1、第2讲 无机物的推断例1(2012年高考天津卷)图中X、Y、Z为单质，其他为化合物，它们之间存在如下转化关系(部分产物已略去)。其中，A俗称磁性氧化铁；E是不溶于水的酸性氧化物，能与氢氟酸反应。回答下列问题：(1)组成单质Y的元素在周期表中的位置是_；M中存在的化学键类型为_；R的化学式是_。(2)一定条件下，Z与H2反应生成ZH4。ZH4的电子式为_。(3)已知A与1 mol Al反应转化为X时(所有物质均为固体)，放出akJ热量，写出该反应的热化学方程式：_。(4)写出A和D的稀溶液反应生成G的离子方程式：_。(5)向含4 mol D的稀溶液中，逐渐加入X粉末至过量假设生成的气体只有一种，
2、请在坐标系中画出n(X2)随n(X)变化的示意图，并标出n(X2)的最大值。解析A俗称磁性氧化铁，则A为Fe3O4。A(Fe3O4)与Al在高温条件下发生铝热反应：8Al3Fe3O49Fe4Al2O3，则单质X为Fe。X(Fe)与单质Y在点燃条件下生成A(Fe3O4)，则Y为O2。E是不溶于水的酸性氧化物，能与氢氟酸反应，E为SiO2，从而推知单质Z为Si。E(SiO2)与 NaOH溶 液 反 应 生 成 Na2SiO3和 H2O，则 M为 Na2SiO3。Y(O2)与NO、H2O发生反应生成HNO3：4NO3O22H2O=4HNO3，则D为HNO3。M(Na2SiO3)溶液与D(HNO3)溶
3、液混合，可得H2SiO3(或H4SiO4)胶体，则R为H2SiO3(或H4SiO4)。(1)O元素处于周期表中第二周期第A族。Na2SiO3为离子化合物，存在离子键和共价键。(2)在一定条件下，Si与H2反应生成SiH4，其电子式为。(3)1 mol Al与Fe3O4反应时放出a kJ热量，那么8 mol Al与Fe3O4反应放出8a kJ热量，故Al与Fe3O4反应的热化学方程式为：8Al(s)3Fe3O4(s)=9Fe(s)4Al2O3(s)H8a kJ/mol。(4)Fe3O4中Fe元素显2、3价，与稀硝酸发生氧化还原反应，离子方程式为3Fe3O428HNO=9Fe3NO14H2O。(5
4、)向HNO3溶液中加入Fe粉，开始时HNO3过量，Fe被氧化成Fe(NO3)3：Fe4HNO3(稀)=Fe(NO3)3NO2H2O，当加入1 mol Fe时恰好生成1 mol Fe(NO3)3。再加入铁粉时，发生反应：2Fe(NO3)3Fe=3Fe(NO3)2，当加入1.5 mol Fe时，生成1.5 mol Fe(NO3)2，继续加入铁粉后，不再发生反应，n(Fe2)不变。由此可画出n(Fe2)随n(Fe)变化的曲线。答案(1)第二周期第A族离子键、共价键H2SiO3(或H4SiO4)(2)(3)8Al(s)3Fe3O4(s)=9Fe(s)4Al2O3(s)H8a kJ/mol(4)3Fe3
5、O428HNO=9Fe3NO14H2O(5)一、解无机推断题“五步曲”1审：审清题意，从题干问题框图迅速浏览一遍，尽量在框图中把相关信息表示出来，明确求解要求。2找：找“题眼”，即找到解题的突破口，此步非常关键。3析：从题眼出发，联系新信息及所学的旧知识，大胆猜测，顺藤摸瓜，应用正逆向思维、发散收敛思维、横向纵向思维等多种思维方式，进行综合分析、推理，初步得出结论。4验：验证确认，将结果放入原题检验，完全符合才算正确。5答：按题目要求写出答案。二、解无机推断题常见的突破口1物质的特有颜色常见的有颜色的物质2.特殊的实验现象(1)H2在Cl2中燃烧呈苍白色火焰。(2)淀粉遇碘变蓝，蛋白质遇浓硝酸
