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高中三年级化学

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  • 推断题
    已知2mol白色粉末X完全分解后，恢复至室温，生成白色固体e、无色液体a、无色气体b各1mol;A、B、E、e、X的 焰色反应均为黄色，且A、C、D均为单质。其转化关系如下图所示：

    请回答下列问题：
    (1)C的分子式为____ ，E的电子式为________。
    (2)写出在水溶液中进行的反应③的离子方程式：____。
    (3)反应⑤中，每生成1 molD转移电子的物质的量为____。
    本题信息：2011年专项题化学推断题难度一般 来源:杨云霞
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本试题 “已知2mol白色粉末X完全分解后，恢复至室温，生成白色固体e、无色液体a、无色气体b各1mol;A、B、E、e、X的 焰色反应均为黄色，且A、C、D均为单质。其转化关系...” 主要考查您对

无机推断

过氧化钠

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氧化还原反应的计算

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无机推断的解题题眼：

1.题眼一：
常见气体单质气体：H2、O2、N2、Cl2（黄绿色）、F2（淡黄绿色）
气态氢化物：NH3（无色有刺激性气味，易液化，极易溶于水，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，遇到HCl形成白烟）
HCl（无色有刺激性气味，极易溶于水，能使湿润的蓝色石蕊试纸变红，在空气中形成白雾，遇到NH3形成白烟）
H2S（无色有臭鸡蛋气味，蛋白质腐败的产物，能溶于水，能使湿润的醋酸铅试纸变黑）
非金属气态氧化物：CO、CO2（直线型非极性分子）、NO（遇到空气变红棕色）、NO2（红棕色，加压、降温会转变成无色N2O4）、SO2（无色、有刺激性气味、能使品红溶液褪色） [固态氧化物]：SO3（无色晶体、易挥发）、P2O5（白色固体、易吸湿，常用作干燥剂）、SiO2（不溶于水、不溶于普通酸的高熔点固体，但溶于氢氟酸和强碱溶液）
气态卤代烃：一氯甲烷（CH3Cl）、氯乙烯（CH2＝CHCl）气态醛：甲醛（HCHO）
2.题眼二：
气体溶解性归纳难溶于水的：H2、N2、CO、NO、CH4、C2H4；
微溶于水的：O2、C2H2；
能溶于水的：Cl2（1:1）、H2S（1:2.6）、SO2（1:40）；
极易溶于水的：NH3（1:700）、HCl（1:500）、HF、HBr、HI。
3.题眼三：
常见液态物质无机物：液溴Br2、水（H2O）、过氧化氢（H2O2）、二硫化碳（CS2）、三氯化磷（PCl3）
有机物：一般5个碳原子以上的低级烃；除一氯甲烷、氯乙烯之外的低级卤代烃；低级醇；除甲醛之外的低级醛；低级羧酸；低级酯。
4.题眼四：
常见物质的颜色
①红色：Fe(SCN)3（红色溶液）； Cu2O（红色固体）；Fe2O3（红棕色固体）； 液溴（深红棕色）；Fe(OH)3（红褐色固体）；Cu（紫红色固体）；溴蒸气、NO2（红棕色）
②紫色：Fe3+与苯酚反应产物（紫色）；I2（有金属光泽紫黑色固体）KMnO4固体（紫黑色）；MnO4-（紫红色溶液） 钾的焰色反应（紫色） I2蒸气、I2在非极性溶剂中（紫色）
③橙色：溴水（橙色） K2Cr2O7溶液（橙色）
④黄色：AgI（黄色固体）；AgBr（淡黄色固体）； FeS2（黄色固体）；Na2O2（淡黄色固体）；S（黄色固体）；I2的水溶液（黄色）；Na的焰色反应（黄色）；工业浓盐酸（黄色）（含有Fe3+）；Fe3+的水溶液（黄色）；久置的浓硝酸（黄色）（溶有分解生成的NO2）；浓硝酸粘到皮肤上（天然蛋白质）（显黄色）；
⑤绿色：Cu2(OH)2CO3（绿色固体）；Fe2+的水溶液（浅绿色）；FeSO4?7H2O（绿矾）；Cl2、氯水（黄绿色）；F2（淡黄绿色）； CuCl2的浓溶液（蓝绿色）；
⑥棕色：FeCl3固体（棕黄色）；CuCl2固体（棕色）
⑦蓝色：Cu(OH)2、CuSO4?5H2O、Cu2+在水溶液中（蓝色）；淀粉遇I2变蓝色； Cu(OH)2溶于多羟基化合物（如甘油、葡萄糖等）的水溶液中（绛蓝色）；
⑧黑色：FeO；Fe3O4；FeS；CuO；CuS；Cu2S；MnO2；C粉；Ag2S；Ag2O；PbS； AgCl、AgBr、AgI、AgNO3光照分解均变黑；绝大多数金属在粉末状态时呈黑色或灰黑色。
