专题07物质的转化

专题07物质的转化【核心考点梳理】考点一、多种物质分别转化，判断一步能否实现例1．给定条件下，下列选项中所示的物质间转化均能一步实现的是()A．粗硅Cl2高温SiCl4HCl2高温H2高温B．Mg(OH)2盐酸MgCl2(aq)电解Mg盐酸电解C．Fe2O3盐酸FeCl3(aq)蒸发无水FeCl3盐酸蒸发D．AgNO3(aq)NH3·H2O[Ag(NH3)NH3·H2O蔗糖△【答案】A【解析】Si＋2Cl2SiCl4↑，SiCl4＋2H2Si＋4HCl，故A正确；工业上制备Mg，是电解熔融状态下的MgCl2，故B错误；FeCl3是强酸弱碱盐，直接加热蒸发最终得到的是Fe2O3，故C错误；蔗糖是非还原性糖，不能与银氨溶液反应，故D错误，答案选A。知识连接:对于判断物质转化能否一步实现要结合元素与化合物知识注意总结归纳：常见的不能一步转化的物质；特殊物质的制备与检验的条件；注意一些有机物之间的转化与检验。1.常见不能一步转化如下常见错误举例原因分析N2→NO2N2与O2反应一步只能转化为NOS→SO3S与O2反应一步只能转化为SO2SiO2→H2SiO3SiO2与H2O不反应，先碱反应转化硅酸盐（Na2SiO3）再与酸反应，但H2SiO3可以受热分解生成SiO2NaOH→Na2ONaOH不同于Al(OH)3，受热难分解CuO→Cu(OH)2金属氧化物往往难于水反应生成氢氧化物（碱金属除外）C2H5OH→CH2ClCH2Cl要先发生消去反应形成碳碳双键，然后再与卤素单质加成2、CuCl2、AlCl3、FeCl3等水解产生挥发性酸的盐不可通过直接加热蒸干得到其晶体，而要在HCl（抑制水解）氛围中干燥脱水。（1）检验淀粉水解产物葡萄糖→调节溶液呈碱性→滴加新制Cu(OH)2悬浊液（或银氨溶液）→产生砖红色沉淀；（2）检验卤代烃的卤元素→水解或者消去→HNO3酸化调节溶液呈酸性→滴加AgNO3→产生沉淀。考点二、多种物质相互反应，判断反应能否发生例2．下列各组物质中，不满足组内任意两种物质在一定条件下均能发生反应的是()物质组别甲乙丙AAlHClNaOHBNH3O2HNO3CSiO2NaOHHFDSO2Ca(OH)2NaHCO3【答案】B【解析】B中O2与HNO3不能发生反应，故答案选B知识连接：对于判断多种物质间反应能否发生要注意总结归纳：常见既能与酸反应又可与碱反应的物质；随反应条件如温度、浓度等改变而产物不同的物质；随反应条件如温度、浓度等改变而反应不能发生的物质，另外还有一些特殊物质的性质如SiO2、Mg等。1.Al、Al2O3、Al(OH)3、NaHCO3、NH4HCO3（酸式铵盐）(NH4)2CO3、(NH4)2SO3既能与酸反应又可与碱反应；2.Mg能与N2、O2、Cl2、CO2等气体反应；NH3与O2生成NO；过量或少量的Fe与Cl2反应只生成FeCl3与量无关；Fe与H2O(g)高温加热、与O2点燃都生成Fe3O4；SiO2与HCl、H2O不反应，只与唯一的酸HF反应，属于酸性氧化物。3.MnO2只与浓盐酸反应，与稀盐酸不反应；Cu与浓硫酸加热反应，与稀硫酸不反应；Al(OH)3与强碱反应，与弱碱NH3·H2O不反应；SO2与Ba(OH)2反应生成BaSO3而与BaCl2不反应；N2和O2在高温高压（闪电）条件下反应，而常温下不反应；Na与O2常温生成Na2O，点燃则生成Na2O2。考点三、依据同一背景知识，多角度设问例3．海水开发利用的部分过程如图所示。