專項提能訓練(二)非金屬及其化合物在化工流程中的轉(zhuǎn)化和無機推斷1.下列物質(zhì)轉(zhuǎn)化中,兩種物質(zhì)之間經(jīng)過一步反應能實現(xiàn)的是()A.SiO2粗硅 SiCl4高純硅B.NH3 NONO2硝酸C.海水 Mg(OH)2 MgCl2溶液 MgD.Fe3O4Fe2(SO4)3溶液FeSO4FeSO47H2O答案BA項,二氧化硅與CO不反應,應該與碳在高溫下反應,錯誤;B項,氨氣催化氧化生成一氧化氮,一氧化氮繼續(xù)被氧化生成二氧化氮,二氧化氮與水反應生成硝酸,正確;C項,電解氯化鎂溶液得到氫氧化鎂,應該電解熔融的氯化鎂,錯誤;D項,四氧化三鐵與稀硫酸反應生成硫酸鐵和硫酸亞鐵,不只得到硫酸鐵,錯誤。2.下表各組物質(zhì)中,物質(zhì)之間不可能實現(xiàn)XYZ轉(zhuǎn)化的是()選項XYZMAFe(s)FeCl2FeCl3Cl2BNaOH(aq)Na2CO3NaHCO3CO2CNH3(g)NONO2O2DS(s)SO2SO3O2答案AA項,Fe與氯氣反應不能生成FeCl2,不符合圖中轉(zhuǎn)化關系。3.甲、乙、丙、丁、戊五種物質(zhì)中,甲、乙、丙中均含有某種相同的元素,它們之間具有如圖所示轉(zhuǎn)化關系(反應條件及部分產(chǎn)物已略去)。下列有關物質(zhì)的推斷不正確的是()選項假設結論A甲為Al(OH)3丁可能是鹽酸B甲為Na2CO3溶液戊可能是CO2C甲為Fe丁可能是鹽酸D甲為N2戊可能是O2答案CAl(OH)3為兩性氫氧化物,可與酸、堿反應生成Al3+、AlO2-,AlO2-和Al3+在溶液中可發(fā)生反應生成Al(OH)3,A正確;若甲為Na2CO3溶液,可與CO2反應生成NaHCO3,與Ca(OH)2反應可生成NaOH,NaHCO3與NaOH反應可生成Na2CO3,B正確;若甲為Fe,丁為鹽酸,則乙為FeCl2,丙可能為氯化鐵或氧化鐵等,但它們與FeCl2均不能反應生成Fe,C錯誤;若甲為N2,戊是O2,則丙為NO,乙可為NH3,NO和NH3在一定條件下反應可生成N2,D正確。4.(2018湖南長沙高三期末)無機物X、Y、Z、M的相互轉(zhuǎn)化關系如圖所示(部分反應條件、部分反應中的H,O已略去)。X、Y、Z均含有同一種元素。下列說法正確的是()A.若X是氫氧化鈉,則M不一定為CO2B.若Y具有兩性,則M的溶液只可能顯堿性C.若Z是導致酸雨的主要氣體,則X一定是H2SD.若M是用途最廣的金屬,加熱蒸干Y的溶液一定能得到Y答案AA項,若X是氫氧化鈉,則M不一定為CO2,M為能形成多元酸的酸性氧化物,如SO2等,正確;B項, 若Y具有兩性,則M的溶液可能顯堿性,也可能顯酸性,錯誤;C項,若Z是導致酸雨的主要氣體,則X也可以是Na2SO3,Y為 NaHSO3 ,Z為SO2,M為HCl,錯誤;D項,若M是用途最廣的金屬,Y為亞鐵鹽,加熱蒸干Y的溶液Fe2+水解或氧化不一定能得到Y,錯誤。5.(2018安徽皖南八校第三次聯(lián)考)四種短周期元素X、Y、Z、W原子序數(shù)依次增大,其中Y是構成物質(zhì)種類最多的一種元素。m、n、p均為由這些元素組成的二元化合物,甲、乙、丙是其中三種元素對應的單質(zhì),m的自述是“誕生在閃電的弧光中,強大的能量造就了我”。n能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍。上述物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關系如圖所示(反應條件已略去)。下列說法正確的是()A.