高考化学专题复习高无机综合推断的综合题附详细答案.docx
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高考化学专题复习高无机综合推断的综合题附详细答案
2020-2021高考化学专题复习高无机综合推断的综合题附详细答案
一、无机综合推断
1.现有常见金属单质A、B、C和常见气体甲、乙、丙及物质D、E、F、G、H,它们之间能发生如下反应(图中有些反应的产物和反应的条件没有全部标出)。
请根据以上信息回答下列问题:
(1)ABC三种金属的还原性强弱由强到弱的顺序是:
______________;(用具体化学式表示)
(2)写出反应③的离子方程式:
__________________________。
(3)实验室制取乙气体时,先将气体生成物通过_____以除去________________。
(4)向烧杯中装有的物质F中加入物质D,可以看到的现象是:
_________,物质F同价态阳离子的碳酸盐在隔绝空气时加强热,可以得到红色固体,对应的化学方程式是:
___;
【答案】Na>Al>Fe2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑饱和食盐水HCl(氯化氢)先有白色沉淀生成,,然后立刻变成灰绿色,最后变成红褐色2FeCO3
Fe2O3+CO↑+CO2↑
【解析】
【分析】
由金属A焰色反应为黄色可知A为金属Na,由反应①可知,D为NaOH,气体甲为H2;氢氧化钠与金属B反应生成氢气,则B为金属Al;黄绿色气体乙为Cl2,与氢气反应生成丙为HCl,HCl溶于水得物质E为盐酸;氢氧化钠与物质G反应生成红褐色沉淀是Fe(OH)3,故物质G中含有Fe3+,由转化关系可知C为Fe金属,物质F为FeCl2,物质G为FeCl3。
【详解】
(1)A为金属Na,B为金属Al,C为Fe金属,由金属活动顺序表可知,三种金属的还原性强弱由强到弱的顺序是Na>Al>Fe,故答案为:
Na>Al>Fe;
(2)反应③为铝单质与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气,反应的离子方程式为2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑,故答案为:
2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑;
(3)实验室用浓盐酸与二氧化锰共热反应制取氯气,浓盐酸受热易挥发,制得的氯气中混有氯化氢和水蒸气,先将气体生成物通过盛有饱和食盐水的洗气瓶,可以除去极易溶于水的氯化氢气体,故答案为:
饱和食盐水;HCl(氯化氢);
(4)向装有为FeCl2溶液中加入NaOH溶液,NaOH溶液与FeCl2溶液反应生成白色的氢氧化亚铁沉淀和氯化钠,氢氧化亚铁沉淀不稳定被空气中的氧气氧化为氢氧化铁,白色沉淀立刻变成灰绿色,最后变成红褐色;物质F同价态阳离子的碳酸盐为FeCO3,在隔绝空气时加强热,得到红色固体为Fe2O3,化学方程式为2FeCO3
Fe2O3+CO↑+CO2↑,
故答案为:
先有白色沉淀生成,,然后立刻变成灰绿色,最后变成红褐色;2FeCO3
Fe2O3+CO↑+CO2↑。
【点睛】
本题考查物质推断与性质,注意特殊的颜色与特殊反应是推断的突破口,掌握元素化合物的性质是解题的关键。
2.已知A、B、C、D是元素周期表中的四种短周期元素,A分别与B、C、D结合生成三种化合物:
甲、乙、丙。
甲、乙、丙三种化合物的分子中含有相同数目的电子;丙与甲、乙均能发生化学反应,且甲、丙为无色有不同刺激性气味的物质,化合物丁与C的某种单质在常温下反应可生成红棕色气体;B、C、D三种元素的单质与甲、乙、丁三种化合物之间存在如图所示的转化关系(反应条件已略去):
(1)D在元素周期表中的位置为________________。
(2)B、C、D的原子半径的大小关系为________(用元素符号表示)。
(3)丁与C的单质在常温下反应的化学方程式为______________。