下列说法错误的是（）向苦卤中通入Cl2是为了提取溴B．粗盐可采用除杂和重结晶等过程提纯C．工业生产中常选用NaOH作为沉淀剂D．富集溴一般先用空气和水蒸气吹出单质溴，再用SO2将其还原吸收【答案】C【解析】向苦卤中通入Cl2发生：Cl2+2Br=Br2+2Cl提取溴，A正确；粗盐中的Ca2+、Mg2+等可采用沉淀法除去，所得氯化钠溶液可采用重结晶等过程提纯，B正确；工业生产常选用来源更广泛、价格更便宜的石灰乳作为沉淀剂，用NaOH不经济，C错误；具有还原性的SO2与吹出单质溴发生：2H2O+SO2+Br2=2HBr+H2SO4从而富集溴，D正确，答案选C。知识连接：以海水、海洋资源的开发利用为背景，涉及海水中提溴、制镁、海带提碘、粗盐提纯、原料的选取等知识点的考查。这类试题以同一背景知识，多个角度设问，可考查物质的工业生产及实验室制备、实验原理与操作、物质的相互转化等相关元素与化合物知识；对知识点从了解、理解、掌握和分析到综合运用进行了全面考查。1.活泼金属的制取是熔融电解其化合物而不是其溶液，如电解熔融NaCl制Na而非NaCl溶液；电解熔融MgCl2制Mg而非MgO（熔点很高）；电解熔融Al2O3制Al而非AlCl3（共价化合物）；2.Mg(OH)2、Cu(OH)2、Al(OH)3、Fe(OH)3等氢氧化物可通过加热制取其金属氧化物，而NaOH、KOH、Ba(OH)2、Fe(OH)2则不可以；3.注意工业制法与实验室制法的不同：如Cl2工业制法是电解饱和NaCl溶液，实验室制法是MnO2与浓盐酸；NH3工业制法是N2和H2高温高压催化剂（合成氨），实验室制法是NH4Cl与Ca(OH)2加热；制取漂白粉是Cl2与石灰乳而不是澄清石灰水（含量低，工业生产要考虑产率与成本）；候氏制碱法先制得是NaHCO3然后再受热分解得纯碱Na2CO3。考点四、依据同一转化关系，多假设判断Z的水溶液X+YZ电解溶于水Z的水溶液X+YZ电解溶于水点燃A．X可能是金属铜B．Y不可能是氢气C．Z可能是氯化钠D．Z可能是三氧化硫【答案】A【解析】若X是Cu，Y是Cl2，Cu在Cl2中燃烧产生的Z是CuCl2，电解CuCl2溶液生成Cu和Cl2，符合上述物质转化关系，A正确；若X是Cl2，Y是H2，H2在Cl2中燃烧产生的Z是HCl，电解HCl的水溶液，生成H2和Cl2，符合上述物质转化关系，B错误；若Z是NaCl，则X、Y分别是Na和Cl2中的一种；电解NaCl水溶液产生H2、Cl2、NaOH，不能生成Na，C错误；若Z是SO3，而X、Y分别是O2和SO2中的一种，SO3溶于水产生H2SO4，电解硫酸溶液，实质是电解水，产生H2和O2，D错误，答案选A。知识连接：对于依据同一转化关系，多假设判断是否成立，首先要熟练掌握常见元素与化合物的相互转化，特别注意对一些物质可以发生相互转化、交叉转化、连续氧化等反应进行总结归纳。1.常见的连续反应：（1）当X是氧化剂时，符合上述连续反应的如下当X是Cl2时：PCl2PCl3Cl2PCl5，I一Cl2I2ClCl2Cl2Cl2Cl2当X是H2O时：CH2OCOHH2OH2O当X是O2时如下：ABCCCOCO2N2(NH3)NONO2S(H2S)SO2SO3RCH2OHRCHORCOOHNaNa2ONa2O2（2）当X是还原剂时，符合上述连续反应的如下当X是C时：O2CCO2CCOCC当X是Fe时：Cl2FeFeCl3FeFeCl2FeFe（3）当X是酸或酸性气体时，符合上述连续反应的如下：CO32（SO32）H+HCO3（HSO3）H+CO2（SOH+H+AlO2H+Al(OH)3H+H+H+Ca(OH)2CO2CaCO3CO2Ca(HCO3CO2CO2（4）当X是碱或碱性气体时，符合上述连续反应的如下：Al3+OHAl(OH)3OHAlO2，Ag+NH3AgOHNH3Ag(NH3)2OHOHNH3NH32.