高考化學一輪復習第3章自然界中的元素突破全國卷專題講座（三）無機框圖推斷題的解題策略學案

突破全國卷專題講座(三)無機框圖推斷題的解題策略[備考分析]考綱明確要求“知識的綜合應用”，無機框圖推斷題是實現(xiàn)元素單質(zhì)及其化合物相互轉(zhuǎn)化的熱點題型，尤其是無機框圖推斷與物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)聯(lián)合考查，如2016年全國卷Ⅰ第13題。[解題策略]解答無機框圖推斷題的關(guān)鍵是找準“題眼”，再利用順推、遞推相結(jié)合的方法作出判斷，若無法作出判斷也可采用假想驗證法(即猜想法)。常見無機框圖推斷題的“題眼”如下：1．特殊結(jié)構(gòu)(1)分子為正四面體結(jié)構(gòu)的物質(zhì)有CH4、CCl4等；分子為三角錐形結(jié)構(gòu)的物質(zhì)有NH3。(2)不含金屬元素的離子化合物為銨鹽。(3)原子個數(shù)之比為1∶1的化合物可能為H2O2、Na2O2等。2．常見物質(zhì)的狀態(tài)(1)常溫下為液體的有：H2O、H2O2、溴。(2)常溫下為氣體的單質(zhì)有：H2、N2、O2、F2、Cl2。3．常見物質(zhì)的特殊顏色(1)有色固體。紅色：Cu、Cu2O。紅褐色：Fe(OH)3。黃色：AgI。淺黃色：S、Na2O2、AgBr。藍色：Cu(OH)2。紫黑色：KMnO4、I2。黑色：炭粉、鐵粉、CuO、FeO、Fe3O4、FeS、CuS等。白色：Fe(OH)2、CaCO3、BaSO4、AgCl、BaSO3等。(2)有色溶液：Fe2＋(淺綠色)、Fe3＋(棕黃色)、Cu2＋(藍色)、MnOeq\o\al(－,4)(紫紅色)等。(3)有色氣體：Cl2(黃綠色)、NO2(紅棕色)。4．常見特征反應現(xiàn)象(1)焰色反應：鈉元素(黃色)、鉀元素(紫色，透過藍色鈷玻璃觀察)。(2)使品紅溶液退色的氣體：SO2(加熱后又恢復紅色)、Cl2(加熱后不恢復紅色)。(3)Fe(OH)2在空氣中轉(zhuǎn)變?yōu)榧t褐色的Fe(OH)3(由白色→灰綠→紅褐色)。(4)在空氣中變?yōu)榧t棕色的氣體：NO。(5)氣體燃燒呈蒼白色：H2在Cl2中燃燒。(6)在空氣中點燃呈藍色：CO、H2、CH4。(7)使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍：NH3。(8)使?jié)駶櫟牡矸?碘化鉀試紙變藍：Cl2、Br2、FeCl3、碘水等。(9)向某溶液中加強堿并加熱能放出使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體，則原溶液中含銨鹽。(10)氨氣遇到揮發(fā)性酸生成白煙。5．一些特殊條件(1)反應時用到催化劑的反應：實驗室制氧氣、合成氨、氨的催化氧化等。(2)反應條件是高溫的反應：鋁熱反應，煅燒石灰石的反應，鐵和水蒸氣的反應，C、H2還原金屬氧化物等。(3)反應條件是通電的反應：電解飽和食鹽水、CuSO4溶液等。6．特征數(shù)據(jù)物質(zhì)轉(zhuǎn)化時相對分子質(zhì)量的變化、各元素含量、相對密度等數(shù)據(jù)都是解題的關(guān)鍵，如CO→CO2、NO→NO2、SO2→SO3，轉(zhuǎn)化后分子中都增加1個氧原子，相對分子質(zhì)量變化均為16。7．特征轉(zhuǎn)化(1)連續(xù)轉(zhuǎn)化①NH3eq\o(→,\s\up7(O2))NOeq\o(→,\s\up7(O2))NO2eq\o(→,\s\up7(H2O))HNO3；②H2S(S)eq\o(→,\s\up7(O2))SO2eq\o(→,\s\up7(O2))SO3eq\o(→,\s\up7(H2O))H2SO4；③Ceq\o(→,\s\up7(O2))COeq\o(→,\s\up7(O2))CO2eq\o(→,\s\up7(H2O))H2CO3；④Naeq\o(→,\s\up7(O2))Na2Oeq\o(→,\s\up7(O2))Na2O2eq\o(→,\s\up7(H2O))NaOH。(2)三角轉(zhuǎn)化[突破訓練]1．短周期元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大。其中一種為金屬元素，m、n、p、q、r、s是由這些元素組成的二元或三元化合物。t是元素Y的常見單質(zhì)，m是一種具有特殊顏色的氣體，p可作漂白劑、供氧劑。上述物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示。下列說法錯誤的是()A．四種元素簡單離子半徑：X＞Y＞Z＞W(wǎng)B．p、s分子中的化學鍵類型完全相同C．X、Y的簡單氫化物的沸點：Y＞XD．常溫下，0．01mol/Lq溶液的pH為2解析：選B。由性質(zhì)、用途推斷物質(zhì)，m是一種具有特殊顏色的氣體，p可作漂白劑、供氧劑，則m為NO2，p為Na2O2，結(jié)合框圖轉(zhuǎn)化關(guān)系可推出，r為NO，t為O2。因此，W、X、Y、Z分別為H、N、O、Na。離子半徑大小關(guān)系為r(N3－)＞r(O2－)＞r(Na＋)＞r(H＋)，A項不符合題意。