(4)甲、乙、丙分子中的电子数均为________,实验室如何检验丙_______。
(5)C的单质+丙→乙+丁的化学方程式为_______________。
【答案】第2周期ⅤA族N>O>F2NO+O2===2NO210能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色5O2+4NH3
6H2O+4NO
【解析】
【分析】
本题有几个重要的突破口:
①甲、乙、丙三种化合物的分子中含有相同数目的电子;②丙为无色有不同刺激性气味的物质;③化合物丁与C的某种单质在常温下反应可生成红棕色气体,说明丁为NO,C的某种单质可能为O2。
【详解】
A、B、C、D是元素周期表中的四种短周期元素,A分别与B、C、D结合生成三种化合物:
甲、乙、丙。
化合物丁与C的某种单质在常温下反应可生成红棕色气体,则丁为NO、C为O元素;丙与甲、乙均能发生化学反应,且甲、丙为无色有不同刺激性气味的物质,由图中信息可知,丙与O元素的单质反应生成NO,也可以由O的单质与D的单质化合而得,则丙为NH3、D为N元素,乙为H2O;甲、乙、丙三种化合物的分子中含有相同数目的电子,则其都有10个电子,结合图中信息,B的单质可以与H2O反应生成甲和O元素的单质,故甲为HF、B为F元素。
综上所述,A、B、C、D分别是H、F、O、N,甲、乙、丙、丁分别为HF、H2O、NH3、NO。
(1)D为N元素,其在元素周期表中的位置为第2周期ⅤA族。
(2)B、C、D的原子都是第2周期的元素,其原子半径随原子序数的增大而减小,故其大小关系为N>O>F。
(3)丁与C的单质在常温下反应的化学方程式为2NO+O2===2NO2。
(4)甲、乙、丙分子中的电子数均为10,实验室检验丙(NH3)的方法是用湿润的红色石蕊试纸,因为其能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色。
(5)C的单质+丙→乙+丁的化学方程式为5O2+4NH3
6H2O+4NO。
【点睛】
推断题的解题方法最关键的是找好突破口,要求能根据物质的特征性质、特征反应、特殊的反应条件以及特殊的结构,找出一定的范围,大胆假设,小心求证,通常都能快速求解。
3.在一定条件下可实现下图所示物质之间的转化:
请填写下列空白:
(1)孔雀石的主要成分是CuCO3·Cu(OH)2(碱式碳酸铜),受热易分解,图中的F是______(填化学式)。
(2)写出明矾溶液与过量NaOH溶液反应的离子方程式:
。
(3)写出B电解生成E和D的反应方程式:
。
(4)图中所得G和D都为固体,混合后在高温下可发生反应,写出该反应的化学方程式,该反应消耗了2molG,则转移的电子数是。
【答案】(每空2分,共10分)
(1)CO2
(2)Al3++4OH-=AlO2-+2H2O
(3)2Al2O3
4Al+3O2↑(4)2Al+3CuO
3Cu+Al2O34NA(或2.408х1024)
【解析】
试题分析:
(1)明矾与过量的氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸盐。
孔雀石的主要成分是CuCO3·Cu(OH)2(碱式碳酸铜),受热易分解,生成氧化铜、CO2和水。
CO2能与A反应,则F是CO2。
(2)明矾溶液与过量NaOH溶液反应的离子方程式为Al3++4OH-=AlO2-+2H2O。
(3)CO2能与偏铝酸盐反应生成氢氧化铝沉淀,氢氧化铝分解生成氧化铝和水,电解氧化铝生成氧气和铝,则B电解生成E和D的反应方程式为2Al2O3
4Al+3O2↑。
(4)图中所得G和D都为固体,分别是是氧化铜和铝,混合后在高温下可发生铝热反应,该反应的化学方程式为2Al+3CuO
3Cu+Al2O3。
反应中铜的化合价从+2价降低到0价,因此若该反应消耗了2mol氧化铜,则转移的电子数是4NA。
考点:
考查无机框图题推断
4.已知A、B、C、D原子序数依次递增的短周期主族元素,常温常压下AB2是一种红棕色气体,B与C同主族,则:
