1、素养提升突破系列(二)元素化合物的转化与推断核心素养核心素养模型认知模型认知通过分析、推理等方法认识研究对象的本质特征、构通过分析、推理等方法认识研究对象的本质特征、构成要素及其相互关系成要素及其相互关系,建立模型。能运用模型解释化学建立模型。能运用模型解释化学现象现象,揭示现象的本质和规律。揭示现象的本质和规律。【归纳【归纳认知素养认知素养】一、元素化合物的转化一、元素化合物的转化1.1.直线型转化关系直线型转化关系:2.2.三角转化关系三角转化关系:3.3.交叉转化关系交叉转化关系4.4.不能一步实现的反应不能一步实现的反应:(1)H(1)H2 2S(S(或或S)S)不能一步转化为不能一步
2、转化为SOSO3 3。(2)N(2)N2 2(或或NHNH3 3)不能一步转化为不能一步转化为NONO2 2。(3)SiO(3)SiO2 2不能与水反应生成不能与水反应生成H H2 2SiOSiO3 3。(4)Fe(4)Fe2 2O O3 3、AlAl2 2O O3 3、CuOCuO等不溶性金属氧化物都不能一等不溶性金属氧化物都不能一步生成相应的氢氧化物。步生成相应的氢氧化物。二、元素化合物的推断二、元素化合物的推断1.1.物质的特殊颜色物质的特殊颜色:(1)(1)有色气体有色气体:NO:NO2 2(红棕色红棕色)、ClCl2 2(黄绿色黄绿色););无色、刺激性气味的气体无色、刺激性气味的气
3、体:SO:SO2 2、NHNH3 3、HClHCl。(2)(2)溶液中的有色物质溶液中的有色物质:Cu:Cu2+2+(蓝色蓝色)、FeFe2+2+(浅绿色浅绿色)、FeFe3+3+(棕黄色棕黄色)、(紫红色紫红色)。BrBr2 2在水中显橙黄色在水中显橙黄色,在有机溶剂中显橙红色在有机溶剂中显橙红色;I I2 2在水中显黄褐色在水中显黄褐色,在有机溶剂中显紫红色。在有机溶剂中显紫红色。4MnO(3)(3)有色固体有色固体:淡黄色固体淡黄色固体:Na:Na2 2O O2 2、S;S;黑色固体黑色固体:MnO:MnO2 2、C C、CuOCuO、FeOFeO、FeFe3 3O O4 4;紫黑色固体
4、紫黑色固体:KMnO:KMnO4 4、I I2 2;红色固体红色固体:Cu:Cu。(4)(4)有色沉淀有色沉淀:红褐色沉淀红褐色沉淀:Fe(OH):Fe(OH)3 3;蓝色沉淀蓝色沉淀:Cu(OH):Cu(OH)2 2。2.2.特殊的反应现象特殊的反应现象:(1)(1)焰色反应焰色反应:Na:Na+(黄色黄色)、K K+(紫色紫色)。(2)(2)使品红溶液褪色的气体使品红溶液褪色的气体:SO:SO2 2(加热后又恢复红色加热后又恢复红色)、ClCl2 2(加热后不恢复红色加热后不恢复红色)。(3)Fe(OH)(3)Fe(OH)2 2 Fe(OH)Fe(OH)3 3:白色沉淀迅速转变成灰白色沉淀
5、迅速转变成灰绿色绿色,最终变成红褐色。最终变成红褐色。(4)Fe(4)Fe2+2+Fe Fe3+3+:Fe:Fe2+2+遇遇SCNSCN-无明显变化无明显变化,通入通入ClCl2 2后后显红色。显红色。(5)(5)在空气中气体由无色变成红棕色在空气中气体由无色变成红棕色:NO:NO。(6)(6)气体燃烧火焰呈苍白色气体燃烧火焰呈苍白色:H:H2 2在在ClCl2 2中燃烧。中燃烧。(7)(7)使湿润的红色石蕊变蓝的气体使湿润的红色石蕊变蓝的气体:NH:NH3 3。(8)(8)使湿润的淀粉使湿润的淀粉KIKI试纸变蓝试纸变蓝:Cl:Cl2 2、BrBr2 2、FeClFeCl3 3、碘水等。碘水
6、等。(9)(9)两种气体接近冒白烟两种气体接近冒白烟:HCl:HCl和和NHNH3 3。(10)(10)遇强碱溶液生成红褐色沉淀或遇遇强碱溶液生成红褐色沉淀或遇KSCNKSCN溶液显红溶液显红色色:Fe:Fe3+3+。3.3.特殊的反应条件特殊的反应条件(如使用催化剂的反应如使用催化剂的反应):):N N2 2+3H+3H2 2 2NH 2NH3 3;2KClO2KClO3 3 2KCl+3O2KCl+3O2 22H2H2 2O O2 2 2H2H2 2O+OO+O2 2;2SO2SO2 2+O+O2 2 2SO 2SO3 3;4NH4NH3 3+5O+5O2 2 4NO+6H 4NO+6H2
