1、专项提能训练(二)非金属及其化合物在化工流程中的转化和无机推断1.下列物质转化中,两种物质之间经过一步反应能实现的是()A.SiO2 粗硅 SiCl4 高纯硅B.NH3 NONO2硝酸C.海水 Mg(OH)2 MgCl2溶液 MgD.Fe3O4Fe2(SO4)3溶液FeSO4FeSO47H2O答案BA项,二氧化硅与CO不反应,应该与碳在高温下反应,错误;B项,氨气催化氧化生成一氧化氮,一氧化氮继续被氧化生成二氧化氮,二氧化氮与水反应生成硝酸,正确;C项,电解氯化镁溶液得到氢氧化镁,应该电解熔融的氯化镁,错误;D项,四氧化三铁与稀硫酸反应生成硫酸铁和硫酸亚铁,不只得到硫酸铁,错误。2.下表各组物
2、质中,物质之间不可能实现XYZ转化的是()选项XYZMAFe(s)FeCl2FeCl3Cl2BNaOH(aq)Na2CO3NaHCO3CO2CNH3(g)NONO2O2DS(s)SO2SO3O2答案AA项,Fe与氯气反应不能生成FeCl2,不符合图中转化关系。3.甲、乙、丙、丁、戊五种物质中,甲、乙、丙中均含有某种相同的元素,它们之间具有如图所示转化关系(反应条件及部分产物已略去)。下列有关物质的推断不正确的是()选项假设结论A甲为Al(OH)3丁可能是盐酸B甲为Na2CO3溶液戊可能是CO2C甲为Fe丁可能是盐酸D甲为N2戊可能是O2答案CAl(OH)3为两性氢氧化物,可与酸、碱反应生成Al
3、3+、AlO2-,AlO2-和Al3+在溶液中可发生反应生成Al(OH)3,A正确;若甲为Na2CO3溶液,可与CO2反应生成NaHCO3,与Ca(OH)2反应可生成NaOH,NaHCO3与NaOH反应可生成Na2CO3,B正确;若甲为Fe,丁为盐酸,则乙为FeCl2,丙可能为氯化铁或氧化铁等,但它们与FeCl2均不能反应生成Fe,C错误;若甲为N2,戊是O2,则丙为NO,乙可为NH3,NO和NH3在一定条件下反应可生成N2,D正确。4.(2018湖南长沙高三期末)无机物X、Y、Z、M的相互转化关系如图所示(部分反应条件、部分反应中的H,O已略去)。X、Y、Z均含有同一种元素。下列说法正确的是
4、()A.若X是氢氧化钠,则M不一定为CO2B.若Y具有两性,则M的溶液只可能显碱性C.若Z是导致酸雨的主要气体,则X一定是H2SD.若M是用途最广的金属,加热蒸干Y的溶液一定能得到Y答案AA项,若X是氢氧化钠,则M不一定为CO2,M为能形成多元酸的酸性氧化物,如SO2等,正确;B项, 若Y具有两性,则M的溶液可能显碱性,也可能显酸性,错误;C项,若Z是导致酸雨的主要气体,则X也可以是Na2SO3,Y为 NaHSO3 ,Z为SO2,M为HCl,错误;D项,若M是用途最广的金属,Y为亚铁盐,加热蒸干Y的溶液Fe2+水解或氧化不一定能得到Y,错误。5.(2018安徽皖南八校第三次联考)四种短周期元素
5、X、Y、Z、W原子序数依次增大,其中Y是构成物质种类最多的一种元素。m、n、p均为由这些元素组成的二元化合物,甲、乙、丙是其中三种元素对应的单质,m的自述是“诞生在闪电的弧光中,强大的能量造就了我”。n能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。上述物质的转化关系如图所示(反应条件已略去)。下列说法正确的是()A.常温常压下,X与Y组成的化合物一定为气体B.X、Z、W三种元素不能组成离子化合物C.原子半径:XWYNOH,故C错误;图示转化关系中涉及的三个反应均为氧化还原反应,故D正确。6.甲、乙、丙、丁四种物质的转化关系如图所示。下列说法中正确的是()A.若甲、丁为单质,则该反应一定是置换反应B.若丙为气体,
6、则甲、乙中一定有单质C.若丙为沉淀,则甲、乙中一定有一种物质是碱D.若丁为水,则该反应一定是复分解反应答案A一氧化碳和一氧化氮可反应生成氮气和二氧化碳,B错误;生成沉淀的反应较多,如碳酸钠和氯化钙在溶液中反应生成碳酸钙沉淀,C错误;二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水的反应不属于复分解反应,D错误。7.如图是一些常见元素的单质或化合物之间的转化关系。溶液中的水以及部分反应物或生成物未标出。A、E是空气中的两种主要成分,C是由两种元素组成的新型材料,并且C的原子数、最外层电子数之和与SiC相同,J是一种能引起温室效应的气体,K是两性化合物。反应用于工业中生产H。回答下列问题:(1)A的电子式