(1)C元素在周期表中的位置____________。
(2)画出D元素的简单离子结构示意图_______________________。
(3)将CB2与D2以体积比1:
1混合后通入品红溶液中,品红溶液不褪色,请用一个化学方程式来解释:
_________________________________。
(4)AB2与水反应的化学方程式为___________,在一定温度和压强下,将一个容积为15mL的试管充满AB2后,倒置于一个盛水的水槽中,当试管液面上升至一定高度不再变化时,相同条件下再通入O2,若要使试管液面仍保持在原高度,则应通入的O2为___________mL。
(5)甲、乙、丙均为含A元素的化合物,丁为单质,甲、乙、丙、丁四种物质有如下转化关系(反应条件及部分产物已略去)
①若丁为一种常见的非金属单质,甲为氢化物,乙为氧化物,则一个乙分子所含有的电子数目___________。
②若丁为一种常见的金属单质,常温下丁在甲的浓溶液中能反应但很快停止,则丙的化学式___________。
【答案】第三周期ⅥA族
SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl3NO2+H2O=2HNO3+NO8.7515Fe(NO3)2
【解析】
【分析】
由常温常压下AB2是一种红棕色气体可知,A为N元素、B为O元素;由B与C同主族可知,C为S元素;由A、B、C、D是原子序数依次递增的短周期主族元素可知,D为Cl元素。
【详解】
(1)C为S元素,位于周期表第三周期ⅥA族,故答案为第三周期ⅥA族;
(2)D为Cl元素,Cl原子得到一个电子形成Cl—,离子结构示意图为
,故答案为
;
(3)SO2与Cl2以体积比1:
1反应生成硫酸和盐酸,反应的化学方程式为SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl,故答案为SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl;
(4)NO2与水反应生成硝酸和一氧化氮,反应的化学方程式为3NO2+H2O=2HNO3+NO;在一定温度和压强下,将一个容积为15mL的试管充满NO2后,倒置于一个盛水的水槽中,当试管液面上升至一定高度不再变化时,试管中NO体积为
=5mL,相同条件下通入O2,NO先与O2发生反应4NO+3O2+2H2O=4HNO3使试管中无气体溶液全充满,此时通入O2的体积为
=3.75mL,再通入5mLO2使试管液面仍保持在原高度,则通入O2的体积为(5mL+3.75mL)=8.75mL,故答案为3NO2+H2O=2HNO3+NO;8.75;
(5)由题意甲、乙、丙均为含N元素的化合物。
①若丁为一种常见的非金属单质,甲为氢化物,乙为氧化物,则甲为NH3、丁为O2、乙为NO、丙为NO2,1个NO分子含有15个电子,故答案为15;
②若丁为一种常见的金属单质,常温下丁在甲的浓溶液中能反应但很快停止,则丁为Fe、甲为浓HNO3、乙为Fe(NO3)3、丙为Fe(NO3)2,故答案为Fe(NO3)2。
【点睛】
本题考查结构性质位置关系应用,依据题给信息推断元素,注意常见元素及其化合物的性质是解题的关键。
5.氢能源是一种重要的清洁能源。
现有两种可产生H2的化合物甲和乙。
将6.00g甲加热至完全分解,只得到一种短周期元素的金属单质和6.72LH2(已折算成标准状况),甲与水反应也能产生H2,同时还产生一种白色沉淀物,该白色沉淀可溶于NaOH溶液。
化合物乙在催化剂存在下可分解得到H2和另一种单质气体丙,丙在标准状态下的密度为1.25g/L。
请回答下列问题:
(1)甲的化学式是__________;乙的电子式是__________。
(2)甲与水反应的化学方程式是__________。
(3)气体丙与金属镁反应的产物是__________(用化学式表示)。
(4)乙在加热条件下与CuO反应可生成Cu和气体丙,写出该反应的化学方程式__________。
