2024版新教材高考化学全程一轮总复习第四章非金属及其化合物微专题大素养11无机物之间的转化及判断学生用书

微专题·大素养 eq \o(○,\s\up1(11)) 无机物之间的转化及判断【知识基础】一、常见物质的颜色二、常见的气体及特征性质（1）常见气体单质：H2、N2、O2、Cl2、F2。（2）有颜色的气体：Cl2（黄绿色）、溴蒸气（红棕色）、NO2（红棕色）、F2（浅黄绿色）。（3）易液化的气体：NH3、Cl2、SO2。（4）有毒的气体（制备时需在通风橱内进行）：F2、O3、HF、Cl2、H2S、SO2、CO、NO（NO、CO均能使血红蛋白失去携氧能力）、NO2。（5）极易溶于水的气体：NH3、HCl、HBr；易溶于水的气体：NO2、SO2；能溶于水的气体：CO2、Cl2。（6）具有漂白性的气体：Cl2（潮湿）、O3、SO2。（7）能使石蕊溶液先变红后褪色的气体：Cl2。（8）能使品红溶液褪色的气体：SO2（加热时又恢复红色）、Cl2（加热红色不恢复，加入AgNO3溶液出现白色沉淀）。（9）能使无水硫酸铜变蓝的气体：水蒸气。（10）能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝的气体：Cl2、Br2、NO2、O3。（11）不能用浓硫酸干燥的气体：NH3、H2S、HBr、HI。（12）不能用无水CaCl2干燥的气体：NH3（原因：生成CaCl2·8NH3）。1．一些特殊化合物与水的反应2.一些高温下的反应3Fe＋4H2O（g） eq \o(=====,\s\up7(高温)) Fe3O4＋4H22Al＋Fe2O3 eq \o(=====,\s\up7(高温)) 2Fe＋Al2O3C＋H2O（g） eq \o(=====,\s\up7(高温)) CO＋H2CaCO3 eq \o(=====,\s\up7(高温)) CaO＋CO2↑CaCO3＋SiO2 eq \o(=====,\s\up7(高温)) CaSiO3＋CO2↑Na2CO3＋SiO2 eq \o(=====,\s\up7(高温)) Na2SiO3＋CO2↑2C＋SiO2 eq \o(=====,\s\up7(高温)) Si＋2CO↑4NH3＋5O2 eq \o(=====,\s\up7(催化剂),\s\do5(△)) 4NO＋6H2O三、特殊的转化关系1．直线型转化关系A eq \o(――→,\s\up7(X)) B eq \o(――→,\s\up7(X)) C（1）X为O2Na―→Na2O―→Na2O2N2―→NO―→NO2或NH3―→NO―→NO2S―→SO2―→SO3或H2S―→SO2―→SO3C―→CO―→CO2或CH4―→CO―→CO2（2）X为CO2NaOH eq \o(――→,\s\up7(CO2)) Na2CO3 eq \o(――→,\s\up7(CO2)) NaHCO3（3）X为强酸（如HCl）AlO eq \o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))  eq \o(――→,\s\up7(H＋)) Al（OH）3 eq \o(――→,\s\up7(H＋)) Al3＋CO eq \o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))  eq \o(――→,\s\up7(H＋)) HCO eq \o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))  eq \o(――→,\s\up7(H＋)) CO2↑（4）X为强碱（如NaOH）Al3＋ eq \o(――→,\s\up7(OH－)) Al（OH）3 eq \o(――→,\s\up7(OH－)) AlO eq \o\al(\s\up1(－),\s\do1(2)) （5）X为FeCl2 eq \o(――→,\s\up7(Fe)) FeCl3 eq \o(――→,\s\up7(Fe)) FeCl2（6）X为CO2 eq \o(――→,\s\up7(C)) CO2 eq \o(――→,\s\up7(C)) CO2．交叉型转化关系3．