⑨白色：常见白色固体物质如下（呈白色或无色的固体、晶体很多）：AgCl；Ag2CO3；Ag2SO4；Ag2SO3；BaSO4；BaSO3；BaCO3；CaCO3；MgO；Mg(OH)2；MgCO3；Fe(OH)2；AgOH；PCl5；SO3；三溴苯酚；铵盐（白色固体或无色晶体）； Fe(OH)2沉淀在空气中的现象：白色→（迅速）灰绿色→（最终）红褐色
 5.题眼五：
根据框图中同一元素化合价的变化为主线，即A→B→C→……型归纳
CCOCO2；H2SSSO2SO3（H2SO4）； NH3(N2)NONO2→HNO3； NaNa2ONa2O2； Fe→Fe2+→Fe(OH)2Fe(OH)3；Fe→Fe2+→Fe3+；
CH2=CH2CH3CHOCH3COOH；CH3CH2OHCH3CHOCH3COOH
6.题眼六：
根据化学反应形式
(1)根据置换反应“单质+化合物=新的单质+新的化合物” 进行推理
㈠金属置换金属
铝热反应：需高温条件才能引发反应的发生，通常用来冶炼一些高熔点金属。如：2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe; 8Al+3Fe3O44Al2O3+9Fe
㈡.金属置换非金属
①金属与水反应置换出H2  2Na+2H2O==2Na++2OH-+H2↑ （非常活泼的金属在常温下与H2O反应） 3Fe+4H2OFe3O4+4H2↑
②金属与非氧化性酸(或氧化物)反应 2Al+6H+==2Al3++3H2↑；2Mg+CO22MgO+C
㈢.非金属置换非金属
①非金属单质作氧化剂的如：2F2+2H2O==4HF+O2；2FeBr2+3Cl2==2FeCl3+2Br2；X2+H2S==2H++2X-+S↓（X2=Cl2、Br2、I2）；2H2S+O2(不足)2S+2H2O （H2S在空气中不完全燃烧） 2H2S+O2==2S↓+2H2O（氢硫酸久置于空气中变质）
②非金属单质作还原剂的如：C+H2OCO+H2 （工业上生产水煤气的反应） Si+4HF==SiF4(易挥发)+2H2↑
㈣.非金属置换金属
如：2CuO+C2Cu+CO2↑
①根据反应“化合物+化合物=单质+化合物”进行推理，常见的该类型反应有：
2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑
2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2
2H2S+SO2==3S↓+2H2O
KClO3+6HCl(浓)KCl+3Cl2↑+3H2O
MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
②根据反应“一种物质三种物质”进行推理，常见该类型的反应有：
Cu2(OH)2CO32CuO+CO2↑+H2O
2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
NH4HCO3NH3↑+CO2↑+H2O
(NH4)2CO32NH3↑+CO2↑+H2O
NH4HSO3NH3↑+SO2↑+H2O
③根据反应“化合物+单质==化合物+化合物+……”，常见该类型的反应有：
Na2SO3+Cl2+H2O==Na2SO4+2HCl
Na2SO3+Br2+H2O==Na2SO4+2HBr
C+4HNO3(浓)==CO2↑+4NO2↑+2H2O
Cu+4HNO3(浓)==Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
3Cu+8HNO3(稀)==3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
7．题眼七：
根据常见反应的特征现象。
(1)两种物质反应既有沉淀又有气体生成的
①双水解：主要指Al3+、Fe3+与CO32-、HCO3-等之间的双水解
②Ba(OH)2和(NH4)2SO4生成氨气和硫酸钡沉淀
(2)遇水能放出气体的
①Li、Na、K、Ca、Ba、Mg（△）、Fe（高温）[氢后面的金属不跟水反应]
②Na2O2、NaH、CaC2、Al2S3、Mg3N2
③加碱能产生气体的：Al、Si、NH4+
④加酸有沉淀生成的：如SiO32-、AlO2-、S2O32-、C6H5O-（常温下）
⑤有“电解”条件的，通常联想到下列代表物：
a.电解电解质型：不活泼金属的无氧酸盐如CuCl2（aq）
b.放氧生酸型：不活泼金属的含氧酸盐如CuSO4（aq）
c.放氢生碱型：活泼金属的无氧酸盐如NaCl（aq）
d.电解熔融离子化合物：如Al2O3（l）、NaCl（l）