有人提出产物Cu中可能还含有Cu2O,请设计实验方案验证之__________(已知Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O)。
【答案】AlH3
AlH3+3H2O=Al(OH)3↓+3H2↑Mg3N22NH3+3CuO
3Cu+N2+3H2O将固体溶于稀硫酸中,如果溶液变蓝,说明产物中含有Cu2O,反之则无Cu2O
【解析】
【分析】
将6.00g甲加热至完全分解,只得到一种短周期元素的金属单质和6.72L的H2(已折算成标准状况),甲与水反应也能产生H2,同时还产生一种白色沉淀物,该白色沉淀可溶于NaOH溶液,因此白色沉淀是Al(OH)3,则金属单质是铝,因此甲是AlH3。
化合物乙在催化剂存在下可分解得到H2和另一种单质气体丙,丙在标准状况下的密度为1.25g·L-1,则丙的相对分子质量是1.25×22.4=28,因此丙是氮气,则乙是氨气NH3,据此解答。
【详解】
(1)根据以上分析可知甲的化学式是AlH3。
乙是氨气,含有共价键的共价化合物,电子式为
;
(2)甲与水反应生成氢气和氢氧化铝,反应的化学方程式是AlH3+3H2O=Al(OH)3↓+3H2↑。
(3)氮气与金属镁反应的产物是Mg3N2。
(4)氨气在加热条件下与CuO反应可生成Cu和氮气,根据原子守恒可知该反应的化学方程式为2NH3+3CuO
3Cu+N2+3H2O。
铜与稀硫酸不反应,则根据Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O可知,要检验产物Cu中可能还混有Cu2O可以将固体溶于稀硫酸中,如果溶液变蓝,说明产物中含有Cu2O,反之则无Cu2O。
6.固体化合物X由3种元素组成。
某学习小组进行了如下实验:
请回答:
(1)由现象1得出化合物X含有________元素(填元素符号)。
(2)固体混合物Y的成分________(填化学式)。
(3)X的化学式________。
X与浓盐酸反应产生黄绿色气体,固体完全溶解,得到蓝色溶液,该反应的化学方程式是________。
【答案】OCu和NaOHNaCuO22NaCuO2+8HCl
2NaCl+2CuCl2+Cl2↑+4H2O
【解析】
【分析】
固体混合物Y溶于水,得到固体单质为紫红色,说明是Cu,产生碱性溶液,焰色反应呈黄色说明含有钠元素,与盐酸HCl中和,说明为NaOH(易算出为0.02mol),混合气体能使CuSO4变蓝,说明有水蒸汽。
【详解】
(1)CuSO4由白色变为蓝色,说明有水生成,根据元素守恒分析,必定含有O元素。
(2)现象2获得紫色单质,说明Y含有Cu,现象3焰色反应为黄色说明有Na元素,与HCl发生中和反应说明有NaOH,故答案填Cu和NaOH。
(3)NaOH为0.02mol,易算出m(Na)=0.02×23g=0.46g,m(O)=m-m(Na)-m(Cu)=2.38-0.46-1.28=0.46g,N(Na):
N(Cu):
N(O)=
=1:
1:
2,故化学式为NaCuO2,X与浓盐酸反应,根据反应现象,产物有Cl2,和CuCl2蓝色溶液,因而化学方程式为2NaCuO2+8HCl
2NaCl+2CuCl2+Cl2↑+4H2O
7.A、B、C、X均为中学常见的物质,它们之间有如下转化关系(反应条件及副产物已略去)。
(1)若A和X均为单质,B为可使品红溶液褪色的气体,则反应②的化学方程式为____。
(2)若A、B、C为含钠元素的化合物,X为无色无味气体,则反应②的化学方程式为______。
(3)若A为稀硝酸,B溶液和硫氰酸钾溶液反应后溶液显红色,则反应②的离子方程式为_____。
若向C的溶液中加入氢氧化钠溶液产生白色沉淀,在空气中迅速变成_____,最后变成_______,白色沉淀发生上述变化的原因______(用化学方程式表示)。
56gX与足量的稀硝酸发生反应,被还原的HNO3为__________g。
【答案】
灰绿色红褐色
63
【解析】
【分析】
(1)若A和X均为单质,B为可使品红溶液褪色的气体,B一定是SO2,A是硫,C是三氧化硫,X是氧气,该反应是可逆反应;
