高考化学元素及其化合物推断.docx

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高考化学元素及其化合物推断

专题七元素及其化合物推断

【高频考点解读】

无机框图推断题，既能检查学生元素化合物基础知识的掌握情况，又能检查学生灵活应用知识的能力，更能考查学生的逻辑推理能力，难度较大，是近年来高考重要题型之一。

解答无机框图推断题，应认真分析题干，找出明显条件和隐蔽条件。

通过结构特征、反应特征、现象特征或其他的一些特征，找出突破口，也就是所谓的“题眼”，通过正推法、逆推法、假设法、猜测法等得出结论。

【热点题型】

题型一由物质特征结构推断无机物

例1、A、B、C、D、E为五种常见的短周期元素，常温下A、B可形成B2A2和B2A两种液态化合物，B与D可形成分子X，也可形成阳离子Y，X、Y在水溶液中酸、碱性恰好相反，C元素的焰色反应呈黄色，E与C同周期，且E的阳离子在其所在周期元素形成的简单离子中半径最小，试回答：

（1）D元素处于周期表的位置____________。

（2）B2A2对应化合物的结构式为__________，Y的电子式为____________。

（3）液态X类似B2A，也能微弱电离且产生电子数相同的两种离子，则液态X的电离方程式为______________。

（4）A、D、E三种元素形成的盐（化学式为A9D3E）的水溶液呈________性，用离子方程式解释其原因________。

（5）W、Q是由A、B、C、D四种元素中任意三种组成的不同类型的强电解质，W的水溶液呈碱性，Q的水溶液呈酸性，且物质的量浓度相同的W、Q溶液中水的电离程度前者小于后者，则W为________，Q为________（填化学式）。

（6）用A单质和B单质可制取气体燃料电池，该电池用多孔的惰性电极浸入浓KOH溶液，两极分别通入A单质和B单质。

写出该电池的电极反应方程式：

负极：

_______；正极：

________。

【提分秘籍】

物质结构是中学化学知识的重要组成部分，物质特征结构是解答无机推断题的第一突破口，尤其是短周期元素及其化合物的特征结构。

常用到的知识有：

1．原子的特征结构

（1）最外层电子数＝电子层数的元素有H、Be、Al；最外层电子数＝电子层数2倍的元素有He、C、S；最外层电子数＝次外层电子数2倍的元素是C；最外层电子数＝次外层电子数3倍的是O。

（2）次外层电子数为2的元素必在第二周期，次外层电子数为8的元素可能在第三周期，也可能在第四、五、六、七周期的第ⅠA、ⅡA族。

（3）绝大多数元素具有不同的核素、同位素现象，核素（或原子）之间一定遵循如下关系：

质子数＋中子数＝质量数，质子数＝核电荷数＝原子序数＝核外电子数，原子的相对原子质量＝其质量数等。

2．微粒的特征结构

（1）核外电子总数为10的微粒。

（2）核外电子总数为18的微粒。

（3）任何微粒中的有关微粒之间遵循如下关系：

质子总数＋中子总数＝质量数之和，质子总数＝核外电子总数＋所带电荷（阳离子所带电荷为正整数，阴离子所带电荷为负整数，原子、分子、基团等所带电荷为零），微粒的摩尔质量数值上＝其质量数之和等。

3．正四面体等特征结构

单质分子为正四面体的是白磷（P4）；化合物分子呈正四面体结构的有甲烷（CH4）、四氯化碳（CCl4）等，呈三角锥形结构的有氨气（NH3）；离子呈正四面体结构的有铵根离子（NH4+）等。

【热点题型】

题型二由物质特征性质推断无机物

例2、已知如图Z4－1所示各物质的转化关系中，某些反应部分产物已被省去。

其中反应②用于常见金属I的冶炼，B为淡黄色固体，D、G、H均为气体且D、H无色。

试回答下列问题：

（1）溶液A为________（写名称），B的电子式________________________。

（2）反应①的离子方程式：

____________________，

反应③的离子方程式：

_____________________。

（3）有同学认为M也可由溶液J、溶液K各自加热灼烧获得，试判断这种说法是否正确？

________（填“是”或“否”），理由是___________________。

【提分秘籍】

物质性质也是中学化学知识的重要组成部分，物质特征性质是解答无机推断题的突破口之一，这就要求同学们熟悉物质的特征性质，如颜色、状态、溶解度、熔沸点等物理性质；与酸、碱、盐的反应，与水的反应，溶液的酸碱性等化学性质。