三角型转化关系[典例]　[2020·浙江选考]化合物X由四种短周期元素组成，加热X，可产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体Y，Y为纯净物；取3.01 g X，用含HCl 0.060 0 mol的盐酸完全溶解得溶液A，将溶液A分成A1和A2两等份，完成如下实验（白色沉淀C可溶于NaOH溶液）：请回答：（1）组成X的四种元素是N、H和　　　　（填元素符号），X的化学式是　　　　。（2）溶液B通入过量CO2得到白色沉淀C的离子方程式是______________________。（3）写出一个化合反应（用化学方程式或离子方程式表示）_______________________。要求同时满足：①其中一种反应物的组成元素必须是X中除N、H外的两种元素；②反应原理与“HCl＋NH3===NH4Cl”相同。【素养专练】1．下图是某元素的价类二维图，其中X是一种强碱，A为正盐，通常条件下Z是无色液体，D的相对分子质量比E小16，各物质转化关系如图所示。下列说法正确的是（　　）A．A是可与草木灰混合使用的肥料B．C可用排空气法收集C．F和B能发生复分解反应生成盐D．B在一定条件下可直接与Y反应生成D2．X为下列各选项物质，X不能满足如图转化关系的是（　　）A．H2S B．N2C．S D．NH33．白色固体混合物A，含有KCl、CaCO3、Na2CO3、Na2SiO3、CuSO4中的几种，常温常压下进行如下实验。下列推断不正确的是（　　）A．无色溶液B的pH≥7B．白色固体F的主要成分是H2SiO3C．混合物A中有Na2SiO3、CuSO4和CaCO3D．在无色溶液B中加HNO3酸化，无沉淀；再滴加AgNO3，若有白色沉淀生成，说明混合物A中有KCl微专题·大素养 eq \o(○,\s\up1(11)) [典例]　解析：（1）根据产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体Y，Y为纯净物，可推测Y为NH3；根据白色沉淀C可溶于NaOH溶液，可推测C为Al（OH）3，C经灼烧得到的白色固体D为Al2O3，n（Al2O3）＝ eq \f(0.510 g,102 g·mol－1) ＝0.005 mol；根据白色沉淀E不溶于稀硝酸，可推测E为AgCl，n（AgCl）＝ eq \f(8.61 g,143.5 g·mol－1) ＝0.06 mol。由于n（HCl）＝0.06 mol，将溶液A分为两等份，则每份中由HCl提供的Cl－为0.03 mol，故A2中由X提供的Cl－为0.03 mol。组成X的四种元素除了N、H，还有Al、Cl。3.01 g X中n（Al）＝0.005 mol×2×2＝0.02 mol，n（Cl）＝0.03 mol×2＝0.06 mol，n（N）＝n（NH3）＝ eq \f(0.224 L,22.4 L·mol－1) ×2＝0.02 mol，则m（H）＝3.01 g－27 g·mol－1×0.02 mol－35.5 g·mol－1×0.06 mol－14 g·mol－1×0.02 mol＝0.06 g，故n（H）＝ eq \f(0.06 g,1 g·mol－1) ＝0.06 mol，N、H、Al、Cl的原子个数比为0.02 mol∶0.06 mol∶0.02 mol∶0.06 mol＝1∶3∶1∶3，故X的化学式为AlCl3NH3。（2）3.01 g AlCl3NH3的物质的量为0.02 mol，加入含0.06 mol HCl的盐酸，得到AlCl3、NH4Cl、HCl的混合溶液，加入过量浓NaOH溶液，加热后得到NaCl、NaAlO2、NaOH的混合溶液。向溶液B中通入过量CO2得到白色沉淀，发生反应的离子方程式为Al＋2H2O＋CO2===Al（OH）3↓＋HC。（3）根据①知反应物为AlCl3；根据②知该反应原理是形成配合物，因此该化合反应可以为AlCl3＋NH3===AlCl3NH3或AlCl3＋Cl－===AlC。答案：（1）Al、Cl　AlCl3NH3（2）Al＋CO2＋2H2O===Al（OH）3↓＋HC（3）AlCl3＋Cl－===AlC或AlCl3＋NH3===AlCl3NH3素养专练1．