素養(yǎng)提升突破系列(二)元素化合物的轉(zhuǎn)化與推斷素養(yǎng)提升突破系列(二)核心素養(yǎng)——模型認(rèn)知通過(guò)分析、推理等方法認(rèn)識(shí)研究對(duì)象的本質(zhì)特征、構(gòu)成要素及其相互關(guān)系,建立模型。能運(yùn)用模型解釋化學(xué)現(xiàn)象,揭示現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律。核心素養(yǎng)——模型認(rèn)知【歸納·認(rèn)知素養(yǎng)】一、元素化合物的轉(zhuǎn)化1.直線型轉(zhuǎn)化關(guān)系:【歸納·認(rèn)知素養(yǎng)】元素化合物的轉(zhuǎn)化與推斷課件元素化合物的轉(zhuǎn)化與推斷課件2.三角轉(zhuǎn)化關(guān)系:2.三角轉(zhuǎn)化關(guān)系:3.交叉轉(zhuǎn)化關(guān)系3.交叉轉(zhuǎn)化關(guān)系4.不能一步實(shí)現(xiàn)的反應(yīng):(1)H2S(或S)不能一步轉(zhuǎn)化為SO3。(2)N2(或NH3)不能一步轉(zhuǎn)化為NO2。(3)SiO2不能與水反應(yīng)生成H2SiO3。(4)Fe2O3、Al2O3、CuO等不溶性金屬氧化物都不能一步生成相應(yīng)的氫氧化物。4.不能一步實(shí)現(xiàn)的反應(yīng):二、元素化合物的推斷1.物質(zhì)的特殊顏色:(1)有色氣體:NO2(紅棕色)、Cl2(黃綠色);無(wú)色、刺激性氣味的氣體:SO2、NH3、HCl。二、元素化合物的推斷(2)溶液中的有色物質(zhì):Cu2+(藍(lán)色)、Fe2+(淺綠色)、Fe3+(棕黃色)、(紫紅色)。Br2在水中顯橙黃色,在有機(jī)溶劑中顯橙紅色;I2在水中顯黃褐色,在有機(jī)溶劑中顯紫紅色。(2)溶液中的有色物質(zhì):Cu2+(藍(lán)色)、Fe2+(淺綠色)(3)有色固體:淡黃色固體:Na2O2、S;黑色固體:MnO2、C、CuO、FeO、Fe3O4;紫黑色固體:KMnO4、I2;紅色固體:Cu。(3)有色固體:(4)有色沉淀:紅褐色沉淀:Fe(OH)3;藍(lán)色沉淀:Cu(OH)2。(4)有色沉淀:2.特殊的反應(yīng)現(xiàn)象:(1)焰色反應(yīng):Na+(黃色)、K+(紫色)。(2)使品紅溶液褪色的氣體:SO2(加熱后又恢復(fù)紅色)、Cl2(加熱后不恢復(fù)紅色)。(3)Fe(OH)2Fe(OH)3:白色沉淀迅速轉(zhuǎn)變成灰綠色,最終變成紅褐色。2.特殊的反應(yīng)現(xiàn)象:(4)Fe2+Fe3+:Fe2+遇SCN-無(wú)明顯變化,通入Cl2后顯紅色。(5)在空氣中氣體由無(wú)色變成紅棕色:NO。(6)氣體燃燒火焰呈蒼白色:H2在Cl2中燃燒。(7)使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊變藍(lán)的氣體:NH3。(8)使?jié)駶?rùn)的淀粉KI試紙變藍(lán):Cl2、Br2、FeCl3、碘水等。(4)Fe2+Fe3+:Fe2+遇SCN-無(wú)明顯變化(9)兩種氣體接近冒白煙:HCl和NH3。(10)遇強(qiáng)堿溶液生成紅褐色沉淀或遇KSCN溶液顯紅色:Fe3+。(9)兩種氣體接近冒白煙:HCl和NH3。3.特殊的反應(yīng)條件(如使用催化劑的反應(yīng)):N2+3H22NH3;2KClO3