常溫常壓下,X與Y組成的化合物一定為氣體B.X、Z、W三種元素不能組成離子化合物C.原子半徑:X<W<Y<ZD.圖示轉(zhuǎn)化關系中涉及的反應均為氧化還原反應答案D由框圖和m的自述,推知m為NO,由n能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍可知n為NH3,丙為N2,甲為O2,乙為H2;由Y是構成物質(zhì)種類最多的一種元素知Y為C,由短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序數(shù)依次增大知X為H、Z為N、W為O。常溫常壓下,X與Y組成的化合物為烴,可以為氣體、液體、固體,故A錯誤;X、Z、W三種元素組成的化合物NH4NO3屬于離子化合物,故B錯誤;原子半徑:C>N>O>H,故C錯誤;圖示轉(zhuǎn)化關系中涉及的三個反應均為氧化還原反應,故D正確。6.甲、乙、丙、丁四種物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關系如圖所示。下列說法中正確的是()A.若甲、丁為單質(zhì),則該反應一定是置換反應B.若丙為氣體,則甲、乙中一定有單質(zhì)C.若丙為沉淀,則甲、乙中一定有一種物質(zhì)是堿D.若丁為水,則該反應一定是復分解反應答案A一氧化碳和一氧化氮可反應生成氮氣和二氧化碳,B錯誤;生成沉淀的反應較多,如碳酸鈉和氯化鈣在溶液中反應生成碳酸鈣沉淀,C錯誤;二氧化碳和氫氧化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和水的反應不屬于復分解反應,D錯誤。7.如圖是一些常見元素的單質(zhì)或化合物之間的轉(zhuǎn)化關系。溶液中的水以及部分反應物或生成物未標出。A、E是空氣中的兩種主要成分,C是由兩種元素組成的新型材料,并且C的原子數(shù)、最外層電子數(shù)之和與SiC相同,J是一種能引起溫室效應的氣體,K是兩性化合物。反應用于工業(yè)中生產(chǎn)H?；卮鹣铝袉栴}:(1)A的電子式為,G的化學式為。(2)寫出D和H反應的化學方程式:。(3)寫出反應的離子方程式:。(4)B和SiC的納米級復合粉末是新一代大規(guī)模集成電路理想的散熱材料。反應是科學家研究開發(fā)制備該納米級復合粉末的最新途徑。已知B由Si及另外兩種元素組成,且Si與另外兩種元素原子的物質(zhì)的量之比均為14,寫出反應的化學方程式:。答案(1)NNNO(2)C+4HNO3(濃)CO2+4NO2+2H2O(3)CO2+2AlO2-+3H2O2Al(OH)3+CO32-或CO2+AlO2-+2H2OAl(OH)3+HCO3-(4)Al4SiC4+2N24AlN+SiC+3C解析由A、E為空氣中的兩種主要成分可推知二者分別為O2、N2中的一種,由框圖中E的連續(xù)反應可初步判斷E為O2,A為N2;J為溫室氣體,故J為CO2,結合E為O2可逆推D可能為碳單質(zhì),K為兩性化合物,結合反應及CO2參與該反應,除生成K外還生成常見的鈉鹽,可初步判斷K為Al(OH)3,故I為NaAlO2,因此C為Al的化合物,而C的原子數(shù)、最外層電子數(shù)之和與SiC均相同,故可初步判斷C為AlN,以此順推可知F為NH3,G、H分別為NO、HNO3,符合題中轉(zhuǎn)化關系。(1)N2分子結構中含有氮氮三鍵,故其電子式為NN;G的化學式為NO。(2)紅熱的木炭在濃硝酸中反應生成二氧化碳、二氧化氮及水。(3)反應中CO2與NaAlO2反應生成Al(OH)3沉淀和Na2CO3或NaHCO3。