第6章　专项突破2　常见无机物的转化关系及应用

常见无机物的转化关系及应用1.直线型转化ABC(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CO2NaOHNa2CO3NaHCO3(3)X为强酸，如盐酸Na[Al(OH)4]Al(OH)3AlCl3Na2CO3NaHCO3CO2(4)X为强碱，如NaOHAlCl3Al(OH)3Na[Al(OH)4]2.交叉型转化3.三角型转化1.(2025·江苏常州模拟)非金属及其化合物的转化具有重要应用，下列说法正确的是()A.漂白粉溶于水与CO2反应：Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClOB.实验室制备少量Cl2：MnO2+4H++4Cl-MnCl2+Cl2↑+2H2OC.工业制硝酸过程中的物质转化：NH3NOHNO3D.工业制硫酸过程中的物质转化：SSO3H2SO4答案A解析漂白粉溶于水与二氧化碳发生的反应为漂白粉的有效成分次氯酸钙在溶液中与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和次氯酸，故A正确；实验室制备氯气的反应为二氧化锰与浓盐酸共热反应生成氯化锰、氯气和水，反应的离子方程式为MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O，故B错误；催化剂作用下氨气与氧气共热发生催化氧化反应生成一氧化氮，但一氧化氮不溶于水，不能与水反应生成硝酸，故C错误；硫在氧气中燃烧只能生成二氧化硫，不能生成三氧化硫，故D错误。2.(2025·云南大理模拟)在给定条件下，下列制备过程涉及的物质转化均可实现的是()A.HCl制备：饱和NaCl溶液H2和Cl2HClB.工业制镁：海水Mg(OH)2MgOMgC.制纯碱：NaCl溶液NaHCO3Na2CO3D.漂白粉制备：HCl(aq)Cl2(g)Ca(ClO)2答案A解析电解饱和NaCl溶液的化学方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑，氢气和氯气点燃发生反应：H2+Cl22HCl，该转化均可实现，A符合题意；工业上从海水中提取镁，是向海水中加入石灰乳[Ca(OH)2]得到Mg(OH)2沉淀，而不是NaOH，并且MgO熔点很高，工业上是电解熔融MgCl2制取Mg，而不是电解MgO，B不符合题意；向NaCl溶液中通入CO2，不符合强酸制弱酸的原理，不会发生反应生成NaHCO3，工业上是向饱和NaCl溶液中先通入NH3，再通入CO2制取NaHCO3，C不符合题意；实验室用浓盐酸和MnO2在加热条件下制取Cl2，D不符合题意。3.(2025·河北沧州模拟)在给定条件下，下列制备过程涉及的物质间转化均可实现的是()A.SO2CaSO3CaSO4B.金属Mg的制备：Mg(OH)2MgCl2溶液MgC.FeS2Fe2O3Fe(OH)3D.CuSO4(aq)Cu(OH)2悬浊液Cu2O答案D解析电解氯化镁溶液不能得到金属镁，电解熔融氯化镁得到金属镁，B错误；氧化铁和水不反应，C错误；硫酸铜和氢氧化钠反应生成氢氧化铜悬浊液，随后在加热条件下和葡萄糖反应生成氧化亚铜，D正确。4.(2025·安徽安庆模拟)下列选项中的物质不能按图示关系实现一步转化的是()XYZANaNaOHNaClBAl2O3Na[Al(OH)4]Al(OH)3CSiSiO2H2SiO3DN2NONO2答案C解析Na与H2O反应生成NaOH和H2，NaOH与HCl反应生成NaCl，电解熔融NaCl生成Na，电解饱和NaCl溶液生成NaOH，A不符合题意；Al2O3与NaOH溶液反应生成NaAl(OH)4，NaAlOH4溶液与CO2反应生成Al(OH)3，Al(OH)3加热生成Al2O3，Al(OH)3与NaOH溶液反应生成NaAl(OH)4，B不符合题意；Si与O2加热反应生成SiO2，SiO2不能一步反应生成H2SiO3，C符合题意；N2与O2在高温或放电条件下生成NO，NO与O2反应生成NO2，NO2与NH3在催化剂、加热条件下生成N2，NO2与H25.(2025·安徽池州模拟)含有离子液体组成元素的下列物质，不能按图示路径一步转化得到的是()选项甲乙丙AAlAl2O3Al(OH)3BNONO2HNO3CCO2NaHCO3Na2CO3DSO2H2SO3H2SO4答案A解析Al2O3不能直接生成Al(OH)3，选A。