解答此类试题时，先确定个别物质的化学组成，由此顺藤摸瓜，就会不攻自破。

常见物质的特征性质有：

1．黑色固体有：

MnO2、C、CuO、FeO、Fe3O4（有磁性）、铁粉；紫（黑）色固体有：

KMnO4、I2；（紫）红色固体有：

Cu；（淡）黄色固体有：

Na2O2、S、AgBr；蓝色固体有：

胆矾；绿色固体有：

铜绿。

2．有色气体有：

NO2（红棕色）、Cl2（黄绿色）；无色有刺激性气味的气体有：

SO2、NH3、HX（F、Cl、Br、I）；无色无味的气体有：

H2、N2、O2、CO、CH4、C2H2、NO等。

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．溶液中的有色离子有：

Cu2＋（蓝色）、Fe2＋（浅绿色）、Fe3＋（黄色）、MnO

（紫色）等。

5．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（除酒精外）中显紫（红）色。

6．白色沉淀有：

H2SiO3、BaSO4（不溶于酸）、AgCl（不溶于酸）、BaSO3、Mg（OH）2、Al（OH）3（既溶于强酸又溶于强碱）、BaCO3、CaCO3、Fe（OH）2（极不稳定）等；黄色沉淀有：

AgBr、AgI、S；红褐色沉淀有：

Fe（OH）3；蓝色沉淀有：

Cu（OH）2等。

7．Si可作半导体材料；SiO2可用于制作高性能通信材料光导纤维；SiO2既可溶于强碱又能溶于HF；NO、CO属于不成盐氧化物。

【热点题型】

题型三由物质特征转化关系推断无机物

例3、A、B、C、D、E、F六种物质在一定条件下有如图Z4－2所示的相互转化关系，所有反应物和生成物均已给出。

（1）若反应①、②、③均为溶液中的置换反应，A、D、E为常见的金属单质，则A、D、E的还原性由强到弱的顺序为________________。

请写出满足以上要求的离子方程式：

反应①____________；反应②_____________。

（2）若反应①、②、③均为复分解反应。

请写出满足要求的化学方程式：

反应①_____________________；

反应②_____________________。

（3）若B是水，C是一种有磁性的化合物，E是一种无色、无味的有毒气体，则反应①的化学方程式是__________________。

【提分秘籍】

物质之间的特征转化关系是中学化学知识的重要组成部分，熟悉物质之间的特征转化关系也是解答无机推断题的突破口，中学化学常见的一些特征转化关系有：

1．A

B

C

酸或碱，符合此线性转化规律的常见物质有：

NH3、H2S、S、CH4、C、Na等。

例如：

（1）NH3

NO

NO2

HNO3。

（2）H2S/S/金属硫化物（FeS2、FeS、Cu2S、CuS等）

SO2

SO3

H2SO4。

（3）CH4/C

CO

CO2

H2CO3

（4）Na

Na2O

Na2O2

NaOH

2．符合三角转化规律的常见物质有：

有MnO2参与的化学反应有：

2H2O2

2H2O＋O2↑，2KClO3

2KCl＋3O2↑，MnO2＋4HCl（浓）

MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。

符合A（或A＋B）

C（或C＋D）条件下的反应有：

4NH3＋5O2

4NO＋6H2O，2KClO3

2KCl＋3O2↑，2H2O2MnO2,Ｆ2H2O＋O2↑，2SO2＋O2

2SO3，N2＋3H2

2NH3等。

有电解条件的有：

2NaCl＋2H2O

2NaOH＋H2↑＋Cl2↑；2Al2O3

3O2↑＋2Al。

4．由一种物质受热分解生成三种物质的物质有：

KMnO4、NaHCO3、Ca（HCO3）2、NH4HCO3、（NH4）2CO3、HNO3等。

5．符合转化特征A—

的A物质一定是弱酸的铵盐，如：

（NH4）2CO3或NH4HCO3、（NH4）2S或NH4HS、（NH4）2SO3或NH4HSO3等，C一定是NH3，B为CO2、H2S或SO2。

6．符合单质

，A可能是S或Cl2。

7．与强碱反应生成氢气的金属为铝，非金属为硅。

【热点题型】

题型四由物质特征实验现象推断无机物