2KCl+3O2↑2H2O2

2H2O+O2↑;2SO2+O2

2SO3;4NH3+5O2

4NO+6H2O3.特殊的反應(yīng)條件(如使用催化劑的反應(yīng)):4.既能與強(qiáng)酸溶液反應(yīng)又能與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)的物質(zhì):(1)金屬單質(zhì):Al。(2)兩性物質(zhì):兩性氧化物如Al2O3,兩性氫氧化物如Al(OH)3,以及氨基酸等。(3)弱酸弱堿鹽:如(NH4)2CO3、CH3COONH4等。(4)弱酸的酸式鹽:如NaHCO3、Ca(HCO3)2、NaHSO3等。4.既能與強(qiáng)酸溶液反應(yīng)又能與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)的物質(zhì):【真題·體驗(yàn)素養(yǎng)】1.(2016·全國(guó)卷Ⅱ·T12)某白色粉末由兩種物質(zhì)組成,為鑒別其成分進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):①取少量樣品加入足量水仍有部分固體未溶解;再加入足量稀鹽酸,有氣泡產(chǎn)生,固體全部溶解;②取少量樣品加入足量稀硫酸有氣泡產(chǎn)生,振蕩后仍有固體存在?！菊骖}·體驗(yàn)素養(yǎng)】該白色粉末可能為 世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號(hào)79100070(

)A.NaHCO3、Al(OH)3

B.AgCl、NaHCO3C.Na2SO3、BaCO3 D.Na2CO3、CuSO4該白色粉末可能為 世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號(hào)79100070()【解析】選C。NaHCO3、Al(OH)3

中加入足量稀硫酸有氣泡產(chǎn)生,生成硫酸鈉、硫酸鋁、二氧化碳和水,最終無(wú)固體存在,A項(xiàng)錯(cuò)誤;AgCl不溶于酸,加入稀鹽酸后,固體不能全部溶解,B項(xiàng)錯(cuò)誤;亞硫酸鈉和碳酸鋇加入足量水后,碳酸鋇不溶于水使部分固體不溶解,加入稀鹽酸,碳酸鋇與鹽酸反應(yīng)生成氯化鋇、二氧化碳和水,【解析】選C。NaHCO3、Al(OH)3中加入足量稀硫酸固體全部溶解;將樣品加入足量稀硫酸,稀硫酸和碳酸鋇反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀、二氧化碳和水,符合題意,C項(xiàng)正確;Na2CO3、CuSO4中加入足量稀硫酸,振蕩后無(wú)固體存在,D項(xiàng)錯(cuò)誤。固體全部溶解;將樣品加入足量稀硫酸,稀硫酸和碳酸鋇反應(yīng)生成硫2.(2017·天津高考節(jié)選)下圖是Al(OH)3、MnO2固體混合物的分離和利用(流程圖中的部分分離操作和反應(yīng)條件未標(biāo)明)2.(2017·天津高考節(jié)選)下圖是Al(OH)3、MnO2(1)反應(yīng)①所加試劑NaOH的電子式為_(kāi)_______。B→C的反應(yīng)條件為_(kāi)_______,C→Al的制備方法稱(chēng)為_(kāi)_______。

(1)反應(yīng)①所加試劑NaOH的電子式為_(kāi)_______。B→(2)該小組探究反應(yīng)②發(fā)生的條件。D與濃鹽酸混合,不加熱,無(wú)變化;加熱有Cl2生成,當(dāng)反應(yīng)停止后,固體有剩余,此時(shí)滴加硫酸,又產(chǎn)生Cl2。由此判斷影響該反應(yīng)有效進(jìn)行的因素有(填序號(hào))________。

a.溫度b.Cl-的濃度c.溶液的酸度(2)該小組探究反應(yīng)②發(fā)生的條件。D與濃鹽酸混合,不加熱,無(wú)【解析】在Al(OH)3、MnO2固體混合物中加入NaOH時(shí),Al(OH)3轉(zhuǎn)化為,通入CO2轉(zhuǎn)化為Al(OH)3沉淀,再加熱分解為Al2O3,最后熔融電解生成Al。(1)NaOH的電子式為

