试管中制备L,为了能观察到L的颜色,需要进行特殊的操作,该特殊的操作是________________________________________________________________________。
(5)将Cu放入0.1mol·L-1Fe(NO3)3溶液中,反应一段时间后取出Cu片,溶液中
c(Fe3+)∶c(Fe2+)=2∶3,则Cu2+与Fe3+的物质的量之比为________。
思路导引
物质名称
正确解答。
答案
(1)加热 Fe遇浓硝酸表面被钝化,生成致密的氧化膜
(2)3NO2+H2O===2H++2NO
+NO (3)4Fe(OH)2+2H2O+O2===4Fe(OH)3 (4)用长胶头滴管吸取FeSO4溶液缓缓插入盛有稀NaOH溶液的试管中,胶头滴管口位于溶液中,慢慢挤出FeSO4溶液(其他合理答案也可) (5)3∶4
强化训练:
1、某含锰矿物的主要成分有MnCO3、MnO2、FeCO3、SiO2、Al2O3等。
已知FeCO3、MnCO3难溶于水。
一种运用阴离子膜电解法的新技术可用于从碳酸锰矿中提取金属锰,主要物质转化关系如下:
(1)设备1中反应后,滤液1里锰元素只以Mn2+的形式存在,且滤渣1中也无MnO2。
滤渣1的主要成分是(填化学式)。
(2)设备1中发生氧化还原反应的离子方程式是。
(3)设备2中加足量双氧水的作用是。
设计实验方案检验滤液2中是否存在Fe2+:
。
(4)设备4中加入
过量氢氧化钠溶液,沉淀部分溶解,。
用化学平衡移动原理解释原因:
。
(5)设备3中用阴离子膜法提取金属锰的电解装置图如下:
①电解装置中箭头表示溶液中阴离子移动的方向,则A电极是直流电源的极。
实际生产中,阳极以稀硫酸为电解液,阳极的电极反应式为。
②该工艺之所以采用阴离子交换膜,是为了防止Mn2+进入阳极区发生副反应生成MnO2造成资源浪费,写出该副反应的电极反应式。
答案
(1)SiO2
(2)2Fe2++MnO2+4H+=2Fe3++Mn2++2H2O
或2FeCO3+MnO2+8H+=2Fe3++Mn2++CO2↑+4H2O
(3)将Fe2+完全氧化为Fe3+;取滤液2,加入铁氰化钾溶液,如果有蓝色沉淀产生,则有Fe2+,否则没有Fe2+。
(4)滤渣2中存在Al(OH)3,存在电离平衡:
Al3++3OH—
Al(OH)3
AlO2—+H++H2O,加入NaOH溶液,H+被中和,浓度减低,Al(OH)3不断溶解。
(5)①负极;4OH——4e—=2H2O+O2↑②Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+
2、工业上用菱锰矿(MnCO3)[含FeCO3、SiO2、Cu2(OH)2CO3等杂质]为原料制取二氧化锰,其流程示意图如下:
已知:
生成氢氧化物沉淀的pH
Mn(OH)2
Fe(OH)2
Fe(OH)3
Cu(OH)2
开始沉淀时
8.3
6.3
2.7
4.7
完全沉淀时
9.8
8.3
3.7
6.7
注:
金属离子的起始浓度为0.1mol/L
回答下列问题:
(1)含杂质的菱锰矿使用前需将其粉碎,主要目的是。
盐酸溶解MnCO3的化学方程式是。
(2)向溶液1中加入双氧水时,反应的离子方程式是。
(3)滤液2中加入稍过量的难溶电解质MnS,以除去Cu2+,反应的离子方程式是。
(4)将MnCl2转化为MnO2的一种方法是氧化法。
其具体做法是用酸化的NaClO3溶液将MnCl2氧化,该反应的离子方程式为:
(5)将MnCl2转化为MnO2的另一种方法是电解法。
①生成MnO2的电极反应式是。
②若直接电解MnCl2溶液,生成MnO2的同时会产生少量Cl2。
检验Cl2的操作是。
③若在上述MnCl2溶液中加入一定量的Mn(NO3)2粉末,则无Cl2产生。
其原因是。
答案
(1)增大接触面积,提高反应速率 MnCO3+2H+=Mn2++CO2↑+H2O
(2)2Fe2++H2O2+4H2O=2Fe(OH)3↓+4H+
(3)MnS+Cu2+=Mn2++CuS
(4)5Mn2++2ClO3—+4H2O=Cl2↑+5MnO2+8H+
(5)①Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+
②将润湿的淀粉碘化钾试纸置于阳极附近,若试纸变蓝则证明有Cl2生成
③其它条件不变下,增大Mn2+浓度[或增大c(Mn2+)/ c(Cl-)],有利于Mn2+放电(不利于Cl-放电。
)
3、以废旧铅酸电池中的含铅废料(Pb、PbO、PbO2、PbSO4及炭黑等)和H2SO4为原料,制备高纯PbO,实现铅的再生利用。
其工作流程如下:
(1)过程Ⅰ中,在Fe2+催化下,Pb和PbO2反应生成PbSO4的化学方程式是 。
(2)过程Ⅰ中,Fe2+催化过程可表示为:
i:
2Fe2++PbO2+4H++SO42-=2Fe3++PbSO4+2H2O
ii:
……
①写出ii的离子方程式:
。
②下列实验方案可证实上述催化过程。
将实验方案补充完整。
a、向酸化的FeSO4溶液中加入KSCN溶液,溶液几乎无色,再加入少量PbO2,溶液变红。
b、 。
(3)PbO溶解在NaOH溶液中,存在平衡:
PbO(s)+NaOH(aq)
NaHPbO2(aq),其溶解度曲线如图所示。
①过程Ⅱ的目的是脱硫。
滤液1经处理后可在过程Ⅱ中重复使用,其目的是 (选填序号)。
A、减少PbO的损失,提高产品的产率
B、重复利用氢氧化钠,提高原料的利用率
C、增加Na2SO4浓度,提高脱硫效率
②过滤Ⅲ的目的是提纯,综合上述溶解度曲线,简述过程Ⅲ的操作 。
答案.
