高考化学一轮复习第3章自然界中的元素突破全国卷专题讲座（三）无机框图推断题的解题策略学案

突破全国卷专题讲座(三)无机框图推断题的解题策略[备考分析]考纲明确要求“知识的综合应用”，无机框图推断题是实现元素单质及其化合物相互转化的热点题型，尤其是无机框图推断与物质结构和性质联合考查，如2016年全国卷Ⅰ第13题。[解题策略]解答无机框图推断题的关键是找准“题眼”，再利用顺推、递推相结合的方法作出判断，若无法作出判断也可采用假想验证法(即猜想法)。常见无机框图推断题的“题眼”如下：1．特殊结构(1)分子为正四面体结构的物质有CH4、CCl4等；分子为三角锥形结构的物质有NH3。(2)不含金属元素的离子化合物为铵盐。(3)原子个数之比为1∶1的化合物可能为H2O2、Na2O2等。2．常见物质的状态(1)常温下为液体的有：H2O、H2O2、溴。(2)常温下为气体的单质有：H2、N2、O2、F2、Cl2。3．常见物质的特殊颜色(1)有色固体。红色：Cu、Cu2O。红褐色：Fe(OH)3。黄色：AgI。浅黄色：S、Na2O2、AgBr。蓝色：Cu(OH)2。紫黑色：KMnO4、I2。黑色：炭粉、铁粉、CuO、FeO、Fe3O4、FeS、CuS等。白色：Fe(OH)2、CaCO3、BaSO4、AgCl、BaSO3等。(2)有色溶液：Fe2＋(浅绿色)、Fe3＋(棕黄色)、Cu2＋(蓝色)、MnOeq\o\al(－,4)(紫红色)等。(3)有色气体：Cl2(黄绿色)、NO2(红棕色)。4．常见特征反应现象(1)焰色反应：钠元素(黄色)、钾元素(紫色，透过蓝色钴玻璃观察)。(2)使品红溶液退色的气体：SO2(加热后又恢复红色)、Cl2(加热后不恢复红色)。(3)Fe(OH)2在空气中转变为红褐色的Fe(OH)3(由白色→灰绿→红褐色)。(4)在空气中变为红棕色的气体：NO。(5)气体燃烧呈苍白色：H2在Cl2中燃烧。(6)在空气中点燃呈蓝色：CO、H2、CH4。(7)使湿润的红色石蕊试纸变蓝：NH3。(8)使湿润的淀粉­碘化钾试纸变蓝：Cl2、Br2、FeCl3、碘水等。(9)向某溶液中加强碱并加热能放出使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，则原溶液中含铵盐。(10)氨气遇到挥发性酸生成白烟。5．一些特殊条件(1)反应时用到催化剂的反应：实验室制氧气、合成氨、氨的催化氧化等。(2)反应条件是高温的反应：铝热反应，煅烧石灰石的反应，铁和水蒸气的反应，C、H2还原金属氧化物等。(3)反应条件是通电的反应：电解饱和食盐水、CuSO4溶液等。6．特征数据物质转化时相对分子质量的变化、各元素含量、相对密度等数据都是解题的关键，如CO→CO2、NO→NO2、SO2→SO3，转化后分子中都增加1个氧原子，相对分子质量变化均为16。7．特征转化(1)连续转化①NH3eq\o(→,\s\up7(O2))NOeq\o(→,\s\up7(O2))NO2eq\o(→,\s\up7(H2O))HNO3；②H2S(S)eq\o(→,\s\up7(O2))SO2eq\o(→,\s\up7(O2))SO3eq\o(→,\s\up7(H2O))H2SO4；③Ceq\o(→,\s\up7(O2))COeq\o(→,\s\up7(O2))CO2eq\o(→,\s\up7(H2O))H2CO3；④Naeq\o(→,\s\up7(O2))Na2Oeq\o(→,\s\up7(O2))Na2O2eq\o(→,\s\up7(H2O))NaOH。(2)三角转化[突破训练]1．短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大。其中一种为金属元素，m、n、p、q、r、s是由这些元素组成的二元或三元化合物。t是元素Y的常见单质，m是一种具有特殊颜色的气体，p可作漂白剂、供氧剂。上述物质的转化关系如图所示。下列说法错误的是()A．四种元素简单离子半径：X＞Y＞Z＞WB．p、s分子中的化学键类型完全相同C．X、Y的简单氢化物的沸点：Y＞XD．常温下，0．01mol/Lq溶液的pH为2解析：选B。由性质、用途推断物质，m是一种具有特殊颜色的气体，p可作漂白剂、供氧剂，则m为NO2，p为Na2O2，结合框图转化关系可推出，r为NO，t为O2。因此，W、X、Y、Z分别为H、N、O、Na。离子半径大小关系为r(N3－)＞r(O2－)＞r(Na＋)＞r(H＋)，A项不符合题意。p为Na2O2，s为NaOH，Na2O2分子中含离子键和非极性共价键，NaOH分子中含离子键和极性共价键，B项符合题意。H2O的沸点高于NH3的沸点，C项不符合题意。q为HNO3，为一元强酸，常温下，0．01mol/LHNO3溶液的pH为2，D项不符合题意。2．(2018·银川一模)A的单质是金属活动性顺序中的一种金属。摩尔质量为100g·mol－1的含A元素的化合物F在建筑方面有广泛应用，也用于牙膏配料、装饰品等。