6.(2026·合肥部分学校开学考试)甲、乙、丙、丁四种物质在一定条件下有如图所示的转化关系。下列判断正确的是()A.若图中均为非氧化还原反应，当丁为一元强碱时，甲可能是Na[Al(OH)4]B.若图中均为非氧化还原反应，当丁为一元强酸时，甲可能是NH3C.若图中均为氧化还原反应，当丁为金属单质时，丙可能是FeCl3D.若图中均为氧化还原反应，当丁为非金属单质时，丙可能是CO2答案D解析若甲是Na[Al(OH)4]，丁为一元强碱，即NaOH，而Na[Al(OH)4]与NaOH不反应，不符合转化关系，A错误；当丁为一元强酸时，若甲是NH3，则丁为HNO3，乙为NH4NO3，而NH4NO3与HNO3不反应，不符合转化关系，B错误；当丁为金属单质时，甲为Cl2，与Fe反应直接生成FeCl3，不符合转化关系，C错误；当丁为非金属单质时，甲可为C，乙为CO，丁为O2，CO和O2反应生成CO2，丙为CO2，符合转化关系，D正确。7.(2025·河南鹤壁、安阳、焦作、濮阳四市联考模拟)甲是由短周期元素构成的一种常见有色气体单质，乙为强碱且焰色呈黄色，丙的摩尔质量大于戊，它们有如图所示的转化关系(部分条件和产物省略)。下列叙述正确的是()A.反应条件a为“加热”B.甲可用排饱和食盐水法收集C.用pH试纸可测定丙溶液的pHD.在水中加入丁、丙都能促进水电离答案B解析分析可知，甲为Cl2，乙为NaOH，丙为NaClO，丁为H2O，戊为NaCl。氯化钠和水在电解的条件下可以生成氢氧化钠，所以反应条件a为“电解”，A错误；氯气可用排饱和食盐水法收集，B正确；丙溶液为次氯酸钠溶液，具有漂白性，不可用pH试纸测定丙溶液的pH，C错误；在水中加入次氯酸钠能促进水电离，加入水不能促进水电离，D错误。8.(2025·宁夏模拟)中学阶段某些常见物质在一定条件下的转化关系如图所示(部分产物已略去)。下列说法错误的是()A.若X是单质，甲中含有硫元素，则甲、乙、丙中硫元素的化合价可能依次升高B.若X是单质，甲中含有氮元素，则甲、丙可能都是非电解质C.若甲、乙、丙的焰色都为黄色，则乙可能是碳酸钠D.若X是Fe，则甲一定是单质答案D解析若X是单质，甲中含有硫元素，则转化关系可能为H2SSSO2，H2S和SO2反应生成S，甲、乙、丙中硫元素的化合价依次升高，A项正确；若X是单质，甲中含有氮元素，则转化关系可能为NH3N2NO，NH3和NO反应生成N2，NH3、NO都是非电解质，B项正确；若甲、乙、丙的焰色都为黄色，则转化关系可能为NaOHNa2CO3NaHCO3，NaOH和NaHCO3反应生成Na2CO3，则乙是碳酸钠，C项正确；若X是Fe，则甲不一定是单质，如HNO3Fe(NO3)3Fe(NO3)2，HNO3和Fe(NO3)2反应生成Fe(NO3)3，也符合题意，D项错误。9.(2025·陕西商洛模拟)甲、乙、丙、丁、戊、己为短周期元素组成的常见物质，其中甲、乙、丙、戊在常温下均为气体，甲和丁为原子总数不大于4的10e-分子，乙为单质。它们之间的转化关系如图。下列说法正确的是()A.甲易溶于水，溶液显碱性B.丙与乙反应时无明显现象C.气体戊可通过排水法收集D.戊与丁生成己的反应为化合反应答案A解析结合转化关系分析可知，甲为NH3，乙为O2，丁为H2O，丙为NO，戊为NO2，己为HNO3。甲为NH3，易溶于水，形成的一水合氨溶液显碱性，故A正确；丙与乙反应时生成红棕色气体二氧化氮，有明显现象，故B错误；气体戊为NO2，二氧化氮和水反应，不能通过排水法收集，故C错误；戊与丁生成己的反应为3NO2+H2O=2HNO3+NO，不是化合反应，故D错误。10.(2025·河南南阳模拟)下列物质在一定条件下的转化关系如图所示。E、G、Q、R均为气体，其中R为红棕色。下列说法正确的是()A.E、G、Q、R、T所含同种元素的化合价依次升高B.E的水溶液能导电，所以E是电解质C.Q和E可用排水法收集D.铜与不同浓度的T溶液反应均可生成Q答案A解析由图可知，E、G、Q、R、T均含氮元素，故E为NH3、G为N2、Q为NO、R为NO2、T为HNO3，所含同种元素的化合价依次升高，A符合题意；NH3是非电解质，B不符合题意；NH3极易溶于水，不能用排水法集气，C不符合题意；铜和浓硝酸反应的还原产物是二氧化氮，铜和稀硝酸反应的还原产物是一氧化氮，D不符合题意。11.