觉醒3 物质的价态二维图与转化关系-2025版世纪金榜二轮化学收官专项辅导与训练

觉醒3物质的价态二维图与转化关系一、钠元素的价类图部分转化化学(或离子)方程式如下:2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O22Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑OH-+CO2===HCO2CH3CH2OH+2Na→2CH3CH2ONa+H2↑二、铝元素的价类图部分转化化学(或离子)方程式如下:2Al+2OH-+2H2O===2AlO2-+3H2Al+Fe2O3Al2O3+2FeAl2O3+2OH-===2AlO2-+HAl3++4OH-===AlO2-+2HAlO2-+2H2O+CO2===Al(OH)3↓+HCO3三、铁元素的价类图与转化关系1.价类图部分转化化学(或离子)方程式如下:Fe+2Fe3+===3Fe2+2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O2Fe3++SO2+2H2O===2Fe2++SO424Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)32.转化关系以废铁屑制备硫酸铁铵的流程如下:发生的物质变化:Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑、2FeSO4+H2SO4+H2O2===Fe2(SO4)3+2H2O、Fe2(SO4)3+(NH4)2SO4===2NH4Fe(SO4)2四、铜元素的价类图与转化关系部分转化化学(或离子)方程式如下:CuO+2H+===Cu2++H2OCu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+4CuO2Cu2O+O2↑2Cu+O2+CO2+H2O===Cu2(OH)2CO3五、氯元素的价类图部分转化化学(或离子)方程式如下:Cl2+2OH-===ClO-+Cl-+H2O2Ca(OH)2+2Cl2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2OCa(ClO)2+CO2+H2O===CaCO3↓+2HClO4H++2Cl-+MnO2Mn2++Cl2↑+2H2OSO2+Cl2+2H2O===SO42-+2Cl六、硅元素的价类图部分转化化学(或离子)方程式如下:SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2OSiO2+4HF===SiF4↑+2H2OSiO2+2CSi+2CO↑Na2SiO3+CO2+H2O===H2SiO3↓+Na2CO3七、氮元素的价类图与转化关系1.价类图部分转化化学(或离子)方程式如下:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O3Cu+2NO3-+8H+3Cu2++2NO↑+4H2O(稀硝酸4NH3+5O24NO+6H2O2.转化关系雷雨发庄稼发生的物质变化:N2+O22NO、2NO+O2===2NO2、3NO2+H2O===2HNO3+NO、雷雨中的HNO3与土壤的矿物质结合生成硝酸盐。八、硫元素的价类图与转化关系1.价类图部分转化化学(或离子)方程式如下:2Cu+SCu2S2H2S+SO23S↓+2H2OSO2+Br2+2H2OH2SO4+2HBrC+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2OCu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O2.转化关系硫酸型酸雨形成的物质变化:(1)SO2+H2OH2SO32H2SO3+O22H2SO4;(2)2SO2+O22SO3、SO3+H2OH2SO4。九、镁元素的价类图及转化关系1.价类图2.部分转化化学(或离子)方程式如下:3Mg+N2Mg3N22Mg+CO22MgO+CMgCl2(熔融)Mg+Cl2↑Mg(OH)2+2H+Mg2++2H2O十、重要的化工生产1.矿产资源开发(1)铝的冶炼Al2O3+2OH-===2AlO2-+HAl3++4OH-===AlO2-+2HAlO2-+2H2O+CO2===Al(OH)32Al(OH)3Al2O3+3H2O2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑(2)工业制备高纯硅SiO2+2CSi+2CO↑粗硅提纯:Si+3HClSiHCl3+H2SiHCl+H2Si+3HCl2.海水资源利用(1)粗盐提纯Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓SO42-+Ba2+===CO32-+Ca2+===CO32-+Ba2+===(2)海水提镁CaCO3CaO+CO2↑(CaCO3来源于贝壳)CaO+H2O===Ca(OH)2(制石灰乳)MgCl2+Ca(OH)2===Mg(OH)2↓+CaCl2Mg(OH)2+2HCl===2H2O+MgCl2MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑(3)海水提溴①Cl2+2Br-===Br2+2Cl-③SO2+Br2+2H2O===4H++SO42④Cl2+2Br-===Br2+2Cl-(4)海带中提碘(5)氯碱工业2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑2NaOH+Cl2===NaCl+NaClO+H2OH2+Cl22HCl3.