化学教案（通用版）专题11无机物之间的转化及判断

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）、MnO4-（紫红色）、Fe（SCN）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↑2.一些高温下的反应3Fe＋4H2O（g）eq\o(=,\s\up7(高温))Fe3O4＋4H22Al＋Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高温))2Fe＋Al2O3C＋H2O（g）eq\o(=,\s\up7(高温))CO＋H2CaCO3eq\o(=,\s\up7(高温))CaO＋CO2↑CaCO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高温))CaSiO3＋CO2↑Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高温))Na2SiO3＋CO2↑2C＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高温))Si＋2CO↑4NH3＋5O2eq\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Aeq\o(→,\s\up7(X))Beq\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CO2NaOHeq\o(→,\s\up7(CO2))Na2CO3eq\o(→,\s\up7(CO2))NaHCO3（3）X为强酸（如HCl）AlOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))eq\o(→,\s\up7(H＋))Al（OH）3eq\o(→,\s\up7(H＋))Al3＋COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))eq\o(→,\s\up7(H＋))HCOeq\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）3eq\o(→,\s\up7(OH－))AlOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))（5）X为FeCl2eq\o(→,\s\up7(Fe))FeCl3eq\o(→,\s\up7(Fe))FeCl2（6）X为CO2eq\o(→,\s\up7(C))CO2eq\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gX，用含HCl0mol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．H2SB．N2C．SD．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）＝g,102g·mol－1)＝mol；根据白色沉淀E不溶于稀硝酸，可推测E为AgCl，n（AgCl）＝g·mol－1)＝mol。由于n（HCl）＝mol，将溶液A分为两等份，则每份中由HCl提供的Cl－为mol，故A2中由X提供的Cl－为mol。组成X的四种元素除了N、H，还有Al、Cl。gX中n（Al）＝mol×2×2＝mol，n（Cl）＝mol×2＝mol，n（N）＝n（NH3）＝L·mol－1)×2＝mol，则m（H）＝g－27g·mol－1×mol－g·mol－1×mol－14g·mol－1×mol＝g，故n（H）＝g,1g·mol－1)＝mol，N、H、Al、Cl的原子个数比为mol∶mol∶mol∶mol＝1∶3∶1∶3，故X的化学式为AlCl3NH3。（2）gAlCl3NH3的物质的量为mol，加入含molHCl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AlO2-＋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－=AlCl4答案：（1）Al、ClAlCl3NH3（2）AlO2-＋CO2＋2H2O=Al（OH）3↓＋（3）AlCl3＋Cl－=AlCl4-或AlCl3＋NH3=AlCl3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＋O2eq\o(,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))2SO3、SO3＋H2O=H2SO4、H2SO4＋H2S=S＋SO2＋2H2O，A不符合；N2＋O2eq\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＋O2eq\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＋5O2eq\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