根据如图各物质间的转化关系判断，下列说法正确的是()A．上述转化关系图涉及的物质中，包括酸、碱、盐、金属氧化物和单质B．上述反应中，涉及放热反应、吸热反应、氧化还原反应C．若不考虑损失，在标准状况下，反应①生成4．48LB，反应③必有4．0gH生成D．相同条件下，F、C、H、D在等量的水中的溶解量依次增大解析：选B。依题意，A为钙元素，A的单质为钙，B为氢气，C为氢氧化钙，D为二氧化碳，F为碳酸钙，G为氧化钙，E为氢化钠，H为氢氧化钠。A项，题图涉及的物质中没有酸，错误；B项，碳酸钙的分解反应是吸热反应，钙与水的反应、氢化钠与水的反应都是放热反应，氢化钠、钙单质分别与水的反应都是氧化还原反应，正确；C项，n(H2)＝eq\f(4.48L,22.4L·mol－1)＝0．2mol，H2＋2Na=2NaH，NaH＋H2O=NaOH＋H2↑，m(NaOH)＝0．4mol×40g·mol－1＝16g，错误；D项，碳酸钙难溶，氢氧化钙微溶，氢氧化钠易溶，二氧化碳微溶，错误。3．下列框图中的字母分别代表一种常见的物质或其溶液，相互之间的转化关系如图所示(部分产物及反应条件已略去)。已知：A、B为气态单质，F是地壳中含量最多的金属元素的单质；E、H、I为氧化物，E为黑色固体，I为红棕色气体；M为红褐色沉淀。请回答下列问题：(1)B中所含元素位于周期表中第______周期第______族。(2)A在B中燃烧的现象是_____________________________________________。(3)D＋E→B的反应中，被氧化与被还原的物质的物质的量之比是____________。(4)G＋J→M的离子方程式是_____________________________________________。(5)Y受热分解的化学方程式是_____________________________________________。解析：解题的关键是利用物质的颜色进行突破。I为红棕色气体氧化物，一定是NO2；M为红褐色沉淀，一定是Fe(OH)3；F是地壳中含量最多的金属元素的单质，一定是Al；X电解生成三种物质，其中A、B是气态单质且能反应生成D，猜测是电解NaCl溶液，生成的H2和Cl2反应生成HCl，盐酸能与黑色固体E(氧化物)反应生成气体B，则E应是MnO2，B是Cl2，则A是H2。NO2和H2O反应生成HNO3(N)，HNO3和Fe(OH)3反应生成Fe(NO3)3(Y)，Fe(NO3)3可分解生成Fe2O3(H)，Fe2O3与HCl反应生成FeCl3(J)，NaOH(C)与Al反应生成Na[Al(OH)4](G)，Fe3＋和[Al(OH)4]－可以发生水解相互促进反应生成Fe(OH)3(M)。答案：(1)3ⅦA(2)产生苍白色火焰(3)2∶1(4)3[Al(OH)4]－＋Fe3＋=3Al(OH)3↓＋Fe(OH)3↓(5)4Fe(NO3)3eq\o(=,\s\up7(△))2Fe2O3＋12NO2↑＋3O2↑4．已知A、B、C、D是中学化学的常见物质，且A、B、C均含有同一种元素。在一定条件下它们之间的相互转化关系如图所示(部分反应中的H2O已略去)。请回答下列问题：(1)若A可用于自来水消毒，D是生产、生活中用量最大、用途最广的金属单质，加热蒸干B的溶液不能得到B，则B的化学式是__________；工业上制取A的离子方程式为________________________________________________________________________。(2)若A是一种碱性气体，常用作制冷剂，B是汽车尾气之一，遇空气会变色，则反应①的化学方程式为____________________________。(3)若D是氯碱工业的主要产品之一，B有两性，则反应②的离子方程式是________________________________________________________________________。(4)若A、C、D都是常见气体，C是导致酸雨的主要气体，则反应③的化学方程式为________________________________________________________________________。某同学将搜集到的一定量的酸雨保存在密闭容器中，每隔一定时间测酸雨的pH，发现在起始一段时间内，酸雨的pH呈减小趋势，用离子方程式解释原因：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)氯气常用于自来水消毒，则A为Cl2；铁是使用最广泛的金属单质，D是铁，则B为FeCl3，C是FeCl2。(2)碱性气体为NH3，汽车尾气中遇空气会变色的气体是NO。(3)常见的两性物质是Al2O3和Al(OH)3，D、C分别为NaOH和Na[Al(OH)4]，故B为Al(OH)3。(4)导致酸雨的主要气体是SO2，A与SO2均含有硫元素，且二者反应生成硫单质