6、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无明显变化，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)燃料能生成烟：Na在氯气中燃烧生成白烟，Fe或Cu在氯气中燃烧生成棕黄色烟。(10)与水反应产生气体的物质一般
7、是Na、Na2O2、CaC2、Mg3N2等。3特殊反应条件(1)高温：铝热反应，制玻璃，烧石灰，炼铁，制水煤气，制粗硅，水蒸气与铁反应等。(2)高温高压、催化剂(3)加热、催化剂(4)放电1(2011年高考新课标全国卷)短周期元素W、X、Y和Z的原子序数依次增大。元素W是制备一种高效电池的重要材料，X原子的最外层电子数是内层电子数的2倍，元素Y是地壳中含量最丰富的金属元素，Z原子的最外层电子数是其电子层数的2倍。下列说法错误的是()A元素W、X的氯化物中，各原子均满足8电子的稳定结构B元素X与氢形成的原子比为11的化合物有很多种C元素Y的单质与氢氧化钠溶液或盐酸反应均有氢气生成D元素Z可与元素
8、X形成共价化合物XZ2解析：首先根据题中条件确定各元素：根据W是制备一种高效电池的重要材料，确定W为Li元素；根据X原子的最外层电子数是内层电子数的2倍，确定X是C元素；根据Y是地壳中含量最丰富的金属元素，确定Y是Al元素，再根据原子序数依次增大，Z原子的最外层电子数是其电子层数的2倍，确定Z是S元素。W为Li元素，其氯化物为LiCl，电子式为，显然Li原子不能满足8电子稳定结错误。C元素和H元素形成的原子个数比为11的有机物有多种，如苯、苯乙烯等，B正确。金属Al与氢氧化钠溶液或盐酸都反应，产生氢气，C正确。S元素和C元素形成的CS2，属于共价化合物，D正确。答案：A例2(2012年黄冈模拟
9、)在下列物质转化关系中，反应的条件和部分产物已略去。其中A为常用的溶剂，B为常见的有色气体单质。回答下列问题：.若甲、乙是两种常见金属，反应是工业制盐酸的反应。(1)反应中，甲在通常条件下和A剧烈反应，除丙外，还生成一种焰色反应为黄色的物质，则工业上生产甲的一般方法是()A热分解法 B热还原法 C电解法(2)反应中，乙与A在高温下反应，除丙外，还生成一种有磁性的物质，则反应的化学方程式有_。(3)通过比较反应、的反应条件，可得出甲的金属性比乙的金属性_(填“强”或“弱”)，比较二者金属性强弱的依据还可以是_(写出一种即可)。(4)将2.5 g甲的碳酸盐、碳酸氢盐和氢氧化物的固体混合物完全溶解于
10、不，制成稀溶液，然后向该溶液中逐滴加入1 molL1的盐酸，所加入盐酸的体积与产生CO2的体积(标准状况)关系如图所示：写出OA段所发生反应的离子方程式_。当加入35 mL盐酸时，产生CO2的体积为_mL(标准状况)。.若甲、乙是化合物，反应是工业制漂白液的反应，其中乙为含 有 非 极 性 键 的 离 子 化 合 物，写 出 A与 乙 反 应 的 化 学 方 程 式_。解析.(1)(3)根据题中的关键信息可推知，A为H2O，B为Cl2，甲为钠，乙为铁，丙为H2，丁为HCl，工业上用电解熔融氯化钠的方法制备金属钠。铁与高温水蒸气反应生成Fe3O4和H2。比较金属性强弱的方法主要有：比较金属与水或