7、 2O O4.4.既能与强酸溶液反应又能与强碱溶液反应的物质既能与强酸溶液反应又能与强碱溶液反应的物质:(1)(1)金属单质金属单质:Al:Al。(2)(2)两性物质两性物质:两性氧化物如两性氧化物如AlAl2 2O O3 3,两性氢氧化物如两性氢氧化物如Al(OH)Al(OH)3 3,以及氨基酸等。以及氨基酸等。(3)(3)弱酸弱碱盐弱酸弱碱盐:如如(NH(NH4 4)2 2COCO3 3、CHCH3 3COONHCOONH4 4等。等。(4)(4)弱酸的酸式盐弱酸的酸式盐:如如NaHCONaHCO3 3、Ca(HCOCa(HCO3 3)2 2、NaHSONaHSO3 3等。等。【真题【真题
8、体验素养体验素养】1.(20161.(2016全国卷全国卷T12)T12)某白色粉末由两种物质组成某白色粉末由两种物质组成,为鉴别其成分进行如下实验为鉴别其成分进行如下实验:取少量样品加入足量水仍有部分固体未溶解取少量样品加入足量水仍有部分固体未溶解;再加入再加入足量稀盐酸足量稀盐酸,有气泡产生有气泡产生,固体全部溶解固体全部溶解;取少量样品加入足量稀硫酸有气泡产生取少量样品加入足量稀硫酸有气泡产生,振荡后仍有振荡后仍有固体存在。固体存在。该白色粉末可能为该白色粉末可能为世纪金榜导学号世纪金榜导学号79100070(79100070()A.NaHCOA.NaHCO3 3、Al(OH)Al(OH
9、)3 3B.AgClB.AgCl、NaHCONaHCO3 3C.NaC.Na2 2SOSO3 3、BaCOBaCO3 3D.NaD.Na2 2COCO3 3、CuSOCuSO4 4【解析【解析】选选C C。NaHCONaHCO3 3、Al(OH)Al(OH)3 3 中加入足量稀硫酸有中加入足量稀硫酸有气泡产生气泡产生,生成硫酸钠、硫酸铝、二氧化碳和水生成硫酸钠、硫酸铝、二氧化碳和水,最终最终无固体存在无固体存在,A,A项错误项错误;AgCl;AgCl不溶于酸不溶于酸,加入稀盐酸后加入稀盐酸后,固体不能全部溶解固体不能全部溶解,B,B项错误项错误;亚硫酸钠和碳酸钡加入亚硫酸钠和碳酸钡加入足量水后
10、足量水后,碳酸钡不溶于水使部分固体不溶解碳酸钡不溶于水使部分固体不溶解,加入稀加入稀盐酸盐酸,碳酸钡与盐酸反应生成氯化钡、二氧化碳和水碳酸钡与盐酸反应生成氯化钡、二氧化碳和水,固体全部溶解固体全部溶解;将样品加入足量稀硫酸将样品加入足量稀硫酸,稀硫酸和碳酸稀硫酸和碳酸钡反应生成硫酸钡沉淀、二氧化碳和水钡反应生成硫酸钡沉淀、二氧化碳和水,符合题意符合题意,C,C项正确项正确;Na;Na2 2COCO3 3、CuSOCuSO4 4中加入足量稀硫酸中加入足量稀硫酸,振荡后无固振荡后无固体存在体存在,D,D项错误。项错误。2.(20172.(2017天津高考节选天津高考节选)下图是下图是Al(OH)A
11、l(OH)3 3、MnOMnO2 2固体混固体混合物的分离和利用合物的分离和利用(流程图中的部分分离操作和反应流程图中的部分分离操作和反应条件未标明条件未标明)(1)(1)反应反应所加试剂所加试剂NaOHNaOH的电子式为的电子式为_。BCBC的反应条件为的反应条件为_,CAl_,CAl的制备方法称为的制备方法称为_。(2)(2)该小组探究反应该小组探究反应发生的条件。发生的条件。D D与浓盐酸混合与浓盐酸混合,不加热不加热,无变化无变化;加热有加热有ClCl2 2生成生成,当反应停止后当反应停止后,固体固体有剩余有剩余,此时滴加硫酸此时滴加硫酸,又产生又产生ClCl2 2。由此判断影响该。由