(4)由AlN、C及SiC三種物質(zhì)逆推可知B中含有Al、C、Si三種元素,根據(jù)題中元素原子的比例關系可知B為Al4SiC4,因此反應的化學方程式為Al4SiC4+2N2 4AlN+SiC+3C。8.溴化鋰是一種高效的水汽吸收劑,其一種綠色工業(yè)合成工藝如下(部分操作和條件已略去)。已知:碳酸鋰微溶于水,其水溶液顯堿性。(1)Br2的電子式是。(2)合成過程中發(fā)生的反應如下,請寫出反應的化學方程式,并將補充完整。.Br2 +H2O HBr+HBrO;.;.3LiBrO+CO(NH2)2 3LiBr+。尿素(3)LiBrO3是生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)物。用化學方程式表示生成該副產(chǎn)物的原因:。為了提高原料的利用率,減少副產(chǎn)物的生成,必須調(diào)控體系的pH在35之間,通過合理的加料方法來實現(xiàn):將碳酸鋰粉末溶解于冷的溴水中至飽和,并一次性加入尿素,然后,直到尿素完全轉(zhuǎn)化。常用硫脲除去LiBrO3,反應的化學方程式是4LiBrO3 +3CS(NH2)2(硫脲)+3H2O 4LiBr +3CO(NH2)2+3H2SO4。選用硫脲除雜的優(yōu)點是;缺點是引入新雜質(zhì)且溶液酸性增強,為解決該問題需要加入的試劑是。答案(1)BrBr(2)Li2CO3+2HBr 2LiBr+H2O+CO2CO2+N2+2H2O(3)3Br2+3Li2CO3 LiBrO3+5LiBr+3CO2少量多次交替加入Br2和Li2CO3可將LiBrO3轉(zhuǎn)化為LiBr,并得到可以循環(huán)使用的CO(NH2)2BaCO3解析(1)Br2的電子式是BrBr。(2)由合成工藝中原料及制備產(chǎn)物LiBr可推反應是Li2CO3+2HBr 2LiBr+H2O+CO2;由得失電子守恒、原子守恒可將反應補充完整。(3)副產(chǎn)物LiBrO3的生成是因為發(fā)生反應:3Br2+3Li2CO3 LiBrO3+5LiBr+3CO2。加料時需少量多次交替加入Br2和Li2CO3。由反應方程式可知選用硫脲除雜可將LiBrO3轉(zhuǎn)化為LiBr,且可得到能循環(huán)使用的CO(NH2)2;但會引入新雜質(zhì)H2SO4,可加入BaCO3除去。9.已知1 L某待測液中除含有0.2 molL-1的Na+外,還可能含有下列離子中的一種或幾種:陽離子K+、NH4+、Mg2+、Ba2+、Fe3+陰離子Cl-、Br-、CO32-、HCO3-、SO42-現(xiàn)進行如下實驗操作(每次實驗所加試劑均過量):(1)由氣體B可確定待測液中含有的離子是。(2)由白色沉淀D和白色沉淀E可以判斷待測液中一定含有的離子是,據(jù)此可以確定待測液中一定不存在的離子是。(3)由白色沉淀B可確定待測液中含有的離子是。(4)某同學讀圖后,認為待測液中一定不含溴離子,他判斷的依據(jù)是。(5)綜合分析,待測液中K+的最小濃度為。答案(1)NH4+(2)CO32-、SO42-Mg2+、Ba2+、Fe3+(3)HCO3-(4)向溶液B中通入氯氣,溶液呈淺黃綠色(或向溶液B中滴加硝酸酸化的硝酸銀溶液,出現(xiàn)白色沉淀)(5)0.1 molL-1解析待測液與BaCl2溶液反應生成沉淀A,沉淀A與稀硝酸反應生成白色沉淀D和無色氣體D,無色氣體D與澄清石灰水反應生成白色沉淀E,則待測液中一定含有SO42-和CO32-,結合離子共存的條件可知待測液中一定不存在Mg2+、Ba2+、Fe3+;濾液A與NaOH溶液反應生成的氣體B為NH3,同時還生成了白色沉淀B,則待測液中一定含有NH4+、HCO3-;根據(jù)向溶液B中通入氯氣,溶液呈淺黃綠色和向溶液B中滴加硝酸酸化的硝酸銀溶液,出現(xiàn)白色沉淀可知,待測液中一定不存在Br-,由于實驗過程中加入了BaCl2溶液,因此由白色沉淀C無法確定待測液中是否含有Cl-。