高考化学元素及其化合物推断

专题七元素及其化合物推断

【高频考点解读】

无机框图推断题，既能检查学生元素化合物基础知识的掌握情况，又能检查学生灵活应用知识的能力，更能考查学生的逻辑推理能力，难度较大，是近年来高考重要题型之一。

解答无机框图推断题，应认真分析题干，找出明显条件和隐蔽条件。通过结构特征、反应特征、现象特征或其他的一些特征，找出突破口，也就是所谓的“题眼”，通过正推法、逆推法、假设法、猜测法等得出结论。

【热点题型】

题型一由物质特征结构推断无机物

例1、A、B、C、D、E 为五种常见的短周期元素，常温下A、B 可形成B2A2和B2A 两种液态化合物，B 与D 可形成分子X，也可形成阳离子Y，X、Y 在水溶液中酸、碱性恰好相反，C 元素的焰色反应呈黄色，E 与C 同周期，且E 的阳离子在其所在周期元素形成的简单离子中半径最小，试回答：

(1)D元素处于周期表的位置____________。

(2)B2A2对应化合物的结构式为__________，Y 的电子式为____________。

(3)液态X 类似B2A，也能微弱电离且产生电子数相同的两种离子，则液态X 的电离方程式为______________。

(4)A、D、E 三种元素形成的盐(化学式为A9D3E)的水溶液呈________性，用离子方程式解释其原因________。

(5)W、Q是由A、B、C、D 四种元素中任意三种组成的不同类型的强电解质，W的水溶液呈碱性，Q的水溶液呈酸性，且物质的量浓度相同的W、Q溶液中水的电离程度前者小于后者，则W为________，Q为________(填化学式)。

(6)用A单质和B单质可制取气体燃料电池，该电池用多孔的惰性电极浸入浓KOH溶液，两极分别通入A单质和B单质。写出该电池的电极反应方程式：

负极：_______；正极：________。

【提分秘籍】

物质结构是中学化学知识的重要组成部分，物质特征结构是解答无机推断题的第一突破口，尤其是短周期元素及其化合物的特征结构。常用到的知识有：

1．原子的特征结构

(1)最外层电子数＝电子层数的元素有H、Be、Al；最外层电子数＝电子层数2 倍的元素有He、C、S；最外层电子数＝次外层电子数2 倍的元素是C；最外层电子数＝次外层电子数3 倍的是O。

(2)次外层电子数为2 的元素必在第二周期，次外层电子数为8 的元素可能在第三周期，也可能在第四、五、六、七周期的第ⅠA、ⅡA 族。

(3)绝大多数元素具有不同的核素、同位素现象，核素(或原子)之间一定遵循如下关系：质子数＋中子数＝质量数，质子数＝核电荷数＝原子序数＝核外电子数，原子的相对原子质量＝其质量数等。

2．微粒的特征结构

(1)核外电子总数为10的微粒。

(2)核外电子总数为18的微粒。

(3)任何微粒中的有关微粒之间遵循如下关系：质子总数＋中子总数＝质量数之和，质子总数＝核外电子总数＋所带电荷(阳离子所带电荷为正整数，阴离子所带电荷为负整数，原子、分子、基团等所带电荷为零)，微粒的摩尔质量数值上＝其质量数之和等。

3．正四面体等特征结构

单质分子为正四面体的是白磷(P4)；化合物分子呈正四面体结构的有甲烷(CH4)、四氯化碳(CCl4)等，呈三角锥形结构的有氨气(NH3)；离子呈正四面体结构的有铵根离子(NH4+)等。

【热点题型】

题型二由物质特征性质推断无机物

例2、已知如图Z4－1所示各物质的转化关系中，某些反应部分产物已被省去。其中反应②用于常见金属I 的冶炼，B为淡黄色固体，D、G、H 均为气体且D、H 无色。

试回答下列问题：

(1)溶液A为________(写名称)，B 的电子式________________________。

(2)反应①的离子方程式：____________________，

反应③的离子方程式：_____________________。

(3)有同学认为M也可由溶液J、溶液K各自加热灼烧获得，试判断这种说法是否正确？________(填“是”或“否”)，理由是___________________。

【提分秘籍】

物质性质也是中学化学知识的重要组成部分，物质特征性质是解答无机推断题的突破口之一，这就要求同学们熟悉物质的特征性质，如颜色、状态、溶解度、熔沸点等物理性质；与酸、碱、盐的反应，与水的反应，溶液的酸碱性等化学性质。

解答此类试题时，先确定个别物质的化学组成，由此顺藤摸瓜，就会不攻自破。常见物质的特征性质有：

1．黑色固体有：MnO2、C、CuO、FeO、Fe3O4(有磁性)、铁粉；紫(黑)色固体有：KMnO4、I2；(紫)红色固体有：Cu；(淡)黄色固体有：Na2O2、S、AgBr；蓝色固体有：胆矾；绿色固体有：铜绿。