12、此判断影响该反应有效进行的因素有反应有效进行的因素有(填序号填序号)_)_。a.a.温度温度b.Clb.Cl-的浓度的浓度c.c.溶液的酸度溶液的酸度【解析【解析】在在Al(OH)Al(OH)3 3、MnOMnO2 2固体混合物中加入固体混合物中加入NaOHNaOH时时,Al(OH),Al(OH)3 3转化为转化为 ,通入通入COCO2 2转化为转化为Al(OH)Al(OH)3 3沉淀沉淀,再加热分解为再加热分解为AlAl2 2O O3 3,最后熔融电解生成最后熔融电解生成AlAl。(1)NaOH(1)NaOH的电子式为的电子式为 ;根据上述分析根据上述分析,B,B CC的条件为加热或者煅烧的
13、条件为加热或者煅烧,CAl,CAl的制备方法为电解的制备方法为电解AlAl2 2O O3 3。2AlO(2)(2)由题干图示可知由题干图示可知,D,D为为MnOMnO2 2,与浓盐酸的反应条件为与浓盐酸的反应条件为加热加热,根据信息根据信息,加入硫酸之后会继续反应加入硫酸之后会继续反应,所以影响所以影响条件为温度和溶液的酸度。条件为温度和溶液的酸度。答案答案:(1)(1)加热加热(或煅烧或煅烧)电解法电解法(2)a(2)a、c c【素养变式【素养变式】(1)(1)溶液溶液A A中通入过量中通入过量COCO2 2时时,发生反应的离子方程式发生反应的离子方程式为为_。提示提示:OHOH-+CO+C
14、O2 2=,+CO=,+CO2 2+2H+2H2 2O=O=Al(OH)Al(OH)3 3+。NaAlONaAlO2 2溶液中通入溶液中通入COCO2 2转化为转化为Al(OH)Al(OH)3 3沉淀。沉淀。3HCO2AlO3HCO(2)(2)得到的得到的ClCl2 2能与焦炭、能与焦炭、TiOTiO2 2反应反应,生成一种还原性气生成一种还原性气体和一种易水解成体和一种易水解成TiOTiO2 2x xH H2 2O O的液态化合物的液态化合物,该反应的该反应的化学方程式为化学方程式为_。提示提示:2Cl2Cl2 2+TiO+TiO2 2+2C=TiCl+2C=TiCl4 4+2CO+2CO。
15、【训练【训练提升素养提升素养】1.(1.(新题预测新题预测)某白色粉末由两种物质组成某白色粉末由两种物质组成,为鉴别其为鉴别其成分进行如下实验成分进行如下实验:取少量样品加入足量稀盐酸取少量样品加入足量稀盐酸,固体全部溶解固体全部溶解;再加入再加入过量烧碱溶液过量烧碱溶液,有白色沉淀产生有白色沉淀产生;取少量样品加入足量水取少量样品加入足量水,固体全部溶解固体全部溶解;再加入稀硫再加入稀硫酸酸,有白色沉淀产生。该白色粉末可能为有白色沉淀产生。该白色粉末可能为()A.BaClA.BaCl2 2、Al(NOAl(NO3 3)3 3B.BaCOB.BaCO3 3、MgClMgCl2 2C.MgSOC
16、.MgSO4 4、AlClAlCl3 3D.Ba(NOD.Ba(NO3 3)2 2、Mg(NOMg(NO3 3)2 2【解析【解析】选选D D。BaClBaCl2 2、Al(NOAl(NO3 3)3 3都能溶于水都能溶于水,加入过量加入过量烧碱溶液烧碱溶液,无白色沉淀产生无白色沉淀产生,A,A错误错误;取少量样品加入足取少量样品加入足量水量水,BaCO,BaCO3 3不溶于水不溶于水,B,B错误错误;MgSO;MgSO4 4、AlClAlCl3 3溶于水后再溶于水后再加入稀硫酸加入稀硫酸,无白色沉淀产生无白色沉淀产生,C,C错误错误;Ba(NO;Ba(NO3 3)2 2、Mg(NOMg(NO3
17、 3)2 2溶于水后加入过量烧碱溶液或加入稀硫酸溶于水后加入过量烧碱溶液或加入稀硫酸,均均有白色沉淀产生有白色沉淀产生,D,D正确。正确。2.2.已知已知A A、B B、C C为中学化学中常见的单质。室温下为中学化学中常见的单质。室温下,A,A为固体为固体,B,B和和C C均为气体。在适宜的条件下均为气体。在适宜的条件下,它们可以按它们可以按如图进行反应。下列说法中正确的是如图进行反应。下列说法中正确的是()A.AA.A、B B、C C中三种元素的任意两种元素形成的化合物中三种元素的任意两种元素形成的化合物所属物质类别可能是氧化物所属物质类别可能是氧化物B.AB.A、B B、C C中三种元素的