;根據(jù)上述分析,B→C的條件為加熱或者煅燒,C→Al的制備方法為電解Al2O3?！窘馕觥吭贏l(OH)3、MnO2固體混合物中加入NaOH(2)由題干圖示可知,D為MnO2,與濃鹽酸的反應(yīng)條件為加熱,根據(jù)信息,加入硫酸之后會(huì)繼續(xù)反應(yīng),所以影響條件為溫度和溶液的酸度。答案:(1)加熱(或煅燒)電解法(2)a、c(2)由題干圖示可知,D為MnO2,與濃鹽酸的反應(yīng)條件為【素養(yǎng)變式】(1)溶液A中通入過(guò)量CO2時(shí),發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_______________________________。

提示:OH-+CO2====,+CO2+2H2O====Al(OH)3↓+。NaAlO2溶液中通入CO2轉(zhuǎn)化為Al(OH)3沉淀?！舅仞B(yǎng)變式】(2)得到的Cl2能與焦炭、TiO2反應(yīng),生成一種還原性氣體和一種易水解成TiO2·xH2O的液態(tài)化合物,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_________________________。

提示:2Cl2+TiO2+2C====TiCl4+2CO。(2)得到的Cl2能與焦炭、TiO2反應(yīng),生成一種還原性氣體【訓(xùn)練·提升素養(yǎng)】1.(新題預(yù)測(cè))某白色粉末由兩種物質(zhì)組成,為鑒別其成分進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):①取少量樣品加入足量稀鹽酸,固體全部溶解;再加入過(guò)量燒堿溶液,有白色沉淀產(chǎn)生;②取少量樣品加入足量水,固體全部溶解;再加入稀硫酸,有白色沉淀產(chǎn)生。該白色粉末可能為 (

)【訓(xùn)練·提升素養(yǎng)】A.BaCl2、Al(NO3)3

B.BaCO3、MgCl2C.MgSO4、AlCl3

D.Ba(NO3)2、Mg(NO3)2A.BaCl2、Al(NO3)3 【解析】選D。BaCl2、Al(NO3)3都能溶于水,加入過(guò)量燒堿溶液,無(wú)白色沉淀產(chǎn)生,A錯(cuò)誤;取少量樣品加入足量水,BaCO3不溶于水,B錯(cuò)誤;MgSO4、AlCl3溶于水后再加入稀硫酸,無(wú)白色沉淀產(chǎn)生,C錯(cuò)誤;Ba(NO3)2、Mg(NO3)2溶于水后加入過(guò)量燒堿溶液或加入稀硫酸,均有白色沉淀產(chǎn)生,D正確。【解析】選D。BaCl2、Al(NO3)3都能溶于水,加入過(guò)2.已知A、B、C為中學(xué)化學(xué)中常見(jiàn)的單質(zhì)。室溫下,A為固體,B和C均為氣體。在適宜的條件下,它們可以按如圖進(jìn)行反應(yīng)。下列說(shuō)法中正確的是 (

)2.已知A、B、C為中學(xué)化學(xué)中常見(jiàn)的單質(zhì)。室溫下,A為固體,A.A、B、C中三種元素的任意兩種元素形成的化合物所屬物質(zhì)類(lèi)別可能是氧化物B.A、B、C中三種元素的任意兩種元素形成的化合物所屬物質(zhì)類(lèi)別一定不是堿C.如果E溶液是一種強(qiáng)酸,則E溶液為硫酸D.A、B、C中有一種是金屬且為BA.A、B、C中三種元素的任意兩種元素形成的化合物所屬物質(zhì)類(lèi)【解析】選B。當(dāng)A為Mg(或Na、Al)、B為Cl2、C為H2時(shí),符合題給信息和框圖轉(zhuǎn)化,A、B、C中沒(méi)有氧元素,A錯(cuò)誤;堿至少由三種元素組成,B正確;常溫下,B、C均為氣體單質(zhì),E溶液不可能為硫酸,C錯(cuò)誤;金屬在室溫下不為氣體,D錯(cuò)誤?！窘馕觥窟xB。當(dāng)A為Mg(或Na、Al)、B為Cl2、C為H3.(2018·曲靖模擬)某校探究性學(xué)習(xí)小組用已部分生銹的廢鐵屑制作印刷電路板的腐蝕劑,并回收銅。探究過(guò)程如下:3.(2018·曲靖模擬)某校探究性學(xué)習(xí)小組用已部分生銹的廢請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)步驟②中,除發(fā)生反應(yīng)Fe+2HCl====FeCl2+H2↑外,其他可能反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_____________、