无机推断题的突破方法：

解决无机框图推断题的一般流程是：
整体浏览、寻找突破；
由点到面、广泛联系；
大胆假设、验证确认；
明确要求、规范解答 。
解题的关键是仔细审题，依据物质的特征来寻找突破口，顺藤摸瓜，进而完成全部未知物的推断。常用的突破方法主要有以下几种。
1．依据元素或物质的特征数据突破
常用的有：
(1)在地壳中含量最多的元素是氧；
(2)在地壳中含量最多的金属元素是铝；
(3)组成化合物种类最多的元素是碳；
(4)相对分子质量最小的单质是氢气；
(5)日常生活中应用最广泛的金属是铁。
2．依据物质的特性突破
常用的有：
(1)使淀粉变蓝的是I2；
(2)能使铁、铝钝化的是冷的浓硫酸或浓硝酸；
(3)能与SiO2反应而能雕刻玻璃的是氢氟酸；
(4)能使品红溶液褪色，褪色后的溶液受热后恢复红色的是二氧化硫；
(5)遇SCN-溶液变红色的是Fe3＋；
(6)在放电的条件下与氧气化合生成NO的是氮气；
(7)能与水剧烈反应生成氧气的气体是F2；
(8)具有磁性的黑色固体是Fe3O4；
(9)红棕色粉末是Fe2O3；
(10)黄绿色气体是Cl2，红褐色沉淀是Fe(OH)3，能与水反应放出气体的淡黄色粉末是Na2O2。
3．依据物质的特殊用途突破
常用的有：
(1)可作呼吸面具和潜水艇中的供氧剂的是Na2O2；
(2)可用于杀菌、消毒、漂白的物质主要有Cl2、ClO2、NaClO和漂白粉等；
(3)可用作半导体材料、太阳能电池的是晶体硅；
(4)用于制造光导纤维的是SiO2；
(5)可用于治疗胃酸过多的物质是NaHCO3、Al(OH)3等；
(6)可用于制造发酵粉的是NaHCO3；
(7)可用作钡餐的是BaSO4；
(8)可用于焊接钢轨、冶炼难熔金属的是铝热剂；
(9)可用作感光材料的是AgBr；
(10)可用作腐蚀印刷电路板的是FeCl3溶液。
4．依据特殊现象突破
常用的有：
(1)燃烧时产生苍白色火焰的是氢气在氯气中燃烧；
(2)灼烧时火焰呈黄色的是含钠元素的物质；
(3)灼烧时火焰呈紫色(透过蓝色钴玻璃)的是含钾元素的物质；
(4)在空气中迅速由无色变红棕色的气体是NO；
(5)白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色的是Fe(OH)2转化为Fe(OH)3；
(6)能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体是NH3；
(7)使澄清石灰水先变浑浊后变澄清的是CO2、SO2；
(8)加入NaOH溶液先产生白色沉淀后沉淀溶解的溶液中含有Al3＋。
5．根据限定条件和解题经验突破
常用的有：
(1)“常见金属”往往是铁或铝；
(2)“常见气体单质”往往是H2、N2、O2、Cl2；
(3)“常用的溶剂”往往是H2O；
(4)“常温常压下为液态”的往往是H2O；
(5)“能与过量HNO3反应”则意味着某元素有变价；
(6)“与浓酸反应”的物质往往是铜、碳、MnO2等；
(7)“电解”生成三种物质的往往为NaCl溶液或CuSO4溶液或AgNO3溶液；“电解”生成两种物质的往往是电解水型的溶液，生成的两种物质为氢气和氧气。熔融电解往往是电解Al2O3、NaCl或MgCl2。


无机物间的特殊转化关系：

二、三角型转化

1．铁三角：

2．铝三角：

3．氯三角：

4．硅三角：

三、交叉型转化关系

1．硫及其重要化合物间的转化 ：

2．氮及其重要化合物间的转化 ：

3．钠及其重要化合物间的转化 ：




过氧化钠(Na2O2)的基本性质：

淡黄色固体，较稳定，可用作供氧剂、漂白剂
(1)与水反应：2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑
(2)与CO2反应：2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+ O2
(3)与HCl反应：2Na2O2+4HCl==4NaCl+2H2O+ O2↑