18、任意两种元素形成的化合物中三种元素的任意两种元素形成的化合物所属物质类别一定不是碱所属物质类别一定不是碱C.C.如果如果E E溶液是一种强酸溶液是一种强酸,则则E E溶液为硫酸溶液为硫酸D.AD.A、B B、C C中有一种是金属且为中有一种是金属且为B B【解析【解析】选选B B。当。当A A为为Mg(Mg(或或NaNa、Al)Al)、B B为为ClCl2 2、C C为为H H2 2时时,符合题给信息和框图转化符合题给信息和框图转化,A,A、B B、C C中没有氧元素中没有氧元素,A,A错错误误;碱至少由三种元素组成碱至少由三种元素组成,B,B正确正确;常温下常温下,B,B、C C均为均为气体
19、单质气体单质,E,E溶液不可能为硫酸溶液不可能为硫酸,C,C错误错误;金属在室温下金属在室温下不为气体不为气体,D,D错误。错误。3.(20183.(2018曲靖模拟曲靖模拟)某校探究性学习小组用已部分生某校探究性学习小组用已部分生锈的废铁屑制作印刷电路板的腐蚀剂锈的废铁屑制作印刷电路板的腐蚀剂,并回收铜。探并回收铜。探究过程如下究过程如下:请回答下列问题请回答下列问题:(1)(1)步骤步骤中中,除发生反应除发生反应Fe+2HCl=FeClFe+2HCl=FeCl2 2+H+H2 2外外,其他可能反应的离子方程式为其他可能反应的离子方程式为_、_ _ _ _ _ _ _ _ _。(2)(2)若
20、若加入加入H H2 2O O2 2,书写反应的离子方程式书写反应的离子方程式_。(3)(3)若溶液若溶液B B中只含有中只含有FeFe2+2+而不含而不含FeFe3+3+,可证明该事实的可证明该事实的实验方法是实验方法是_。先加氯水先加氯水,后加后加KSCNKSCN溶液后显红色溶液后显红色;先加先加KSCNKSCN溶液溶液,不显红色不显红色,再加氯水后显红色再加氯水后显红色;滴加滴加NaOHNaOH溶液溶液,只产生白色沉淀只产生白色沉淀,迅速变为灰绿色迅速变为灰绿色,最后呈红褐色最后呈红褐色;只滴加只滴加KSCNKSCN溶液不显红色。溶液不显红色。(4)(4)步骤步骤的化学方程式为的化学方程式
21、为_。(5)(5)若除去氯化铜中氯化铁可以加入试剂若除去氯化铜中氯化铁可以加入试剂_。【解析【解析】(1)(1)从题意知铁屑中含有从题意知铁屑中含有FeFe2 2O O3 3,还发生还发生FeFe2 2O O3 3+6H+6H+=2Fe=2Fe3+3+3H+3H2 2O O、Fe+2FeFe+2Fe3+3+=3Fe3Fe2+2+。(2)(2)双氧水氧化亚铁离子的离子方程式为双氧水氧化亚铁离子的离子方程式为2Fe2Fe2+2+H+H2 2O O2 2+2H+2H+=2Fe2Fe3+3+2H+2H2 2O O。(3)Fe(3)Fe2+2+的检验要考虑的检验要考虑FeFe3+3+的干扰的干扰,故先加
22、故先加KSCNKSCN无明显无明显现象现象,氧化后变红或加入氧化后变红或加入NaOHNaOH开始只产生白色沉淀。开始只产生白色沉淀。(4)(4)铁离子腐蚀金属铜的化学方程式为铁离子腐蚀金属铜的化学方程式为2FeCl2FeCl3 3+Cu=+Cu=2FeCl2FeCl2 2+CuCl+CuCl2 2。(5)(5)由于不能引入新的杂质由于不能引入新的杂质,则除去氯化铜中氯化铁可则除去氯化铜中氯化铁可以加入氧化铜或氢氧化铜。以加入氧化铜或氢氧化铜。答案答案:(1)Fe(1)Fe2 2O O3 3+6H+6H+=2Fe=2Fe3+3+3H+3H2 2O OFe+2FeFe+2Fe3+3+=3Fe3Fe