7、为,G的化学式为。(2)写出D和H反应的化学方程式:。(3)写出反应的离子方程式:。(4)B和SiC的纳米级复合粉末是新一代大规模集成电路理想的散热材料。反应是科学家研究开发制备该纳米级复合粉末的最新途径。已知B由Si及另外两种元素组成,且Si与另外两种元素原子的物质的量之比均为14,写出反应的化学方程式:。答案(1)NNNO(2)C+4HNO3(浓)CO2+4NO2+2H2O(3)CO2+2AlO2-+3H2O2Al(OH)3+CO32-或CO2+AlO2-+2H2OAl(OH)3+HCO3-(4)Al4SiC4+2N24AlN+SiC+3C解析由A、E为空气中的两种主要成分可推知二者分别为
8、O2、N2中的一种,由框图中E的连续反应可初步判断E为O2,A为N2;J为温室气体,故J为CO2,结合E为O2可逆推D可能为碳单质,K为两性化合物,结合反应及CO2参与该反应,除生成K外还生成常见的钠盐,可初步判断K为Al(OH)3,故I为NaAlO2,因此C为Al的化合物,而C的原子数、最外层电子数之和与SiC均相同,故可初步判断C为AlN,以此顺推可知F为NH3,G、H分别为NO、HNO3,符合题中转化关系。(1)N2分子结构中含有氮氮三键,故其电子式为NN;G的化学式为NO。(2)红热的木炭在浓硝酸中反应生成二氧化碳、二氧化氮及水。(3)反应中CO2与NaAlO2反应生成Al(OH)3沉
9、淀和Na2CO3或NaHCO3。(4)由AlN、C及SiC三种物质逆推可知B中含有Al、C、Si三种元素,根据题中元素原子的比例关系可知B为Al4SiC4,因此反应的化学方程式为Al4SiC4+2N2 4AlN+SiC+3C。8.溴化锂是一种高效的水汽吸收剂,其一种绿色工业合成工艺如下(部分操作和条件已略去)。已知:碳酸锂微溶于水,其水溶液显碱性。(1)Br2的电子式是。(2)合成过程中发生的反应如下,请写出反应的化学方程式,并将补充完整。.Br2 +H2O HBr+HBrO;.;.3LiBrO+CO(NH2)2 3LiBr+。尿素(3)LiBrO3是生产过程中的副产物。用化学方程式表示生成该
10、副产物的原因:。为了提高原料的利用率,减少副产物的生成,必须调控体系的pH在35之间,通过合理的加料方法来实现:将碳酸锂粉末溶解于冷的溴水中至饱和,并一次性加入尿素,然后,直到尿素完全转化。常用硫脲除去LiBrO3,反应的化学方程式是4LiBrO3 +3CS(NH2)2(硫脲)+3H2O 4LiBr +3CO(NH2)2+3H2SO4 。选用硫脲除杂的优点是;缺点是引入新杂质且溶液酸性增强,为解决该问题需要加入的试剂是。答案(1)BrBr(2)Li2CO3+2HBr 2LiBr+H2O+CO2CO2+N2+2H2O(3)3Br2+3Li2CO3 LiBrO3+5LiBr+3CO2少量多次交替加
11、入Br2和Li2CO3可将LiBrO3转化为LiBr,并得到可以循环使用的CO(NH2)2BaCO3解析(1)Br2的电子式是BrBr。(2)由合成工艺中原料及制备产物LiBr可推反应是Li2CO3+2HBr 2LiBr+H2O+CO2;由得失电子守恒、原子守恒可将反应补充完整。(3)副产物LiBrO3的生成是因为发生反应:3Br2+3Li2CO3 LiBrO3+5LiBr+3CO2。加料时需少量多次交替加入Br2和Li2CO3。由反应方程式可知选用硫脲除杂可将LiBrO3转化为LiBr,且可得到能循环使用的CO(NH2)2;但会引入新杂质H2SO4,可加入BaCO3除去。9.已知1 L某待测
12、液中除含有0.2 molL-1的Na+外,还可能含有下列离子中的一种或几种:阳离子K+、NH4+、Mg2+、Ba2+、Fe3+阴离子Cl-、Br-、CO32-、HCO3-、SO42-现进行如下实验操作(每次实验所加试剂均过量):(1)由气体B可确定待测液中含有的离子是。(2)由白色沉淀D和白色沉淀E可以判断待测液中一定含有的离子是,据此可以确定待测液中一定不存在的离子是。(3)由白色沉淀B可确定待测液中含有的离子是。(4)某同学读图后,认为待测液中一定不含溴离子,他判断的依据是。(5)综合分析,待测液中K+的最小浓度为。答案(1)NH4+(2)CO32-、SO42-Mg2+、Ba2+、Fe3+