2．有色气体有：NO2(红棕色)、Cl2(黄绿色)；无色有刺激性气味的气体有：SO2、NH3、HX(F、Cl、Br、I)；无色无味的气体有：H2、N2、O2、CO、CH4、C2H2、NO 等。

3．常温下呈液态的特殊物质：Br2(非金属单质)、Hg(金属单质)、H2O、H2O2等。

4．溶液中的有色离子有：Cu2＋(蓝色)、Fe2＋(浅绿色)、Fe3＋(黄色)、MnO－4(紫色)等。

5．Br2在水中显黄(橙)色，在有机溶剂中显橙(红)色；I2在水中显黄(褐)色，在有机溶剂(除酒精外)中显紫(红)色。

6．白色沉淀有：H2SiO3、BaSO4(不溶于酸)、AgCl(不溶于酸)、BaSO3、Mg(OH)2、Al(OH)3(既溶于强酸又溶于强碱)、BaCO3、CaCO3、Fe(OH)2(极不稳定)等；黄色沉淀有：AgBr、AgI、S；红褐色沉淀有：Fe(OH)3；蓝色沉淀有：Cu(OH)2等。

7．Si可作半导体材料；SiO2可用于制作高性能通信材料光导纤维；SiO2既可溶于强碱又能溶于HF；NO、CO属于不成盐氧化物。

【热点题型】

题型三由物质特征转化关系推断无机物

例3、A、B、C、D、E、F六种物质在一定条件下有如图Z4－2所示的相互转化关系，所有反应物和生成物均已给出。

(1)若反应①、②、③均为溶液中的置换反应，A 、D 、E 为常见的金属单质，则 A 、D 、E 的还原性由强到弱的顺序为________________。

请写出满足以上要求的离子方程式：

反应①____________；反应②_____________。

(2)若反应①、②、③均为复分解反应。请写出满足要求的化学方程式：

反应①_____________________；

反应②_____________________。

(3)若B 是水，C 是一种有磁性的化合物，E 是一种无色、无味的有毒气体，则反应①的化学方程式是__________________。

【提分秘籍】

物质之间的特征转化关系是中学化学知识的重要组成部分，熟悉物质之间的特征转化关系也是解答无机推断题的突破口，中学化学常见的一些特征转化关系有：

1．A ――→O 2B ――→O 2C ――→H 2O 酸或碱，符合此线性转化规律的常见物质有：NH 3、H 2S 、S 、

CH 4、C 、Na 等。例如：

(1)NH 3――→O 2催化剂

NO ――→O 2NO 2――→H 2O HNO 3。 (2) H 2S/S/金属硫化物(FeS 2、 FeS 、Cu 2S 、CuS 等)――→O 2SO 2――→O 2SO 3――→H 2O H 2SO 4。

(3)CH 4/C ――→O 2不完全燃烧CO ――→O 2CO 2――→H 2O H 2CO 3

(4)Na ――→O 2常温Na 2O ――→O 2△

Na 2O 2――→H 2O NaOH 2．符合三角转化规律的常见物质有：

有MnO 2参与的化学反应有：2H 2O 2=====MnO 22H 2O ＋O 2↑，2KClO 3=====MnO 2△

2KCl ＋3O 2↑，MnO 2＋4HCl(浓)=====△MnCl 2＋Cl 2↑＋2H 2O 。

符合A(或A ＋B)――→催化剂△C(或C ＋D)条件下的反应有：4NH 3＋5O 2=====催化剂△

4NO ＋6H 2O ，2KClO 3=====MnO 2△2KCl ＋3O 2↑，2H 2O 2MnO 2,Ｆ2H 2O ＋O 2↑，2SO 2＋O 2催化剂Δ

2SO 3，N 2＋3H 2高温、高压催化剂2NH 3等。

有电解条件的有：2NaCl ＋2H 2O=====电解2NaOH ＋H 2↑＋ Cl 2↑；2Al 2O 3=====电解3O 2

↑＋2Al 。

4．由一种物质受热分解生成三种物质的物质有：KMnO 4、NaHCO 3、Ca(HCO 3)2、

NH 4HCO 3、(NH 4)2CO 3、HNO 3等。

5．符合转化特征A —????――→H ＋

气体B ――→OH －

气体C

的A 物质一定是弱酸的铵盐，如：(NH 4)2CO 3或NH 4HCO 3、(NH 4)2S 或NH 4HS 、(NH 4)2SO 3或NH 4HSO 3等，C 一定是NH 3，B 为CO 2、H 2S 或SO 2。 6．符合单质，A 可能是S 或Cl 2。

7．与强碱反应生成氢气的金属为铝，非金属为硅。

【热点题型】

题型四 由物质特征实验现象推断无机物

例4 、现有四瓶丢失标签的 NaOH 、Na 2CO 3 、AlCl 3 、NH 4HSO 4溶液，为鉴别四瓶溶液，将四瓶溶液编号为A 、B 、C 、D 进行实验。实验过程和记录如图Z4－3所示(无关物质已经略去)：