常见的相互转化：COO2CCO2Na2CO3CO2(H2O)△NaHCO3FeCl3O2CCO2(H2O)△FeCl2RCHOH2O2RCH2OHAlO2H+OHAl(OH)3NO2HH2O2H+OHH2O△3.常见的交叉转化：FeCl3Al2O3NOCH2=CH2SiF4FeAlN2C2H2SiO2FeCl2NaAlO2NH3CH3CH3Na2SiO3【点对点真题回顾】1.（2023·江苏卷）氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是A.实验室探究稀硝酸与铜反应的气态产物：B.工业制硝酸过程中的物质转化：C.汽车尾气催化转化器中发生的主要反应：D.实验室制备少量的原理：【答案】B【解析】【详解】A．Cu与稀硝酸的反应产物之一为NO，NO与氧气发生反应生成NO2，A正确；B．氮气与氧气在高温条件下生成NO，但NO无法与水发生化学反应，B错误；C．汽车尾气催化转化器主要将污染气体NO、CO转化为无污染的气体，故该反应方程式为，C正确；D．实验室利用熟石灰和氯化铵制备少量，化学方程式为，D正确。故选B。2.（2021·江苏卷）在指定条件下，下列选项所示的物质间转化能实现的是A.NO(g)HNO3(aq)B.稀HNO3(aq)NO2(g)CNO(g)N2(g)D.NO(aq)N2(g)【答案】C【解析】【详解】A．NO不溶于水也不与水反应，A错误；B．稀HNO3与Cu反应得到硝酸铜、水和NO，得不到NO2，B错误；C．NO有氧化性，CO有还原性，在高温、催化剂条件下二者可发生氧化还原反应转化为无毒的N2和CO2，C正确；D．O3有强氧化性，不能作还原剂将硝酸根离子还原，D错误；答案选C。3.（2020·江苏卷）下列选项所示的物质间转化均能实现的是A.(aq)(g)漂白粉(s)B.(aq)(s)(s)C.(aq)(aq)(aq)D.(s)(aq)(s)【答案】C【详解】A．石灰水中Ca(OH)2浓度太小，一般用氯气和石灰乳反应制取漂白粉，故A错误；B．碳酸的酸性弱于盐酸，所以二氧化碳与氯化钠溶液不反应，故B错误；C．氧化性Cl2＞Br2＞I2，所以氯气可以氧化NaBr得到溴单质，溴单质可以氧化碘化钠得到碘单质，故C正确；D．电解氯化镁溶液无法得到镁单质，阳极氯离子放电生成氯气，阴极水电离出的氢离子放电产生氢气，同时产生大量氢氧根，与镁离子产生沉淀，故D错误。4.（2019·江苏卷）在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是A.NaCl(aq)Cl2(g)FeCl2(s)B.MgCl2(aq)Mg(OH)2(s)MgO(s)C.S(s)SO3(g)H2SO4(aq)D.N2(g)NH3(g)Na2CO3(s)【答案】B【分析】A.电解条件时应看清电解水溶液还是电解熔融态物质，Cl2具有强氧化性；B.根据“强碱制弱碱”原理制备氢氧化镁；C.注意生成二氧化硫与三氧化硫的条件；D.氨气、二氧化碳和氯化钠反应制备碳酸氢钠是利用碳酸氢钠的溶解度低；【详解】A.