解析：A为正盐，X是一种强碱，二者反应生成氢化物B，则A为铵盐、B为NH3，B连续与Y反应得到氧化物D与氧化物E，且E的相对分子质量比D大16，则Y为O2、C为N2、D为NO、E为NO2，通常条件下Z是无色液体，E与Z反应得到含氧酸F，则Z为H2O、F为HNO3，F与强碱X发生酸碱中和反应得到G为硝酸盐。物质A为铵盐，草木灰主要成分是K2CO3，水溶液呈碱性，二者混合会发生反应放出氨气，使肥效降低，A错误；C是N2，氮气的密度与空气接近，不宜采取排空气法收集，B错误；B是NH3，F是HNO3，二者发生化合反应生成NH4NO3，C错误；B是NH3，Y为O2，NH3在催化剂存在并加热的条件下，与O2反应生成NO和H2O，D正确。答案：D2．解析：2H2S＋3O2===2SO2＋2H2O、2SO2＋O2 eq \o(,\s\up7(催化剂),\s\do5(△)) 2SO3、SO3＋H2O===H2SO4、H2SO4＋H2S===S＋SO2＋2H2O，A不符合；N2＋O2 eq \o(=====,\s\up7(放电)) 2NO，2NO＋O2===2NO2，3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，HNO3和N2不反应，B符合；S＋O2===SO2，2SO2＋O2 eq \o(,\s\up7(催化剂),\s\do5(△)) 2SO3，SO3＋H2O===H2SO4，S＋2H2SO4（浓） eq \o(=====,\s\up7(△)) 3SO2＋2H2O，C不符合；4NH3＋5O2 eq \o(=====,\s\up7(催化剂),\s\do5(△)) 4NO＋6H2O，2NO＋O2===2NO2，3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，NH3＋HNO3===NH4NO3，故D不符合。答案：B3．解析：混合物A加水溶解后得到固体C，固体C加过量硝酸后，得到白色固体F，由混合物A的成分可知，F的主要成分为H2SiO3，B项正确；蓝色溶液E中存在Cu2＋，故白色固体混合物A中存在CuSO4，无色气体D为CO2，故白色固体混合物A中可能含有Na2CO3，与CuSO4反应生成CuCO3进入固体C，也可能含有CaCO3，C项错误；溶液B呈无色，说明CuSO4与Na2SiO3或Na2CO3反应生成CuSiO3或CuCO3沉淀进入固体C，同时生成Na2SO4，故无色溶液B中一定含有Na2SO4，可能存在KCl、Na2CO3、Na2SiO3，溶液的pH≥7，A项正确；无色溶液B经HNO3酸化后，无沉淀，再加AgNO3有白色沉淀产生，说明A中有KCl，D项正确。答案：C焰色反应Na＋（黄色）、K＋（紫色，透过蓝色钴玻璃）有色溶液Fe2＋（浅绿色）、Fe3＋（黄色）、Cu2＋（蓝色）、Mn（紫红色）、Fe（SCN）3（血红色）有色固体Cu、Cu2O、Fe2O3（红色）；Fe（OH）3（红褐色）；Cu（OH）2（蓝色）；CuO、FeO、FeS、CuS、Cu2S、Ag2S、PbS（黑色）；S、Na2O2、AgBr（浅黄色）；AgI、Ag3PO4（黄色）；Fe（OH）2、CaCO3、BaSO4、AgCl、BaSO3（白色）反应中的颜色变化Fe2＋与OH－反应时，产生白色絮状沉淀，迅速转变成灰绿色，最后变成红褐色；I2遇淀粉溶液时，溶液呈蓝色；Fe3＋与SCN－共存时，溶液呈血红色金属过氧化物2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑金属氮化物Mg3N2＋6H2O===3Mg（OH）2↓＋2NH3↑金属硫化物Al2S3＋6H2O===2Al（OH）3↓＋3H2S↑金属碳化物CaC2＋2H2O===Ca（OH）2＋C2H2↑Al4C3＋12H2O===4Al（OH）3↓＋3CH4↑金属氢化物NaH＋H2O===NaOH＋H2↑金属磷化物Ca3P2＋6H2O===3Ca（OH）2＋2PH3↑非金属的卤化物NCl3＋3H2O===NH3＋3HClOPCl3＋3H2O===H3PO3＋3HClSiCl4＋3H2O===H2SiO3↓＋4HClSOCl2＋H2O===2HCl＋SO2↑