(2025·江苏常州模拟)CuCl难溶于水和乙醇，在潮湿空气中易被氧化。以碱性蚀刻废液中的[CuNH34]Cl2为原料制备CuCl的部分流程如图。下列说法正确的是A.[Cu(NH3)4]Cl2溶于水所得溶液中c(NH3)∶c(Cl-)=2∶1B.“酸溶”时不用稀硝酸的主要原因是硝酸易挥发C.“还原”后溶液的pH增大D.“洗涤”时先用水再用乙醇会降低产品的纯度答案D解析配合物[CuNH34]Cl2中四氨合铜离子为内界、氯离子为外界，配合物在溶液中电离出四氨合铜离子和氯离子，不能电离出氨分子，故A错误；“酸溶”时不用稀硝酸的主要原因是稀硝酸具有强氧化性，会将亚硫酸根离子氧化为硫酸根离子，导致亚硫酸根离子无法将溶液中的铜离子还原为氯化亚铜沉淀，故B错误；“还原”发生的反应为2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O=2CuCl↓+SO42-+2H+，反应生成氢离子，溶液pH减小，故C12.(2025·辽宁抚顺模拟)以食盐等为原料制备六水合高氯酸铜[CuClO42·6H2下列说法正确的是()A.“电解Ⅰ”时的阳极材料可用不锈钢材质B.“歧化反应”的产物之一为NaClO4C.“操作a”是过滤D.“反应Ⅱ”的离子方程式为Cu2(OH)2CO3+4HClO4=2Cu2++4ClO4-+CO2↑答案C解析电解NaCl溶液时阳极应选择惰性电极，A错误；经过“电解Ⅱ”获得NaClO4，则“歧化反应”的产物之一为NaClO3，该反应的化学方程式为3Cl2+3Na2CO3=5NaCl+NaClO3+3CO2，B错误；从溶液中获得NaCl晶体，应选择过滤操作，即“操作a”为过滤，C正确；“反应Ⅱ”是Cu2(OH)2CO3溶于HClO4(强酸)生成H2O、CO2和Cu(ClO4)2，离子方程式为Cu2(OH)2CO3+4H+=2Cu2++CO2↑+3H2O，D错误。13.(2025·济南模拟)从炼钢粉尘(主要含Fe2O3、Fe3O4和ZnO)中提取Zn的流程如图：已知：“盐浸”时ZnO转化为ZnN下列说法正确的是()A.“盐浸”主要离子反应：ZnO+4NH3·H2O=ZnNH34B.“滤渣”的主要成分为Fe(OH)3C.“沉锌”的离子反应：Zn(NH3)42++4H2O+S2-=ZnS↓D.“滤液”可直接循环利用答案C解析“盐浸”过程ZnO和NH3、NH4Cl溶液反应转化为ZnNH342+，主要离子反应：ZnO+2NH3+2NH4+=[Zn(NH3)4]2++H2O，A错误；根据题干可知，Fe2O3、Fe3O4只有少量溶解，所以滤渣中除FeOH3，还有Fe2O3和Fe3O4，B错误；“沉锌”过程中ZnNH342+和S2-反应生成ZnS和NH3·H2O，离子方程式为ZnNH342++4H2O+S2-=ZnS↓+4NH3·H2O，C正确；“沉锌”后得到的滤液主要成分为NH4Cl14.(2025·四川雅安模拟)从锂离子电池正极材料LiCoO2(含少量金属Cu)中提取Li和Co，得到的Co(OH)2和Li2CO3在空气中煅烧，可实现LiCoO2的再生。一种现行回收工艺的流程如图所示。已知：KspCo(OH)2=6×10-15mol3·L-3，KspCu(OH)2=2×10-20mol3·L-3A.“浸取”反应中，正极材料成分为还原剂B.“浸取”时LiCoO2转化为Li2SO4和CoSO4C.“滤液2”中Cu2+的浓度比Co2+的浓度大D.LiCoO2再生：2Co(OH)2+Li2CO32LiCoO2+CO↑+2H2O答案B解析“浸取”时，加入H2O2，H2O2作还原剂，将LiCoO2中Co元素由+3价还原为+2价，所以正极材料成分是氧化剂，A错误；“沉铜”“沉钴”时加入NaOH，Ksp[Cu(OH)2]=2×10-20mol3·L-3，Ksp[Co(OH)2]=6×10-15mol3·L-3，Cu(OH)2的溶度积远小于Co(OH)2，在相同条件下Cu2+更易沉淀，所以“滤液2”中Cu2+的浓度比Co2+的浓度小，C错误；Co(OH)2和Li2CO3在空气中煅烧生成LiCoO2，Co元素化合价升高，空气中氧气作氧化剂参与反应，反应的化学方程式应为4Co(OH)2+2Li2CO3+O24LiCoO2+2CO2+4H2O，D错误。15.某V2O5失活催化剂是重要的含钒二次资源。从酸浸处理之后的浸出液中提取钒的一种工艺流程如图。下列说法错误的是()已知：HA(有机酸性萃取剂)对金属阳离子萃取能力的顺序：