氯气的氧化性强，与铁单质反应直接生成氯化铁，故A错误；B.氯化镁与石灰乳发生复分解反应生成氢氧化镁，氢氧化镁高温煅烧生成氧化镁和水，故B正确；C.硫单质在空气中燃烧只能生成SO2，SO2在与氧气在催化剂条件下生成SO3，故C错误；D.氨气与二氧化碳和氯化钠溶液反应生成碳酸氢钠，碳酸氢钠受热分解可生成碳酸钠，故D错误。【点睛】本题考查元素及其化合物之间的相互转化和反应条件，解题的关键是熟悉常见物质的化学性质和转化条件。5.（2018·江苏卷）在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是A.B.C.D.【答案】A【详解】A项，NaHCO3受热分解成Na2CO3、CO2和H2O，Na2CO3与饱和石灰水反应生成CaCO3和NaOH，两步反应均能实现；B项，Al与NaOH溶液反应生成NaAlO2和H2，NaAlO2与过量盐酸反应生成NaCl、AlCl3和H2O，第二步反应不能实现；C项，AgNO3中加入氨水可获得银氨溶液，蔗糖中不含醛基，蔗糖不能发生银镜反应，第二步反应不能实现；D项，Al与Fe2O3高温发生铝热反应生成Al2O3和Fe，Fe与HCl反应生成FeCl2和H2，第二步反应不能实现；物质间转化均能实现的是A项，答案选A。点睛：本题考查元素及其化合物之间的相互转化和反应条件，解题的关键是熟悉常见物质的化学性质和转化的条件。注意量的多少对生成物的影响，如NaAlO2与少量HCl反应生成NaCl和Al（OH）3，NaAlO2与过量HCl反应生成NaCl、AlCl3和H2O。【点对点模拟仿真】1．（2023·江苏·高三统考专题练习）下列制备物质的转化关系不合理的是A．制：B．制：C．制NaOH：海水NaCl溶液NaOHD．制Mg：海水溶液【答案】D【解析】A．氮气和氢气生成NH3，氨和空气的混合气通入灼热的铂铑合金网，在合金网的催化下，氨被氧化成一氧化氮。生成的一氧化氮利用反应后残余的氧气继续氧化为二氧化氮，随后将二氧化氮通入水中制取硝酸，转化关系合理，故A不符合题意；B．S通过和氧气生成SO2，SO2在催化剂条件下生成SO3，SO3通入水中得到，转化关系合理，故B不符合题意；C．海水提纯可获得NaCl溶液，电解NaCl溶液可制备NaOH，转化关系合理，故C不符合题意；D．电解饱和氯化镁溶液，在阳极处产生氯气，阴极处产生氢气和氢氧化镁，因此不能用这种方法获得镁，转化关系不合理，故D符合题意；故答案选D。2．（2023·江苏·高三统考专题练习）下表各组物质中，可以实现XYZ(每步只发生一个反应)所示转化的是选项XYZMAFeFeOFe2O3O2BCCOCO2O2CCO2Na2CO3NaHCO3NaOHD[Al(OH)4]Al(OH)3Al3+CO2A．A B．B C．C D．D【答案】B【解析】A．铁不能和氧气反应生成氧化亚铁，A错误；B．C和O2反应生成CO，CO再跟O2反应生成CO2，都可以实现，B正确；C．碳酸钠不能和氢氧化钠反应，C错误；D．氢氧化铝不能跟CO2反应，D错误；故选B。3．（2023·江苏·高三统考专题练习）下列变化，能通过加盐酸一步反应实现的是①AgNO3→HNO3②Fe2O3→FeCl2③Cu→CuCl2④Cu(OH)2→CuCl2⑤Fe→FeCl3A．①② B．②④ C．①④ D．③⑤【答案】C【解析】略4．（2023·江苏·高三统考专题练习）下列物质的转化在给定条件下能实现的是A．AlCl3(aq)无水AlCl3AlB．