(2)若A、B、C为含钠元素的化合物,X为无色无味气体,A连续与X反应,A可能是氧化钠,可能是过氧化钠,故B一定是碳酸钠,C一定是碳酸氢钠;(3)若A为稀硝酸,B溶液和硫氰根离子反应后溶液显红色,B一定是硝酸铁,X为铁,B继续与铁反应,发生价态归中反应,C是硝酸亚铁。
【详解】
(1)若A和X均为单质,B为可使品红溶液褪色的气体,B一定是SO2,A是硫,C是三氧化硫,X是氧气,则反应②的化学方程式为:
;
故答案为:
;
(2)若A、B、C为含钠元素的化合物,X为无色无味气体,A连续与X反应,A可能是氧化钠,可能是过氧化钠,故B一定是碳酸钠,C一定是碳酸氢钠,故反应②的化学方程式为:
;
故答案为:
;
(3)若A为稀硝酸,B溶液和硫氰根离子反应后溶液显红色,B一定是硝酸铁,X为铁,B继续与铁反应,发生价态归中反应,C是硝酸亚铁,则反应②的离子方程式为:
;向C的溶液中加入氢氧化钠溶液产生白色沉淀氢氧化亚铁,在空气中被氧化成氢氧化铁,颜色由白色变成灰绿色,最终变成红褐色,反应方程式为:
;铁与足量的稀硝酸发生反应,硝酸被还原为一氧化氮,离子方程式为:
;铁与被还原的硝酸物质的量之比为:
1:
1,所以被还原的硝酸质量为:
;
故答案为:
;灰绿色;红褐色;
;63。
8.有关物质的转化关系如下图所示。
C是海水中最多的盐,D是常见的无色液体。
E和G为无色气体,其中E能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。
B、C、I、J的焰色反应为黄色,其中I可用于制发酵粉或治疗胃酸过多。
⑴F的化学式为______。
E的电子式为______。
⑵写出反应①的离子方程式:
______。
⑶写出反应②的化学方程式:
______。
⑷写出反应③的化学方程式:
______。
【答案】NH3·H2O
NH4++OH-
NH3↑+H2ONaCl+NH4HCO3=NH4Cl+NaHCO3↓2NaHCO3
CO2↑+H2O+Na2CO3
【解析】
【分析】
由C是海水中最多的盐可知,C为氯化钠;由D是常见的无色液体可知,D为水;由E能使湿润的红色石蕊试纸变蓝可知,E为氨气;由B、C、I、J的焰色反应为黄色可知,B、C、I、J为含有钠元素的化合物;由I可用于制发酵粉或治疗胃酸过多可知,I为碳酸氢钠;由转化关系可知A为氯化铵,氯化铵溶液与氧氧化钠溶液共热反应生成氯化钠、氨气和水,氨气溶于水生成一水合氨,一水合氨溶液与二氧化碳反应生成碳酸氢铵,碳酸氢铵溶液与氯化钠溶液混合,会反应生成溶解度更小的碳酸氢钠和氯化铵,碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水,则B为氢氧化钠、F为一水合氨、G为二氧化碳、H为碳酸氢铵、J为碳酸钠。
【详解】
(1)由以上分析可知,F为一水合氨;E为氨气,氨气为共价化合物,电子式为
,故答案为:
NH3·H2O;
;
(2)反应①为氯化铵溶液与氧氧化钠溶液共热反应生成氯化钠、氨气和水,反应的离子方程式为NH4++OH-
NH3↑+H2O,故答案为:
NH4++OH-
NH3↑+H2O;
(3)反应②为碳酸氢铵溶液与氯化钠溶液反应生成溶解度更小的碳酸氢钠和氯化铵,反应的化学方程式为NaCl+NH4HCO3=NH4Cl+NaHCO3↓,故答案为:
NaCl+NH4HCO3=NH4Cl+NaHCO3↓;
(4)反应③为碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水,反应的化学方程式为2NaHCO3
CO2↑+H2O+Na2CO3,故答案为:
2NaHCO3
CO2↑+H2O+Na2CO3。
【点睛】
由题意推出C为氯化钠、D为水、E为氨气,并由此确定A为氯化铵、B为氢氧化钠是推断的难点,也是推断的突破口。
9.短周期元素X、Y、Z、W在周期表中的位置关系如图所示,已知在同周期元素的常见简单离子中,W的简单离子半径最小,X、Y、Z、W的单质及其化合物在日常生活中用途极其广泛.