11、酸反应的难易；比较金属的最高价氧化物对应水化物的碱性强弱；比较金属单质还原性或金属离子的氧化性强弱等。(4)加盐酸25 mL时，开始产生气体，即发生反应：HCO H=CO2H2O，至反应结束共消耗盐酸20 mL，n(CO2)n(HCl)0.02 mol，故当加入35 mL盐酸时，产生CO2 0.01 mol，体积为224 mL。.工业制漂白液是利用氯气与NaOH溶液的反应，即丙为NaOH溶液。属于含有非极性键的离子化合的，且能与水反应生成NaOH的物质是Na2O2。答案.(1)C(2)3Fe4H2O(g)Fe3O44H2(3)强NaOH是强碱，Fe(OH)3是弱碱(合理即可)(4)HOH=H2
12、OCO H=HCO224.2Na2O22H2O=4NaOHO22交叉型转化3三角型转化二、置换反应型转化关系1金属单质置换出金属单质2(2012年北京海淀模拟)甲、乙、丙、丁、戊是中学常见的无机物，其中甲、乙均为单质，它们的转化关系如图所示(某些条件和部分产物已略去)。下列说法不正确的是()A若甲既能与盐酸反应又能与NaOH溶液反应，则丙可能属于两性氧化物B若甲为短周期中原子半径最大的主族元素的单质，且戊为碱，则丙只能为Na2O2C若丙、丁混合产生白烟，且丙为18电子分子，丁为10电子分子，则乙的水溶液可能具有漂白作用D若甲、丙、戊含有同一种元素，则三种物质中，该元素的化合价由低到高的顺序可能
13、为：甲丙戊解析：A项，甲单质既能与盐酸反应又能与NaOH溶液反应，则甲是Al，乙可能是O2，则丙可能是Al2O3，即为两性氧化物。B项，若甲是Na，戊是碱，则丙可以是Na2O2，也可以是Na2O。C项，丙是HCl，丁是NH3，则甲、乙分别是H2、Cl2，Cl2的水溶液具有漂白作用。D项，若甲是S，乙是O2，则丙是SO2，戊可以是H2SO4，即硫元素的化合价高低顺序是SSO2H2SO4。答案：B例3(2011年高考江苏卷)以硫铁矿(主要成分为FeS2)为原料制备氯化铁晶体(FeCl36H2O)的工艺流程如下：回答下列问题：(1)在 一 定 条 件 下，SO2转 化 为 SO3的 反 应 为 2S
14、O2(g)O2(g)2SO3(g)，该反应的平衡常数表达式为K_；过量的SO2与NaOH溶液反应的化学方程式为_。(2)酸溶及后续过程中均需保持盐酸过量，其目的是_、_。(3)通氯气氧化时，发生的主要反应的离子方程式为_；该过程产生的尾气可用碱溶液吸收，尾气中污染空气的气体为_(写化学式)。解析(1)根据化学反应方程式可写出平衡常数表达式为K，过量二氧化硫与氢氧化钠溶液反应生成亚硫酸氢钠，反应的化学方程式为SO2NaOH=NaHSO3。(2)加入过量盐酸可保证铁元素浸出到溶液中，且Fe3容易水解，加酸可抑制其水解。(3)通氯气的目的是氧化Fe2，尾气中的有害气体是剩余的氯气以及盐酸挥发出的氯化
15、氢气体。物质制备类化工生产流程题的解题策略1明确原始物质及目标产物。2明确化工生产流程主线的特点。一个完整的物质制备化工生产流程一般具有下列特点3熟悉常用的操作方法及其作用(1)对原料进行预处理的常用方法及其作用研磨减小固体的颗粒度，增大固体与液体或气体间的接触面积，加快反应速率。水浸与水接触反应或溶解。酸浸与酸接触反应或溶解，使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去。灼烧除去可燃性杂质或使原料初步转化，如从海带中提取碘时的灼烧就是为了除去可燃性杂质。煅烧改变结构，使一些物质能溶解。并使一些杂质在高温下氧化、分解，如煅烧高岭土。(2)常用的控制反应条件的方法调节溶液的pH。常用于使某些金属