CuOCu(OH)2Cu2OC．NH4ClNH3NOD．HClOCl2Ca(ClO)2【答案】C【解析】A．电解熔融的氧化铝得到铝，不能电解无水AlCl3，故A不符合题意；B．CuO和水不反应，故B不符合题意；C．NH4Cl和氢氧化钙固体加热得到氨气，氨气催化氧化得到一氧化氮和水，故C符合题意；D．HClO光照得到盐酸和氧气，故D不符合题意。综上所述，答案为C。5．（2023·江苏盐城·统考三模）在指定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是A．B．C．D．【答案】D【解析】A．电解NaCl溶液生成NaOH、氢气、Cl2，Cl2和石灰乳反应得到漂白粉，故A不符合题意，B．CuO不和水反应，故B不符合题意；C．Fe2O3和Al高温下反应生成Fe，Fe和Cl2反应生成FeCl3，故C不符合题意；D．Cu和浓硝酸反应生成NO2，NO2和Ca(OH)2溶液反应生成Ca(NO3)2和NO，故D符合题意；故选D。6．（2023·江苏徐州·统考三模）在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是A．B．C．D．【答案】D【解析】A．溶液中先通氨气再通二氧化碳气体可生成碳酸氢钠晶体，而氯化钠溶液中只通入二氧化碳不反应，故A不符合题意；B．浓硫酸与亚硫酸钠反应生成二氧化硫气体，二氧化硫与氯化钡溶液不反应，故B不符合题意；C．氨气催化氧化生成NO，NO与氢氧化钠不能直接反应，故C不符合题意；D．淀粉水解生成葡萄糖，葡萄糖在酒化酶作用下可生成乙醇，故D符合题意；故选：D。7．（2023·江苏南通·统考三模）硫循环在生态系统的诸多领域具有重要意义。在指定条件下，下列选项所示的物质间转化能实现的是A．工业制酸： B．火山喷发：C．尾气吸收： D．酸雨侵蚀：【答案】B【解析】A．FeS2只能转化为SO2，SO2与O2催化剂高温条件下转化为SO3，A项不能直接转化；B．H2S经燃烧转化为SO2，B项可实现转化；C．Na2CO3+SO2=Na2SO3+CO2，C项不能转化；D．H2SO4与Fe反应产生FeSO4和H2，D项不能转化；故选B。8．（2023·江苏·高三统考专题练习）氯及其化合物应用广泛。氯的单质Cl2可由MnO2与浓盐酸共热得到，Cl2能氧化Br，可从海水中提取Br2；氯的氧化物ClO2可用于自来水消毒，ClO2是一种黄绿色气体，易溶于水，与碱反应会生成ClO与ClO，在稀硫酸和NaClO3的混合溶液中通入SO2气体可制得ClO2；漂白液和漂白粉的有效成分是次氯酸盐，可作棉、麻的漂白剂。下列含氯物质的转化正确的是A．漂白粉HClO(aq)Cl2(g)B．MgCl2(aq)无水MgCl2MgC．NaCl(aq)Cl2(g)FeC13D．NaCl(aq)NaHCO3(aq)Na2CO3(s)【答案】C【解析】A．H2CO3酸性强于HClO，CO2通入漂白粉中可制备HClO。但HClO见光分解为HCl和O2，A项错误；B．MgCl2加热易水解产生Mg(OH)2，获得无水MgCl2需要在HCl氛围中加热。MgCl2熔融电解得到Mg，B项错误；C．NaCl溶液电解阳极Cl放电得到Cl2，铁在Cl2中燃烧生成FeCl3，C项正确；D．氯化钠溶液不能和二氧化碳反应，且NaHCO3固体受热分解可得到Na2CO3，而不是溶液分解，D项错误；故选C。9．