化工产品制备(1)合成氨及氮肥的生产CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)H2O(g)+CO(g)CO2(g)+H2(g)N2+3H22NH32NH3+CO2===CO(NH2)2+H2O(2)工业制备硝酸4NH3+5O24NO+6H2O2NO+O2===2NO23NO2+H2O===NO+2HNO3(3)工业制备硫酸4FeS2+11O22Fe2O3+8SO22SO2+O22SO3SO3+H2O===H2SO4(4)侯式制碱法NaCl+NH3+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O对点训练1.(双选)(2024·潍坊模拟)含氯元素物质的“价类”二维图如图所示。下列说法正确的是 ()A.相同质量的乙比甲的消毒效率高B.乙的净水原理与明矾不同C.可用pH试纸分别测定等浓度的丙和丁溶液的pH来比较其酸性强弱D.必须外加还原剂才能实现戊→己的转化【解析】选A、B。根据“价类”二维图可知,甲为Cl2,乙为ClO2,丙为HClO,丁为HClO4,戊为KClO3,己为KCl。A.作消毒剂时,乙为ClO2,氯元素的化合价由+4价变为-1价,即67.5g转移5mol电子,甲为Cl2,作消毒剂时,氯元素的化合价由0价变为-1价,即71g转移2mol电子,则相同质量的ClO2转移的电子更多,所以ClO2的消毒效率比Cl2的高,故A正确;乙为ClO2,具有强氧化性,溶于水后可以杀菌消毒,明矾水解后产生氢氧化铝胶体,具有吸附性,用于净水,乙的净水原理与明矾不同,故B正确;HClO具有漂白性,不可用pH试纸分别测定等浓度的丙和丁溶液的pH来比较其酸性强弱,故C错误;戊为KClO3,己为KCl,KClO3可在MnO2作催化剂的条件下加热发生分解生成KCl,不一定需要外加还原剂才能实现,故D错误。2.(双选)在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能一步实现的是 ()A.NaCl(aq)NaHCO3Na2CO3B.SiO2Na2SiO3H2SiO3C.NH3NO2HNO3D.NaNa2O2Na2CO3【解析】选B、D。由于碳酸的酸性比盐酸弱,所以向NaCl溶液中通入CO2气体不能制取NaHCO3,A错误;SiO2是酸性氧化物,能够与NaOH溶液发生反应生成Na2SiO3,由于硅酸的酸性比碳酸弱,所以向Na2SiO3溶液中通入CO2气体发生反应生成H2SiO3沉淀,B符合题意;NH3催化氧化生成NO,不能生成NO2,C错误;Na与O2在点燃时反应生成Na2O2,Na2O2与CO2反应生成Na2CO3、O2,D符合题意。3.(2024·深圳二模)自然界中氮的循环意义重大。其中,部分含氮物质的转化关系呈现在氮及其化合物的“价-类”二维图中。下列说法不正确的是 ()A.a→b的转化是工业制硝酸的基础B.既属于g又属于f的盐可用作氮肥C.汽车中的三元催化器可促进尾气中的b、c向a转化D.实验室中,常用f与强碱反应产生e来检验f中阳离子的存在【解析】选A。部分含氮物质的转化关系呈现在氮及其化合物的“价-类”二维图中,a为N2,b为NO,c为NO2,d为HNO3,e为NH3,f为铵盐,g为硝酸盐。A.a→b的转化是氮气变化为NO,不是工业制硝酸的基础,A错误;B.既属于硝酸盐又属于铵盐的盐为NH4NO3,可用作氮肥,故B正确;C.b为NO,c为NO2,汽车中的三元催化器可促进尾气中的b、c和CO反应,向a转化,C正确;D.实验室中,常用铵盐与强碱反应产生氨气来检验铵盐中阳离子(铵根离子)的存在,D正确。4.(双选)(2024·海口三模)铵明矾[NH4Al(SO4)2·12H2O]广泛用作中和剂、膨松剂和水净化剂等。工业上以铝土矿(主要成分是Al2O3,含少量SiO2、Fe2O3杂质)为原料制取铵明矾晶体的工艺流程如下:下列说法正确的是 ()A.将流程中加入过量盐酸和加入过量NaOH溶液的顺序互换,不影响产品的制备B.该工艺需要控制好NH3的用量C.若经步骤Ⅱ得到的溶液与滤液c混合,则溶液中发生相互促进的水解反应D.相同条件下,用明矾除去铜器上铜锈[Cu2(OH)2CO3]的效果不如铵明矾【解析】选B、D。铝土矿主要成分是Al2O3和少量SiO2、Fe2O3杂质,加入过量的盐酸,得到氯化铝、氯化铁溶液,SiO2和盐酸不反应,过滤出SiO2,在溶液中加入过量氢氧化钠溶液,氯化铁转化为氢氧化铁沉淀,氯化铝转化为四羟基合铝酸钠,过滤出氢氧化铁,滤液中通入过量二氧化碳气体,生成氢氧化铝沉淀,氢氧化铝分解得到氧化铝,用硫酸溶解氧化铝得到硫酸铝溶液,通入氨气,得到硫酸铝铵溶液,加热浓缩,冷却结晶,析出铵明矾晶体。加入过量盐酸的目的是将Al2O3转化为AlCl3,加入过量NaOH溶液的目的是将Fe2O3转化为Fe(OH)3沉淀,若将加入过量盐酸和加入过量NaOH溶液的顺序互换,则Al2O3转化为Al(OH)3沉淀,Fe2O3转化为Fe(OH)3沉淀,无法分离,故A项错误;该工艺中第Ⅳ步分解为氧化铝,与足量稀硫酸反应生成硫酸铝,通入氨气,与硫酸反应生成