__________________________。

(2)若③加入H2O2,書(shū)寫(xiě)反應(yīng)的離子方程式_________________________________________。

請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(3)若溶液B中只含有Fe2+而不含F(xiàn)e3+,可證明該事實(shí)的實(shí)驗(yàn)方法是________。

①先加氯水,后加KSCN溶液后顯紅色;②先加KSCN溶液,不顯紅色,再加氯水后顯紅色;③滴加NaOH溶液,只產(chǎn)生白色沉淀,迅速變?yōu)榛揖G色,最后呈紅褐色;④只滴加KSCN溶液不顯紅色。(3)若溶液B中只含有Fe2+而不含F(xiàn)e3+,可證明該事實(shí)的(4)步驟④的化學(xué)方程式為_(kāi)________。

(5)若除去氯化銅中氯化鐵可以加入試劑____________。

(4)步驟④的化學(xué)方程式為_(kāi)________。

【解析】(1)從題意知鐵屑中含有Fe2O3,還發(fā)生Fe2O3+6H+====2Fe3++3H2O、Fe+2Fe3+====3Fe2+。(2)雙氧水氧化亞鐵離子的離子方程式為2Fe2++H2O2+2H+====2Fe3++2H2O。(3)Fe2+的檢驗(yàn)要考慮Fe3+的干擾,故先加KSCN無(wú)明顯現(xiàn)象,氧化后變紅或加入NaOH開(kāi)始只產(chǎn)生白色沉淀?！窘馕觥?1)從題意知鐵屑中含有Fe2O3,還發(fā)生Fe2O3(4)鐵離子腐蝕金屬銅的化學(xué)方程式為2FeCl3+Cu====2FeCl2+CuCl2。(5)由于不能引入新的雜質(zhì),則除去氯化銅中氯化鐵可以加入氧化銅或氫氧化銅。(4)鐵離子腐蝕金屬銅的化學(xué)方程式為2FeCl3+Cu===答案:(1)Fe2O3+6H+====2Fe3++3H2OFe+2Fe3+====3Fe2+(2)2Fe2++H2O2+2H+====2Fe3++2H2O(3)②③(4)2FeCl3+Cu====2FeCl2+CuCl2(5)氧化銅或氫氧化銅答案:(1)Fe2O3+6H+====2Fe3++3H2O【加固訓(xùn)練】1.化學(xué)美無(wú)處不在。下圖是物質(zhì)間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的顏色變化,其中X是 (

)【加固訓(xùn)練】A.稀鹽酸 B.稀硫酸C.硫酸鈉溶液 D.碳酸鈉溶液【解析】選B。稀鹽酸不與Ba(NO3)2反應(yīng),A錯(cuò)誤;硫酸鈉、碳酸鈉都不能與CuO和Fe反應(yīng),也不能使石蕊溶液變紅,C、D錯(cuò)誤。A.稀鹽酸 B.稀硫酸2.一種白色晶體A極易溶于水,將A配成溶液進(jìn)行如框圖所示的實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及轉(zhuǎn)化關(guān)系如框圖所示。A為含硫的正鹽其中硫元素化合價(jià)為+4,氣體D能使品紅溶液褪色,氣體F能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)。試回答下列問(wèn)題:2.一種白色晶體A極易溶于水,將A配成溶液進(jìn)行如框圖所示的實(shí)(1)寫(xiě)出物質(zhì)化學(xué)式:D________;F________。

(2)寫(xiě)出下列反應(yīng)的離子方程式:①A和酸性KMnO4溶液反應(yīng):______________;

②D和新制氯水:_______