16、离子形成氢氧化物沉淀。调节pH所需的物质一般应满足两点：a能与H反应，使溶液pH增大；b不引入新杂质。例如：若要除去Cu2中混有的Fe3，可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH，不可加入NaOH溶液、氨水等。控制温度。根据需要升温或降温，改变反应速率或使平衡向需要的方向移动。控制压强。改变速率，影响平衡。使用正催化剂。加快反应速率，缩短达到平衡需要的时间。趁热过滤。防止某物质降温时会析出。冰水洗涤。洗去晶体表面的杂质离子，并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗。4熟悉中学化学中出现的重要的化工生产的生产原理、工艺设计原理、相关思想、知识细节等；如工业合成氨、金属的
17、冶炼、海水的开发利用、化石燃料的综合利用等。3(2011年高考海南卷改编)“碳捕捉技术”是指通过一定的方法将工业生产中产生的CO2分离出来并利用。如可利用NaOH溶液来“捕捉”CO2，其基本过程如下图所示(部分条件及物质未标出)。下列有关该方法的叙述中不正确的是()A能耗大是该方法的一大缺点B整个过程中，可以循环利用的物质只有CaOC“反应分离”环节中，分离物质的基本操作是蒸发结晶、过滤D该方法可减少碳排放，捕捉到的CO2还可用来制备甲醇等产品解析：A项该方法中高温反应炉分离出CO2，需要消耗较多能量；B项整个过程中NaOH和CaO均可循环利用；C项从捕捉室中得到的溶液中含有大量的NaHCO3
18、，加入CaO后生成CaCO3和NaOH；通过过滤的方法即可分离；D项捕捉到的CO2可与H2反应制备甲醇：CO23H2CH3OHH2O。答案：B1对常见物质燃烧时的火焰颜色记忆不准确(1)苍白色火焰氢气在氯气中燃烧；(2)蓝色CO在空气中燃烧；(3)淡蓝色甲烷、氢气、硫化氢在空气中燃烧；(4)黄色含钠元素的物质在灯焰上灼烧。(5)紫色(透过蓝色钴玻璃)含钾元素的物质在灯焰上灼烧。2混淆烟和雾(1)雾是小液滴在空气中分布形成的。在空气中出现白雾的：HF、HCl、HBr、HI、HNO3等。(2)烟是固体小颗粒在空气中分布形成的。在氯气中燃烧生成烟的：Na(白烟)、Fe(红棕色烟)、Cu(棕黄色烟)等
19、。(3)在氯气中燃烧生成烟和雾的：P(白色烟雾)。3将重要物质的用途“张冠李戴”(1)Na2O2可作呼吸面具和潜水艇中的供氧剂。(2)Cl2、ClO2、NaClO和漂白粉等可用于自来水的消毒杀菌，明矾可用作净水剂。(3)SO2可用于工艺品的漂白，但不能用于食品漂白。(4)晶体硅可用作半导体材料、太阳能电池和硅合金。(5)SiO2用作制造光导纤维、光学仪器、电子部件和压电材料，石英还可用于制玻璃。(6)NaHCO3、Al(OH)3可用于治疗胃酸过多。(7)NaHCO3用于制造发酵粉。(8)Na2CO3用于制玻璃、造纸和食用碱。(9)BaSO4在医疗上作造影剂钡餐。(10)AgBr用作感光材料。(
20、11)铝热剂可用于焊接钢轨、冶炼难熔金属。(12)FeCl3溶液可用作腐蚀印刷电路板。4解题经验积累不足(1)“常见金属”往往是铁或铝；(2)“常见气体单质”往往是H2、N2、O2、Cl2；(3)“常用的溶剂”往往是H2O；(4)“常温常压下为液态”的往往是H2O；(5)“能与过量HNO3反应”则意味着某元素有变价；(6)“与浓酸反应”的物质往往是铜、碳、MnO2等；(7)“电解”生成三种物质的往往是NaCl溶液、CuSO4溶液。5不清楚化学工艺生产要解决的主要矛盾是什么，工艺生产主要解决的矛盾是：(1)解决将原料转化为产品的生产原理；(2)除去所有杂质并分离提纯产品；(3)提高产量与产率；(