23、2+2+(2)2Fe(2)2Fe2+2+H+H2 2O O2 2+2H+2H+=2Fe2Fe3+3+2H+2H2 2O O(3)(3)(4)2FeCl(4)2FeCl3 3+Cu=+Cu=2FeCl2FeCl2 2+CuCl+CuCl2 2(5)(5)氧化铜或氢氧化铜氧化铜或氢氧化铜【加固训练【加固训练】1.1.化学美无处不在。下图是物质间发生化学反应的颜化学美无处不在。下图是物质间发生化学反应的颜色变化色变化,其中其中X X是是()A.A.稀盐酸稀盐酸B.B.稀硫酸稀硫酸C.C.硫酸钠溶液硫酸钠溶液D.D.碳酸钠溶液碳酸钠溶液【解析【解析】选选B B。稀盐酸不与。稀盐酸不与Ba(NOBa(N
24、O3 3)2 2反应反应,A,A错误错误;硫酸硫酸钠、碳酸钠都不能与钠、碳酸钠都不能与CuOCuO和和FeFe反应反应,也不能使石蕊溶液也不能使石蕊溶液变红变红,C,C、D D错误。错误。2.2.一种白色晶体一种白色晶体A A极易溶于水极易溶于水,将将A A配成溶液进行如框配成溶液进行如框图所示的实验图所示的实验,实验现象及转化关系如框图所示。实验现象及转化关系如框图所示。A A为为含硫的正盐其中硫元素化合价为含硫的正盐其中硫元素化合价为+4,+4,气体气体D D能使品红溶能使品红溶液褪色液褪色,气体气体F F能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。试回答能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。试回答下列问题下列问题
25、:(1)(1)写出物质化学式写出物质化学式:D_;F_:D_;F_。(2)(2)写出下列反应的离子方程式写出下列反应的离子方程式:A A和酸性和酸性KMnOKMnO4 4溶液反应溶液反应:_:_ _ _ _ _ _ _ _ _;_;D D和新制氯水和新制氯水:_:_。(3)(3)通过本题的解答通过本题的解答,在检验在检验 时时,应使用应使用_。A.A.盐酸酸化的盐酸酸化的BaClBaCl2 2溶液溶液B.B.硝酸酸化的硝酸酸化的Ba(NOBa(NO3 3)2 2溶液溶液24SO【解析【解析】能使品红溶液褪色的能使品红溶液褪色的D D是是SOSO2 2,能使湿润的红能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的色
26、石蕊试纸变蓝的F F是是NHNH3 3,A,A是一种白色晶体是一种白色晶体,和盐酸和盐酸能生成能生成SOSO2 2,A,A是是(NH(NH4 4)2 2SOSO3 3,被氧化剂氧化为被氧化剂氧化为B B是是(NH(NH4 4)2 2SOSO4 4,白色沉淀白色沉淀C C是是BaSOBaSO4 4。(1)(1)根据分析根据分析,D,D是是SOSO2 2,F,F是是NHNH3 3。(2)(2)(NH(NH4 4)2 2SOSO3 3和酸性和酸性KMnOKMnO4 4溶液反应的离子方程式为溶液反应的离子方程式为2 +6H2 +6H+5 =5 +2Mn+5 =5 +2Mn2+2+3H+3H2 2O;O
27、;ClCl2 2能将能将SOSO2 2氧化氧化,离子方程式为离子方程式为SOSO2 2+Cl+Cl2 2+2H+2H2 2O=O=+4H+4H+2Cl+2Cl-;(3)(3)若溶液中存在若溶液中存在 ,加入硝酸后能够被氧化为加入硝酸后能够被氧化为 ,因此在检验因此在检验 时时,应使用盐酸酸化的应使用盐酸酸化的BaClBaCl2 2溶液。溶液。23SO4MnO24SO24SO23SO24SO24SO答案答案:(1)SO(1)SO2 2NHNH3 3(2)(2)2 +6H2 +6H+5 =5 +2Mn+5 =5 +2Mn2+2+3H+3H2 2O OSOSO2 2+Cl+Cl2 2+2H+2H2 2O=+4HO=+4H+2Cl+2Cl-(3)A(3)A23SO4MnO24SO24SO