(1)Pb+PbO2+2H2SO4
2PbSO4+2H2O。
(2)①2Fe3++Pb+SO42—=PbSO4+2Fe2+;②b.取a中红色溶液,向其中加入铅粉后,红色褪去
(3)①A、B;②向PbO粗品中加入一定量的35%NaOH溶液,加热至110℃,充分溶解后,趁热过滤,冷却结晶,过滤得到PbO固体
4、(2019年北京东城)含SO2废气的治理可以变废为宝,使硫资源得以利用。
(1)按每年全国发电燃煤8亿吨,煤中含硫质量分数以2%计,若不经过脱硫处理,则会有_______亿吨SO2排放到大气中(假设S全部转化为SO2)。
(2)下列物质中,能吸收SO2的有_______(填序号)。
a.氨水b.酸性KMnO4溶液c.生石灰d.Na2CO3溶液
(3)某工厂采用(NH4)2SO3和NH4HSO3的混合溶液A吸收烟气中的SO2并制备(NH4)2SO3·H2O,过程如下:
已知:
溶液(1mol/L)
(NH4)2SO3
NH4HSO3
pH(25℃)
8.0
4.6
①“吸收”过程中,溶液中(NH4)2SO3和NH4HSO3物质的量之比变_____(填“大”或“小”)。
②(NH4)2SO3溶液呈碱性的原因是。
③用不同的溶液A吸收SO2时,SO2吸收率和放空废气含NH3量的变化如下图。
解释图中放空废气含NH3量增大的原因:
随(NH4)2SO3和NH4HSO3的物质的量之比增大,。
注:
不同溶液A的体积相同,所含(NH4)2SO3和NH4HSO3的总物质的量相同
④“制备”过程中,溶液B中发生反应的化学方程式是。
(4)检验产品(NH4)2SO3·H2O中含有少量
的方法如下:
取少量产品加水溶解,
(将实验操作和现象补充完整)。
答案
(1)0.32
(2)abcd
(3)①小
②
、
都水解,前者程度更大,使溶液中c(OH-)>c(H+)
③溶液中c(
)和c(OH-)均增大,使
+H2O
NH3·H2O+H+平衡向右移动,促使NH3逸出
④NH4HCO3+NH4HSO3===(NH4)2SO3·H2O↓+CO2↑
(4)加过量盐酸,充分振荡,再加氯化钡溶液,有白色沉淀产生
5、富铁铝土矿(主要含有A12O3、Fe2O3、FeO和SiO2)可制备新型净水剂液体聚合硫酸铝铁[AlaFeb(OH)m(SO4)n]。
研究发现,当a=b时净水效果最好。
工艺流程如下(部分操作和产物略):
(1)A12O3与H2SO4发生反应的离子方程式是________。
(2)测得滤液中。
加入FeSO4·7H2O和H2O2的作用是(结合化学用语说明)
________。
(3)将溶液A电解得到液体聚合硫
酸铝铁。
装置如图所示(阴离
子交换膜只允许阴离子通过,
电极为惰性电极)
①阴极室的电极反应式是________。
②电解过程阳极室溶液pH的变化是________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
③简述在反应室中生成液体聚合硫酸铝铁的原理________。
答案
(1)A12O3+6H+=2Al3++3H2O(2分)
(2)2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O补充Fe3+(2分)
(3)①2H++2e-=H2↑(1分)②减小(1分)
③电解过程中反应室中的SO42-通过阴离子交换膜进入阳极室,阴极室中的OH-通过
阴离子交换膜进入反应室,生成聚合硫酸铝铁。
(2分)
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