例4、现有四瓶丢失标签的NaOH、Na2CO3、AlCl3、NH4HSO4溶液，为鉴别四瓶溶液，将四瓶溶液编号为A、B、C、D进行实验。

实验过程和记录如图Z4－3所示（无关物质已经略去）：

请回答：

（1）Y、Z的化学式分别为：

Y__________；Z__________；X与B反应的离子方程式为_________________________。

（2）D溶液pH________（填“大于”、“小于”或“等于”）7，原因是（用离子方程式表示）____________________。

（3）等物质的量浓度的A、B、C、D溶液pH由大到小的顺序是__________（用化学式表示）。

（4）请写出C与过量B反应（加热）的离子方程式：

____________________。

（5）若B、C的稀溶液混合后（不加热）溶液呈中性，则该溶液中离子浓度从大到小的顺序是______________。

【提分秘籍】

实验是中学化学知识的重要组成部分，抓住物质在反应过程中产生的各种特征实验现象，如气体的产生、沉淀的生成、颜色的变化等，结合所学元素化合物知识就能进行推断、确认，因此物质的特征实验现象是解答无机推断题的突破口之一。

常见的特征实验现象有：

1．燃烧：

H2在Cl2中燃烧发出苍白色火焰；C2H2（或C6H6）在氧气中燃烧，火焰明亮，产生大量的黑烟；镁条在二氧化碳中点燃时剧烈燃烧，发出耀眼白光，生成黑、白色的固体等。

2．含钠元素的物质的焰色反应呈黄色，含钾元素的物质的焰色反应（透过蓝色钴玻璃观察）呈紫色。

3．含有Fe2＋的溶液遇碱液出现沉淀，颜色转变为：

白色→灰绿色→红褐色；Fe2＋遇SCN－无明显变化，再通入Cl2或加新制氯水后溶液显红色；Fe3＋遇SCN－显红色，遇碱液生成红褐色沉淀，遇苯酚显紫色。

4．遇Ba2＋生成白色沉淀且不溶于盐酸的只有SO

，遇Ag＋生成白色沉淀且不溶于稀硝酸的有Cl－。

5．溶于水显碱性的气体或使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体是NH3；与强碱溶液反应产生气体的溶液一般含有NH

；与酸反应产生气体的溶液一般含有CO

、HCO

、SO

、HSO

等。

6．使品红溶液褪色的气体有SO2、Cl2、O3等；在空气中由无色变为红棕色的气体是NO；遇水产生气体的物质有碱金属、Na2O2、F2等；与水反应放出气体且有难溶物或微溶物生成的物质有Al2S3、Mg3N2、CaC2等。

【热点题型】

题型五由化学计算推断无机物

例5、短周期元素A、B、C、D中，0.5molA元素的离子得到6.02×1023个电子后被还原为中性原子，0.4gA的氧化物恰好与100mL0.2mol/L的盐酸完全反应，A元素原子核内质子数与中子数相等；B元素原子核外电子数比A元素原子核外电子数多1，C－离子核外电子层数比A元素的离子核外电子层数多1；D元素原子最外层电子数是次外层的2倍。

请填写下列空格：

（1）A、B、C、D四种元素的符号：

A________B________，C________，D________。

（2）C、D两元素组成的物质，分子内含有__________键（填“极性”或“非极性”，下同），其电子式是____________。

（3）A、B、C三种元素的离子半径由大到小的顺序为________________（用离子符号表示）。

【提分秘籍】

化学计算是中学化学的重要组成部分，解答无机推断题时，不仅要注意物质的结构、性质、相互转化中特征反应和实验现象，还要注意转化之中量的变化，所以根据化学计算也能推断无机物。

中学化学常见式量规律有：

式量为28：

CO、C2H4、N2；式量为30：

NO、C2H6、HCHO；式量为44：

CO2、N2O、C3H8、CH3CHO；式量为46：

NO2、C2H5OH；式量为78：

C6H6、Al（OH）3、Na2O2、Na2S；式量为100：

Mg3N2、CaCO3、KHCO3；式量相差16一般是相差一个氧原子等。

（2）C、D两元素组成的分子为CCl4，四个C－Cl键以碳原子为中心的正四面体结构。

（3）A、B、C三种元素的离子依次为Mg2＋、Al3＋、Cl－，前两者的电子层数均为两层（但Mg2＋的质子数小于Al3＋），Cl－有三层，故半径为Cl－>Mg2＋>Al3＋。