p為Na2O2，s為NaOH，Na2O2分子中含離子鍵和非極性共價鍵，NaOH分子中含離子鍵和極性共價鍵，B項符合題意。H2O的沸點高于NH3的沸點，C項不符合題意。q為HNO3，為一元強酸，常溫下，0．01mol/LHNO3溶液的pH為2，D項不符合題意。2．(2018·銀川一模)A的單質(zhì)是金屬活動性順序中的一種金屬。摩爾質(zhì)量為100g·mol－1的含A元素的化合物F在建筑方面有廣泛應用，也用于牙膏配料、裝飾品等。根據(jù)如圖各物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系判斷，下列說法正確的是()A．上述轉(zhuǎn)化關(guān)系圖涉及的物質(zhì)中，包括酸、堿、鹽、金屬氧化物和單質(zhì)B．上述反應中，涉及放熱反應、吸熱反應、氧化還原反應C．若不考慮損失，在標準狀況下，反應①生成4．48LB，反應③必有4．0gH生成D．相同條件下，F(xiàn)、C、H、D在等量的水中的溶解量依次增大解析：選B。依題意，A為鈣元素，A的單質(zhì)為鈣，B為氫氣，C為氫氧化鈣，D為二氧化碳，F(xiàn)為碳酸鈣，G為氧化鈣，E為氫化鈉，H為氫氧化鈉。A項，題圖涉及的物質(zhì)中沒有酸，錯誤；B項，碳酸鈣的分解反應是吸熱反應，鈣與水的反應、氫化鈉與水的反應都是放熱反應，氫化鈉、鈣單質(zhì)分別與水的反應都是氧化還原反應，正確；C項，n(H2)＝eq\f(4.48L,22.4L·mol－1)＝0．2mol，H2＋2Na=2NaH，NaH＋H2O=NaOH＋H2↑，m(NaOH)＝0．4mol×40g·mol－1＝16g，錯誤；D項，碳酸鈣難溶，氫氧化鈣微溶，氫氧化鈉易溶，二氧化碳微溶，錯誤。3．下列框圖中的字母分別代表一種常見的物質(zhì)或其溶液，相互之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示(部分產(chǎn)物及反應條件已略去)。已知：A、B為氣態(tài)單質(zhì)，F(xiàn)是地殼中含量最多的金屬元素的單質(zhì)；E、H、I為氧化物，E為黑色固體，I為紅棕色氣體；M為紅褐色沉淀。請回答下列問題：(1)B中所含元素位于周期表中第______周期第______族。(2)A在B中燃燒的現(xiàn)象是_____________________________________________。(3)D＋E→B的反應中，被氧化與被還原的物質(zhì)的物質(zhì)的量之比是____________。(4)G＋J→M的離子方程式是_____________________________________________。(5)Y受熱分解的化學方程式是_____________________________________________。解析：解題的關(guān)鍵是利用物質(zhì)的顏色進行突破。I為紅棕色氣體氧化物，一定是NO2；M為紅褐色沉淀，一定是Fe(OH)3；F是地殼中含量最多的金屬元素的單質(zhì)，一定是Al；X電解生成三種物質(zhì)，其中A、B是氣態(tài)單質(zhì)且能反應生成D，猜測是電解NaCl溶液，生成的H2和Cl2反應生成HCl，鹽酸能與黑色固體E(氧化物)反應生成氣體B，則E應是MnO2，B是Cl2，則A是H2。NO2和H2O反應生成HNO3(N)，HNO3和Fe(OH)3反應生成Fe(NO3)3(Y)，F(xiàn)e(NO3)3可分解生成Fe2O3(H)，F(xiàn)e2O3與HCl反應生成FeCl3(J)，NaOH(C)與Al反應生成Na[Al(OH)4](G)，F(xiàn)e3＋和[Al(OH)4]－可以發(fā)生水解相互促進反應生成Fe(OH)3(M)。答案：(1)3ⅦA(2)產(chǎn)生蒼白色火焰(3)2∶1(4)3[Al(OH)4]－＋Fe3＋=3Al(OH)3↓＋Fe(OH)3↓(5)4Fe(NO3)3eq\o(=,\s\up7(△))2Fe2O3＋12NO2↑＋3O2↑4．已知A、B、C、D是中學化學的常見物質(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①的化學方程式為____________________________。(3)若D是氯堿工業(yè)的主要產(chǎn)品之一，B有兩性，則反應②的離子方程式是________________________________________________________________________。(4)若A、C、D都是常見氣體，C是導致酸雨的主要氣體，則反應③的化學方程式為________________________________________________________________________。某同學將搜集到的一定量的酸雨保存在密閉容器中，每隔一定時間測酸雨的pH，發(fā)現(xiàn)在起始一段時間內(nèi)，酸雨的pH呈減小趨勢，用離子方程式解釋原因：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。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Na[Al(OH)4]，故B為Al(OH)3。(4)導致酸雨的主要氣體是SO2，A與SO2均含有硫元素，且二者反應生成硫單質(zhì)