13、(3)HCO3-(4)向溶液B中通入氯气,溶液呈浅黄绿色(或向溶液B中滴加硝酸酸化的硝酸银溶液,出现白色沉淀)(5)0.1 molL-1解析待测液与BaCl2溶液反应生成沉淀A,沉淀A与稀硝酸反应生成白色沉淀D和无色气体D,无色气体D与澄清石灰水反应生成白色沉淀E,则待测液中一定含有SO42-和CO32-,结合离子共存的条件可知待测液中一定不存在Mg2+、Ba2+、Fe3+;滤液A与NaOH溶液反应生成的气体B为NH3,同时还生成了白色沉淀B,则待测液中一定含有NH4+、HCO3-;根据向溶液B中通入氯气,溶液呈浅黄绿色和向溶液B中滴加硝酸酸化的硝酸银溶液,出现白色沉淀可知,待测液中一定不存在
14、Br-,由于实验过程中加入了BaCl2溶液,因此由白色沉淀C无法确定待测液中是否含有Cl-。结合题中数据可知待测液中n(NH4+)=0.1 mol,n(HCO3-)=n(BaCO3)沉淀B=19.7 g197 gmol-1=0.1 mol,n(CO32-)=n(CaCO3)沉淀E=10.0 g100 gmol-1=0.1 mol,n(SO42-)=n(BaSO4)沉淀D=11.65 g233 gmol-1=0.05 mol,n(Na+)+n(NH4+)=0.2 mol+0.1 mol=0.3 mol,2n(CO32-)+2n(SO42-)+n(HCO3-)=0.4 mol,根据电荷守恒知待测液
15、中一定含有K+。若待测液中不含Cl-,则n(K+)=0.1 mol;若待测液中含有Cl-,则n(K+)0.1 mol,所以c(K+)0.1 molL-1。10.一些常见的单质、化合物有如图所示的转化关系(有些反应的条件和部分物质已略去)。已知在常温常压下,F为红棕色气体;L为白色不溶于水的固体,它既能与盐酸反应又能与氢氧化钠溶液反应;K为红褐色难溶物,A、H为生活中常见的两种金属;D为非金属气态单质。回答下列问题:(1)B物质的化学式:,D的名称:。(2)写出J+HI的离子方程式:。(3)FG的反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为,写出该反应的化学方程式:。(4)铜与G的浓溶液反应过程中可能
16、发生反应的离子方程式为。(5)M放置在空气中颜色的变化为,写出其发生变化的化学方程式:。(6)H的最高价氧化物可与A发生反应,其反应的化学方程式为 。(7)写出检验I溶液中阳离子的实验方法: 。B、C、L均是含有同一种元素的化合物,用离子方程式写出以B为主要原料制备L的可行方法:。答案(1)AlCl3氮气(2)2Fe3+Fe 3Fe2+(3)123NO2+H2O 2HNO3+NO(4)Cu+4H+2NO3- Cu2+2NO2+2H2O、3Cu+8H+2NO3- 3Cu2+2NO+4H2O(5)白色沉淀迅速变为灰绿色,最终变为红褐色4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3(6)Fe2O
17、3+2Al 2Fe+Al2O3 (7)取少量I溶液于试管中,加入少量铁氰化钾溶液,若出现蓝色沉淀,证明有Fe2+(或取少量I溶液于试管中,先加入KSCN溶液无现象,再加入氯水,溶液变为血红色,则证明有Fe2+)Al3+3NH3H2O Al(OH)3+3NH4+解析常温常压下,F为红棕色气体,则F为NO2;非金属气态单质D与氧气反应得到E、E与氧气反应得到F,可推知D为N2,E为NO;F与水反应生成的G为HNO3,金属H与硝酸反应生成J,J与H反应生成I,而I能与硝酸反应生成J,则H为变价金属,故H为Fe,J为Fe(NO3)3,I为Fe(NO3)2,M为Fe(OH)2;L为白色不溶于水的固体,它既能与盐酸反应又能与氢氧化钠溶液反应,L为两性物质,含有Al元素,由转化关系可知金属A为Al,则B为AlCl3,C为NaAlO2,偏铝酸钠与硝酸铁发生互相促进的水解反应得到L与K,L为Al(OH)3,K为Fe(OH)3。