过氧化钠的特性及计算：

1．过氧化钠的强氧化性


2．Na2O2与CO2、H2O(g)反应的重要关系
(1)气体体积差的关系
2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2　气体体积差 ① 
                   2                                1         ΔV＝1
2Na2O2＋2H2O(g)===4NaOH＋O2　气体体积差 ② 
                  2                                 1        ΔV＝1
由此可见，若CO2和水蒸气的混合气体（或单一气体）通过足量Na2O2，气体体积的减少量是原气体体积的1/2,即为生成氧气的量。
(2)先后顺序关系
一定量的Na2O2与一定量的CO2和H2O(g)的混合物反应，可视为Na2O2首先与CO2反应，剩余的Na2O2再与H2O(g)反应。
(3)电子转移关系
当Na2O2与CO2或H2O反应时，每产生1molO2就转移2mol电子。
(4)固体质量变化关系
①足量过氧化钠与水、CO2反应的计算

所以，有ag通式符合(CO)m(H2)n(m＝0,1,2,3…，n＝0,1,2,3…)的物质(包括纯净物和混合物)在氧气中燃烧，将其通过足量过氧化钠，反应完毕后，固体增重ag。


氧化钠与过氧化钠的比较：

物质 氧化钠 过氧化钠
色态 白色固体 淡黄色固体
类别 碱性氧化物

过氧化物（不属于碱性氧化物）

化学键类型 仅含离子键 离子键和非极性键
电子式
生成条件 常温 点燃或加热
氧的化合价 -2 -1
阴阳离子个数比 1：2 1：2
稳定性 不稳定 稳定
转化关系 2Na2O+O2=2Na2O2
用途 用于制取少量过氧化钠 供氧剂、漂白剂、氧化剂
与水反应方程式 2Na2O+2H2O=2NaOH 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
与CO2反应 Na2O+CO2=NaCO3 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2↑
与HCl反应 Na2O+2HCl=2NaCl+H2O 2Na2O2+4HCl=4NaCl+2H2O+O2↑
保存 隔绝空气、密封保存 隔绝空气、远离易燃物、密封保存

特别提醒：

(1)用脱脂棉包裹住过氧化钠，滴加少量水时脱脂棉可以燃烧，不仅可以说明Na2O2与H2O反应生成O2，还可以说明该反应放热。
(2)Na2O2与H2O反应时H2O既不是氧化剂也不是还原剂。

方法技巧：Na2O与Na2O2的结构与性质

(1)Na2O中只含离子键，Na2O2中既含离子键，又含非极性键。
(2)等物质的量的Na2O与Na2O2分别于等量且足量的H2O反应，所得溶液的成分浓度相同


碳酸氢钠(NaHCO3)：

(1)俗名：小苏打；细小白色晶体，溶解度小于Na2CO3，受热易分解，可用于治疗胃酸过多、发酵剂
(2)与H+反应：HCO3-+H+==CO2↑+H2O
(3)与NaOH反应：HCO3-+OH-==CO32-+H2O
(4)与石灰水反应：生成CaCO3沉淀
(5)与BaCl2和CO2不反应


碳酸氢钠的物理性质：

碳酸氢钠为白色晶体，或不透明单斜晶系细微结晶。比重2.15g。无臭、味咸，可溶于水，不溶于乙醇。其水溶液因水解而呈微碱性，常温中性质稳定，受热易分解，在50℃以上迅速分解，在270℃时完全失去二氧化碳，在干燥空气中无变化，在潮湿空气中缓慢分解。溶解度：7.8g，18℃；16.0g，60℃。

碳酸氢钠的用途：

碳酸氢钠可直接作为制药工业的原料，用于治疗胃酸过多。


Na2CO3、NaHCO3的性质比较：

表示 名称 碳酸钠 碳酸氢钠
化学式 Na2CO3 NaHCO3
俗称 苏打 小苏打
物理性质 色态 白色粉末 白色晶体
溶解性 易溶于水 能溶于水
化学性质 与盐酸反应 Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑ NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑
热稳定性 很稳定 受热分解：2NaHCO3=（加热）=Na2CO3+H2O+CO2↑
与NaOH反应 不反应 NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O
相互转化 Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3 NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O
2NaHCO3=（加热）=Na2CO3+H2O+CO2↑