X
Y
Z
W
(1)X元素在元素周期表中的位置_____________________.
(2)X、Y、Z元素的氢化物均有两种或两种以上,其中一定条件下,液态YH3与液态H2Z可以发生类似方式电离,则液态YH3中阴离子的电子式为____________.
(3)超细WY粉末被应用于大规模集成电路领域.其制作原理为W2Z3、Y2、X在高温下反应生成两种化合物,这两种化合物均由两种元素组成,且原子个数比均为1:
1;其反应的化学方程式为______.
(4)以W为材料制成的容器在空气中具有自我保护作用,这种容器______
填“能”或“不能”
用来腌制咸菜,原因是______.
(5)某汽车尾气分析仪以燃料电池为工作原理测定XZ的浓度,其装置如图所示,该电池中电解质为氧化钇
氧化钠,其中Z2-可以在固体介质NASICON中自由移动.则负极的反应式______
关于该电池的下列说法,正确的是______
A工作时电极b作正极,Z2-通过固体介质NASICON由电极b流向电极a
B工作时电流由电极a通过传感器流向电极b
C传感器中通过的电流越大,尾气中XZ的含量越高
(6)由元素X与元素Z组成的某种阴离子具有还原性,能被酸性KMnO4氧化,请填写相应的离子,并给予配平:
____________
______
______
______
______
______
【答案】第二周第ⅣA族
不能氯离子会破坏铝表面氧化膜
AC
216528
【解析】
【分析】
由短周期元素X、Y、Z、W在周期表中的位置可知,X、Y、Z处于第二周期,W处于第三周期,在同周期元素的常见简单离子中,W的简单离子半径最小,则W为Al,可推知X为C、Y为N、Z为O.
(1)主族元素周期数=电子层数、主族族序数=最外层电子数;
(2)液态NH3与液态H2O可以发生类似方式电离,则液态NH3中电离得到NH4+、NH2-;
(3)Al2O3、N2、C在高温下反应生成两种化合物,这两种化合物均由两种元素组成,且原子个数比均为1:
1,反应生成AlN与CO;
(4)氯离子会破坏铝表面氧化膜;
(5)该装置是原电池,负极上一氧化碳失电子发生氧化反应,电极反应式为
,正极上氧气得电子发生还原反应,原电池放电时电子从负极流向正极,阴离子向负极移动,一氧化碳的含量越大,原电池放电时产生的电流越大;
(6)由元素C与元素O组成的某种阴离子具有还原性,能被酸性KMnO4氧化,该阴离子为C2O42-,利用化合价升降相等及原子守恒、电荷守恒进行配平。
【详解】
由短周期元素X、Y、Z、W在周期表中的位置可知,X、Y、Z处于第二周期,W处于第三周期,在同周期元素的常见简单离子中,W的简单离子半径最小,则W为Al,可推知X为C、Y为N、Z为O.
(1)X为C元素,原子核外有2个电子层、最外层电子数为4,处于周期表中第二周第ⅣA族;
(2)液态NH3与液态H2O可以发生类似方式电离,则液态NH3中电离得到NH4+、NH2-,NH2-中N原子与H原子之间形成1对共用电子对,其电子式为:
;
(3)Al2O3、N2、C在高温下反应生成两种化合物,这两种化合物均由两种元素组成,且原子个数比均为1:
1,反应生成AlN与CO,反应方程式为:
,
(4)氯离子会破坏铝表面氧化膜,铝容器不能用来腌制咸菜;
(5)该装置是原电池,负极上一氧化碳失电子发生氧化反应,电极反应式为
,
A.工作时电极b通入空气,b作正极,阴离子向负极移动,O2-由电极b流向电极a,A项正确;
B.原电池放电时电子从负极流向正极,故电流由电极b通过传感器流向电极a,B项错误;
C.一氧化碳的含量越大,原电池放电时产生的电流越大,C项正确;
答案选AC;
(6)由元素C与元素O组成的某种阴离子具有还原性,能被酸性KMnO4氧化,该阴离子为C2O42-
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