21、4)减少污染，考虑“绿色化学”生产；(5)原料的来源既要考虑丰富，还要考虑成本问题；(6)生产设备简单，生产工艺简便可行等工艺生产问题。判断正误：(正确的打“”号，错误的打“”号)1(2012年连云港质检)图中X、Y、Z三种物质可以实现一步转化，则X、Y、Z可以分别是C、CO、CO2或Si、SiO2、H2SiO3。()2(2012年济南模拟)元素X的单质及X与Y形成的化合物能按下图所示的关系发生转化：X既可是某金属也可以是某非金属。()3上述第2题中XYm与XYn的相互转化是可逆反应。()4(2012年西南师大附中模拟)A是一种常见的单质，B、C为中学常见的化合物，A、B、C均含有元素X，它们
22、有如图所示的转化关系(部分产物及反应条件已略去)。则反应和一定为氧化还原反应()5(2011年高考海南卷改编)海水提镁的主要步骤为：海水Mg(OH)2(s)MgCl2(aq)Mg(l)Cl2(g)()6(2012年 嘉 兴 质 检)利 用 反 应：NaCl(饱 和)CO2 NH3H2O=NaHCO3NH4Cl制取NaHCO3时，应先通入过量的NH3，再通入过量的CO2。()【案例】如图是中学化学中常见物质之间的相互转化关系。其中C可用于漂白，空气中M的含量增加会导致温室效应。反应常用于实验室制取气体B。请回答下列问题：(1)C的分子式为_，J的化学式为_。(2)写出反应的离子方程式_。(3)写
23、出反应的化学方程式_。(4)C、M有相似的化学性质，但也有区别，如C有漂白性、M无漂白性。C、M具有不同化学性质的原因是_。(5)Al与J溶液发生反应，若产生4 g气体，则被还原物质的质量为_g。【易错剖析】(1)不谙性质错转化：这是考生解答框图推断题目最易出现的问题，如本题设置了关键性物质A、B、G的推断和多种物质的性质，不熟悉重要元素及其化合物的性质无法得出正确结果。(2)不谙关系错计算：本题计算设置了以物质的量为中心的根据化学方程式进行相关计算的问题，计算Al和KOH溶液反应被还原的H2O的质量时，不从反应本质和过程出发，找错反应关系，得出KOH、H2O被还原或以Al与KOH溶液反应的方
24、程式中H2O的计量数进行计算而错解。【规范解答】A为淡黄色粉末，C具有漂白性，推知A为S、B为O2、C为SO2。根据电解G溶液可得到黄绿色气体Cl2、J溶液焰色反应为紫色等，推知G为KCl，I为H2，J为KOH。反应是K物质与MnO2在加热的情况下制备O2，推知K为KClO3，所以反应为3Cl26KOH 5KClKClO33H2O。SO3与H2O反应生成H2SO4，浓H2SO4与C在加热条件下发生反应生成CO2、SO2、H2O。SO2除具有漂白性外还有氧化性、还原性、酸性氧化物的通性等，CO2具有氧化性、酸性氧化物的通性，所以SO2与CO2性质的不同点就是SO2既有氧化性又有还原性，CO2只有氧化性，根据价态分析即可解释。Al与KOH溶液反应的实质为：2Al6H2O=2Al(OH)33H2，Al(OH)3KOH=KAlO22H2O，H2O是氧化剂被还原，根据6H2O3H2，当生成4 g H2时，被还原的H2O的质量为72 g。答案(1)SO2KOH(4)SO2中S为4价，是中间价态，既有还原性又有氧化性，而CO2中C为4价，只有氧化性(5)72