（2023·江苏·高三统考专题练习）铁的单质及许多化合物均具有重要用途。可用作净水剂，在水中不稳定，会生成胶体，碱性条件下KClO氧化性大于。下列有关铁及其化合物的相关转化，在指定条件下能实现的是A． B．C． D．【答案】D【解析】A．铁与水蒸气在高温条件下发生反应会生成四氧化三铁，不是氧化铁，A错误；B．高铁酸钾在水中不稳定，生成氢氧化铁胶体被还原，根据氧化还原反应价态规律可知得不到氢气，B错误；C．氯化铁溶液在加热条件下水解平衡正向移动，蒸干会得到氢氧化铁，灼烧得到的是氧化铁，氧化铁难溶于水，不能与水反应，C错误；D．铁与氯气加热可生成氯化铁，氯化铁在水溶液中加入铜会发生氧化还原反应生成氯化亚铁和氯化铜，均能实现相互转化，D正确；故选D。10．（2023春·江苏南通·高三海安高级中学校考阶段练习）硫及其化合物在生产、生活和科学研究中有着广泛的作用。对燃煤烟气脱硫能有效减少对大气的污染并实现资源化利用。方法1：用氨水将先转化为，再氧化为；方法2：用生物质热解气(主要成分为CO、、)将在高温下还原为单质硫；方法3：用溶液吸收生成，再加热吸收液，使之重新生成亚硫酸钠；方法4：用溶液吸收烟气中，使用惰性电极电解吸收后的溶液，在阴极被还原为硫单质。可以用溶液除去气体，生成黑色CuS沉淀。在给定条件下，下列物质间所示的转化可以实现的是A． B．C． D．【答案】D【解析】A．硝酸具有强氧化性，会将CaS中硫元素氧化，则硝酸与CaS反应得不到H2S，A不符合题意；B．由题意可知H2S+CuSO4=CuS+H2SO4，则CuS与硫酸不反应，B不符合题意；C．SO2与H2O反应生成H2SO3，不能得到H2SO4，C不符合题意；D．浓硫酸具有强氧化性，可将铜氧化生成CuSO4，自身被还原为SO2，D符合题意；故选D。11．（2023秋·江苏盐城·高三校联考期末）炼钢厂排放的烟气中主要含SO2、NO、N2等。臭氧(O3)具有强氧化性，可用于烟气的脱硫脱硝，其空间构型与SO2相同。向含NO的模拟烟气中通入足量O3，发生的反应为2NO(g)＋3O3(g)=N2O5(g)＋3O2(g)

ΔH<0，生成的N2O5再用NH3还原为N2；向含SO2的模拟烟气中通入一定量NH3、O3，一段时间后检测到有(NH4)2SO4和少量(NH4)2SO3生成。在给定条件下，下列物质间的转化可以实现的是A．NO2(g)HNO3(aq) B．(NH4)2SO3(aq)NH4HSO4(aq)C．NO(g)N2(g) D．SO2(g)BaSO3(s)【答案】A【解析】A．已知3NO2+H2O=2HNO3+NO，故NO2(g)HNO3(aq)转化可以实现，A符合题意；B．(NH4)2SO3+H2O+SO2=2NH4HSO3，故(NH4)2SO3(aq)NH4HSO4(aq)转化不能实现，B不合题意；C．O3具有强氧化性，故NO(g)N2(g)转化不能实现，C不合题意；D．由于HCl的酸性比H2SO3强，故SO2与BaCl2溶液不反应，即SO2(g)BaSO3(s)转化不能实现，D不合题意；故答案为：A。12．（2023秋·江苏泰州·高三姜堰中学校联考阶段练习）在给定条件下，下列所示物质间的转化均能实现的是A．FeCl3(aq)FeFe3O4B．Ca(ClO)2(aq)HClO(aq)Cl2(aq)C．NaCl(aq)NaHCO3(s)Na2CO3(s)D．CH3CH2OHCH3CHO【答案】C【解析】A．氯化铁溶液与铜反应生成氯化亚铁和氯化铜，不能生成铁，则物质间的