【随堂巩固】

1．已知A、B、C、D是中学化学的常见物质，且A、B、C均含有同一种元素。

在一定条件下它们之间的相互转化关系如图所示（部分反应中的H2O已略去）。

请回答下列问题：

（1）若A可用于自来水消毒，D是生产、生活中用量最大、用途最广的金属单质，加热蒸干B的溶液不能得到B，则B的化学式可能是__________；工业上制取A的离子方程式_________________________。

（2）若A是一种碱性气体，常用作制冷剂，B是汽车尾气之一，遇空气会变色，则反应①的化学方程式为____________________________________。

（3）若D是氯碱工业的主要产品之一，B有两性，则反应②的离子方程式是________________________________________________________________。

（4）若A、C、D都是常见气体，C是导致酸雨的主要气体，则反应③的化学方程式为_________________________________________________________。

某同学将搜集到的一定量的酸雨保存在密闭容器中，每隔一定时间测酸雨的pH，发现在起始一段时间内，酸雨的pH呈减小趋势，用离子方程式解释原因：

_____________________________________________________________。

2.右图表示某固态单质A及其化合物之间的转化关系（某些产物和反应条件已略去）。

化合物B在常温常压下为气体，B和C的相对分子质量之比为4∶5，化合物D是重要的工业原料。

（1）写出A在加热条件下与H2反应的化学方程式：

_________________________________________________________________；

（2）写出E与A的氢化物反应生成A的化学方程式：

_________________________________________________________________；

（3）写出一个由D生成B的化学方程式：

________________________________________________________________；

（4）将5mL0.10mol·L－1的E溶液与10mL0.10mol·L－1的NaOH溶液混合。

①写出反应的离子方程式：

_________________________________________；

②反应后溶液的pH________7（填“大于”“小于”或“等于”），理由是_________________________________________________________________；

③加热反应后的溶液，其pH________（填“增大”“不变”或“减小”），理由是_____________________________________________________________。

3．下列框图中的字母分别代表一种常见的物质或其溶液，相互之间的转化关系如下图所示（部分产物及反应条件已略去）。

已知A、B为气态单质，F是地壳中含量最多的金属元素的单质；E、H、I为氧化物，E为黑色固体，I为红棕色气体；M为红褐色沉淀。

请回答下列问题：

（1）B中所含元素位于周期表中第________周期，________族。

（2）A在B中燃烧的现象是___________________________________________。

（3）D＋E―→B的反应中，被氧化与被还原的物质的物质的量之比是________。

（4）G＋J―→M的离子方程式是_______________________________________。

（5）Y受热分解的化学方程式是_______________________________________。

4．已知A～K均为中学化学的常见物质，它们之间的转化关系如下图所示，其中A、D为金属单质，反应过程中生成的水及其他部分产物已略去。

请回答以下问题：

（1）B的主要用途是______________（填一项），C的化学式为__________。

（2）E中阳离子的结构示意图为____________，CO2的电子式为________________。

（3）向F中通入足量CO2生成K的离子方程式是__________________。

（4）J在工业上可用于净水，其原理是_____________________________（用离子方程式表示）。

（5）写出H在空气中生成I的化学方程式______________________。

5．有一化合物X，可发生如下的转化关系（部分反应物、生成物省略）。

其中B、D、E、F均为无色气体，W、K为常见的金属单质，C为难溶于水的红褐色固体。

在混合液中加入BaCl2溶液可生成不溶于稀盐酸的白色沉淀，H和W反应可放出大量的热。

（1）X中滴入过量NaOH溶液的离子方程式为__________________________。

（2）I和水反应生成G的化学方程式为________________________________。

（3）I转化为G的反应中，当有2molG生成时，转移的电子数为_______________________________________________________________。

（4）引发H和W反应的操作是________________________________________。

6．现有短周期元素构成的3种单质甲、乙、丙，它们在一定条件下能发生如下变化，部分产物已略去。

（1）若反应①可在常温下进行，则A的电子式为________。

若反应①需在加热条件下进行，则反应①的化学方程式为____________________________。

（2）反应②的化学方程式为________，该反应是________（填“放热”或“吸热”）反应。

（3）从C溶液中得到C需经过两步操作：

先从C溶液中得到晶体，再将得到的晶体转化为C。

从C溶液中得到晶体的过程被称为________，将得到的晶体转化为C的实验条件是____________________________________。

（4）反应③中氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。

7．已知A、B、C、D、E、F、G和X八种物质存在如下图所示的转化关系。

其中C是过渡元素的单质，其他元素均是短周期元素；B的浓溶液和稀溶液都能与C反应，但还原产物不同；反应⑤用于传统制镜工业，X是医疗上病人重要的营养补给物质（通过输液）；F是大气污染物，也是汽车尾气的成分之一。