結合題中數(shù)據(jù)可知待測液中n(NH4+)=0.1 mol,n(HCO3-)=n(BaCO3)沉淀B=19.7g197gmol-1=0.1 mol,n(CO32-)=n(CaCO3)沉淀E=10.0g100gmol-1=0.1 mol,n(SO42-)=n(BaSO4)沉淀D=11.65g233gmol-1=0.05 mol,n(Na+)+n(NH4+)=0.2 mol+0.1 mol=0.3 mol,2n(CO32-)+2n(SO42-)+n(HCO3-)=0.4 mol,根據(jù)電荷守恒知待測液中一定含有K+。若待測液中不含Cl-,則n(K+)=0.1 mol;若待測液中含有Cl-,則n(K+)>0.1 mol,所以c(K+)0.1 molL-1。10.一些常見的單質(zhì)、化合物有如圖所示的轉(zhuǎn)化關系(有些反應的條件和部分物質(zhì)已略去)。已知在常溫常壓下,F為紅棕色氣體;L為白色不溶于水的固體,它既能與鹽酸反應又能與氫氧化鈉溶液反應;K為紅褐色難溶物,A、H為生活中常見的兩種金屬;D為非金屬氣態(tài)單質(zhì)?；卮鹣铝袉栴}:(1)B物質(zhì)的化學式:,D的名稱:。(2)寫出J+HI的離子方程式:。(3)FG的反應中,氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為,寫出該反應的化學方程式:。(4)銅與G的濃溶液反應過程中可能發(fā)生反應的離子方程式為。(5)M放置在空氣中顏色的變化為,寫出其發(fā)生變化的化學方程式:。(6)H的最高價氧化物可與A發(fā)生反應,其反應的化學方程式為。(7)寫出檢驗I溶液中陽離子的實驗方法:。B、C、L均是含有同一種元素的化合物,用離子方程式寫出以B為主要原料制備L的可行方法:。答案(1)AlCl3氮氣(2)2Fe3+Fe 3Fe2+(3)123NO2+H2O 2HNO3+NO(4)Cu+4H+2NO3- Cu2+2NO2+2H2O、3Cu+8H+2NO3- 3Cu2+2NO+4H2O(5)白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G色,最終變?yōu)榧t褐色4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3(6)Fe2O3+2Al 2Fe+Al2O3 (7)取少量I溶液于試管中,加入少量鐵氰化鉀溶液,若出現(xiàn)藍色沉淀,證明有Fe2+(或取少量I溶液于試管中,先加入KSCN溶液無現(xiàn)象,再加入氯水,溶液變?yōu)檠t色,則證明有Fe2+)Al3+3NH3H2O Al(OH)3+3NH4+解析常溫常壓下,F為紅棕色氣體,則F為NO2;非金屬氣態(tài)單質(zhì)D與氧氣反應得到E、E與氧氣反應得到F,可推知D為N2,E為NO;F與水反應生成的G為HNO3,金屬H與硝酸反應生成J,J與H反應生成I,而I能與硝酸反應生成J,則H為變價金屬,故H為Fe,J為Fe(NO3)3,I為Fe(NO3)2,M為Fe(OH)2;L為白色不溶于水的固體,它既能與鹽酸反應又能與氫氧化鈉溶液反應,L為兩性物質(zhì),含有Al元素,由轉(zhuǎn)化關系可知金屬A為Al,則B為AlCl3,C為NaAlO2,偏鋁酸鈉與硝酸鐵發(fā)生互相促進的水解反應得到L與K,L為Al(OH)3,K為Fe(OH)3。