Na2CO3、NaHCO3的鉴别：

Na2CO3、NaHCO3与足量盐酸反应的比较：


碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应的基本图像的归纳总结：

(1)向Na2CO3中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图1所示；
(2)向NaHCO3中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图2所示；
(3)向NaOH、Na2CO3的混合物中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图3所示(设NaOH、Na2CO3的物质的量之比x∶y＝1∶1，其他比例时的图像略)；
(4)向Na2CO3、NaHCO3的混合物中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图4所示(设Na2CO3、NaHCO3的物质的量之比m∶n＝1∶1,其他比例时的图像略)。


定义:

在化学反应中，一般是原子的最外层电子数目发生变化。为了简便起见，化学中常在元素符号周围用小黑点“· ”或小叉“×”来表示元素原子的最外层电子，相应的式子叫做电子式。
(1)原子的电子式：H· 、Na· 、
(2)阳离子的电子式：不画出离子最外层电子数，元素右上角标出“n+”电荷字样：Na+、Al3+、Mg2+
(3)阴离子的电子式:要画出最外层电子数，用 “[  ]”括起来，右上角标出“n-”：、、
(4)离子化合物的电子式：由阴、阳离子的电子式组成，相同离子不能合并：
、
(5)共价化合物的电子式：画出离子最外层电子数：、
(6)用电子式表示物质形成的过程：
氯化氢的形成过程：
氯化镁的形成过程：

结构式:

共价键中的每一对共用电子用一根短线表示，未成键电子不写出，物质的电子式就变成了结构式。
例如:











书写电子式的常见错误:

 1．漏写未参与成键的电子,如：
2．化合物类型不清，漏写或多写“[]”及错写电荷数，如：
3．书写不规范，错写共用电子对如：N2的电子式为：，不能写成：，更不能写成：或。
4．不考虑原子间的结合顺序如：HClO的电子式为，而非。因氧原子需形成2对共用电子才能达到稳定结构，而H、 Cl各需形成1对共用电子就能达到稳定结构。
5．不考虑原子最外层有几个电子均写成8电子结构如：的电子式为，而非， 因中碳原子最外层应有6个电子(包括共用电子)，而非8个电子。
6．不清楚A如型离子化合物中两个B是分开写还是写一块如：中均为-l 价，Br-、H-已达到稳定结构，应分开写；C原子得一个电子，最外层有5个电子，需形成三对共用电子才能达到稳定结构，不能分开写；氧原子得一个电子，最外层有7个电子，需形成一对共用电子才能达到稳定结构，也不能分开写。它们的电子式分别为：


氧化还原反应的计算:

(1)比较典型的计算有：求氧化剂、还原剂物质的量之比或质量比，计算参加反应的氧化剂货还原剂的量，确定反应前后某一元素的价态变化等。
(2)计算的依据是：氧化剂得电子数等于还原剂失电子数，列出守恒关系式求解。

氧化还原反应的基本规律：

1．守恒规律
氧化还原反应中有物质失电子必有物质得电子，且失电子总数等于得电子总数。或者说氧化还原反应中，有元素化合价升高必有元素化合价降低，且化合价升高总数必等于降低总数。有关得失电子守恒(化合价守恒)的规律有如下应用：
(1)求某一反应中被氧化与被还原的元素原子个数之比，或求氧化剂与还原剂的物质的量之比及氧化产物与还原产物的物质的量之比。
(2)配平氧化还原反应方程式。
(3)进行有关氧化还原反应的计算：
2．强弱规律
较强氧化性的氧化剂跟较强还原性的还原剂反应，生成弱还原性的还原产物和弱氧化性的氧化产物。应用：在适宜条件下，用氧化性较强的物质制备氧化性较弱的物质，或用还原性较强的物质制备还原性较弱的物质，也可用于比较物质间氧化性或还原性的强弱。
3．价态规律
元素处于最高价，只有氧化性；元素处于最低价，只有还原性；元素处于中间价态，既有氧化性又有还原性，但主要表现一种性质。物质若含有多种元素，其性质是这些元素性质的综合体现。
4．转化规律
氧化还原反应中，以元素相邻价态之间的转化最容易；不同价态的同种元素之间发生反应，元素的化合价只靠近，不交叉；相邻价态的同种元素之间不发生氧化还原反应。如
 
5．难易规律
越易失去电子的物质，失去后就越难得到电子；越易得到电子的物质，得到后就越难失去电子。一种氧化剂同时和几种还原剂相遇时，还原性最强的优先发生反应；同理，一种还原剂同时与多种氧化剂相遇时，氧化性最强的优先发生反应，如向FeBr2溶液中通入Cl2时，发生离子反应的先后顺序为：。


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