请回答下列问题：

（部分生成物未标出）

（1）A、X的化学式分别是，；G溶液俗称为。

（2）写出反应①的离子方程式。

（3）写出E的分子式，请用电离方程式解释E的水溶液呈碱性的原因

。

（4）已知1gE与足量的空气混合，在加热及有催化剂存在下发生反应生成气态产物，放出热量13.3kJ，请写出该反应的热化学方程式。

（5）为了消除F对大气的污染，工业上采用在催化剂作用下E与F反应，将其转化为无毒气体和水，请写出该反应的化学方程式。

8．A、B、C、D四种元素原子的核电荷数依次增大（均小于20），其单质及相应的化合物能发生如下反应关系：

（1）写出F的电子式。

（2）气体H有毒，可用Na2CO3溶液吸收，生成两种酸式盐，该反应的化学方程式为：

________________。

（3）加热E的水溶液后并灼烧，最终得到的固体为,原因为

。

（用化学反应方程式来表示）

（4）室温下，向F的水溶液中加入等体积等浓度的盐酸反应后所得溶液的PH＞7，则此溶液中离子浓度由小到大的顺序为：

。

（5）将气体H放在空气中充分燃烧可得到气体氧化物BO2，BO2可与氧气继续反应：

2BO2+O2

2BO3，在一个固定容积为2L的密闭容器中充入0.20mol的BO2和0.10mol的O2，半分钟后达到平衡，测得容器中含BO3为0.18mol，则

=mol•L-1•min-1。

若继续通入0.20molBO2和0.10molO2，再次达到新平衡后，BO3的物质的量介于之间。

9．甲、乙、丙均为中学化学常见的气体单质，A、B、C为常见的化合物，已知：

⑴A和B都极易溶于水，用两根玻璃棒分别蘸取A和B的浓溶液后，相互靠近会看到白烟

⑵各物质之间存在如下图所示的转化关系

请回答下列问题：

⑴写出物质A与B的化学式：

、。

⑵C溶液中离子浓度的大小关系是。

⑶“C溶液+镁粉→甲”的化学方程式为。

⑷丙气体通入200mL氢氧化钠溶液中恰好完全反应，此时电子转移总数为0.1NA，则氢氧化钠溶液的pH为。

⑸常温下，向含白色沉淀M的浊液中加入氯化钠固体，M的溶解度将（填“增大”、“减小”或“不变”），Ksp（M）将（填“增大”、“减小”或“不变”）。

10．下图中的B～K分别代表有关反应的一种反应物或生成物，其中A、C、F、K是固体；E是常见的气体单质，I是红棕色的气态氧化物。

固态物质A（混合物）加热后生成的气体混合物若通过碱石灰只剩余气体B，若通过浓硫酸则只剩余气体D。

各物质间的转化关系如下图所示：

请回答下列问题：

（1）B的化学式为_____________________，D的电子式_________________________.

（2）写出实验室检验A物质中含有的阳离子的方法。

（3）写出实验室制取B的化学方程式。

（4）将0.01molD通入1L0.01mol/LF溶液中，所得溶液中所含离子浓度由大到小排列顺序为。

（5）写出N的稀溶液与过量的铁粉反应的离子方程式。

（6）若混合气体通过碱石灰得到的气体B与通过浓硫酸得到的气体D的物质的量之比是8∶5，则用物质的量的关系表示此固体A的组成为。

11．已知A为常见金属，X、Y为常见非金属，X、E、F、G常温下为气体，C为液体，B是一种盐，受热极易分解，在工农业生产中用途较广（如被用作某些电池的电解质）。

现用A与石墨作电极，B的浓溶液作电解质，构成原电池。

有关物质之间的转化关系如下图：

（注意：

其中有些反应的条件及部分生成物被略去）

请填写下列空白：

（1）反应④为A在某种气体中燃烧，生成单