请回答：

(1)Y、Z 的化学式分别为：Y__________；Z__________；X 与B 反应的离子方程式为

_________________________。

(2)D溶液pH________(填“大于”、“小于”或“等于”)7，原因是(用离子方程式表示)_____________ _______。

(3)等物质的量浓度的A、B、C、D溶液pH由大到小的顺序是__________(用化学式表示)。

(4)请写出C与过量B反应(加热)的离子方程式：____________________。

(5)若B、C的稀溶液混合后(不加热)溶液呈中性，则该溶液中离子浓度从大到小的顺序是______________。

【提分秘籍】

实验是中学化学知识的重要组成部分，抓住物质在反应过程中产生的各种特征实验现象，如气体的产生、沉淀的生成、颜色的变化等，结合所学元素化合物知识就能进行推断、确认，因此物质的特征实验现象是解答无机推断题的突破口之一。常见的特征实验现象有：1．燃烧：H2在Cl2中燃烧发出苍白色火焰；C2H2(或C6H6)在氧气中燃烧，火焰明亮，产生大量的黑烟；镁条在二氧化碳中点燃时剧烈燃烧，发出耀眼白光，生成黑、白色的固体等。

2．含钠元素的物质的焰色反应呈黄色，含钾元素的物质的焰色反应(透过蓝色钴玻璃观察)呈紫色。

3．含有Fe2＋的溶液遇碱液出现沉淀，颜色转变为：白色→灰绿色→红褐色；Fe2＋遇SCN －无明显变化，再通入Cl

或加新制氯水后溶液显红色；Fe3＋遇SCN－显红色，遇碱液生成红

2

褐色沉淀，遇苯酚显紫色。

4．遇Ba2＋生成白色沉淀且不溶于盐酸的只有SO2－4，遇Ag＋生成白色沉淀且不溶于稀硝

酸的有Cl－。

5．溶于水显碱性的气体或使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体是NH3；与强碱溶液反应产生气体的溶液一般含有NH＋4；与酸反应产生气体的溶液一般含有CO2－3、HCO－3、SO2－3、HSO－3等。

6．使品红溶液褪色的气体有SO2、Cl2、O3等；在空气中由无色变为红棕色的气体是NO；遇水产生气体的物质有碱金属、Na2O2、F2等；与水反应放出气体且有难溶物或微溶物生成的物质有Al2S3、Mg3N2、CaC2等。

【热点题型】

题型五由化学计算推断无机物

例5、短周期元素A、B、C、D中，0.5 mol A元素的离子得到6.02×1023个电子后被还原为中性原子，0.4 g A的氧化物恰好与100 mL 0.2 mol/L的盐酸完全反应，A元素原子核质子数与中子数相等；B元素原子核外电子数比A元素原子核外电子数多1，C－离子核外电子层数比A元素的离子核外电子层数多1；D元素原子最外层电子数是次外层的2倍。请填写下列空格：

(1)A、B、C、D四种元素的符号：A________B________，C________，D________。

(2)C、D两元素组成的物质，分子含有__________键(填“极性”或“非极性”，下同)，其电子式是____________。

(3)A、B、C三种元素的离子半径由大到小的顺序为________________(用离子符号表示)。

【提分秘籍】

化学计算是中学化学的重要组成部分，解答无机推断题时，不仅要注意物质的结构、性质、相互转化中特征反应和实验现象，还要注意转化之中量的变化，所以根据化学计算也能推断无机物。中学化学常见式量规律有：式量为28：CO、C2H4、N2；式量为30：NO、C2H6、HCHO；式量为44：CO2、N2O、C3H8、CH3CHO；式量为46：NO2、C2H5OH；式量为78：C6H6、Al(OH)3、Na2O2、Na2S；式量为100：Mg3N2、CaCO3、KHCO3；式量相差16一般是相差一个氧原子等。

(2)C、D两元素组成的分子为CCl4，四个C－Cl键以碳原子为中心的正四面体结构。(3)A、

B、C三种元素的离子依次为Mg2＋、Al3＋、Cl－，前两者的电子层数均为两层(但Mg2＋的质子数小于Al3＋)，Cl－有三层，故半径为Cl－>Mg2＋>Al3＋。

【随堂巩固】

1．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的化学式可能是__________；工业上制取A的离子方程式

_________________________。

(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，酸雨的pH呈减小趋势，用离子方程式解释原因：

_____________________________________________________________。

2.右图表示某固态单质A及其化合物之间的转化关系(某些产物和反应条件已略去)。化合

物B在常温常压下为气体，B和C的相对分子质量之比为4∶5，化合物D是重要的工业原料。

(1)写出A在加热条件下与H2反应的化学方程式：

_________________________________________________________________；

(2)写出E与A的氢化物反应生成A的化学方程式：