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专题五 物质的转化与推断
物质的转化与推断是初中化学试题中常见,并且十分重要的一类题型。其基本形式是先给出一定的信息,这里面考查的知识包括酸、碱、盐、水、二氧化碳、常见单质等物质的性质和转化,具有覆盖面广、综合性强等特点,是考查学生发散思维、抽象思维及逻辑推理能力的一类好题。要求同学们对物质的性质、物质间的转化关系非常熟悉,在大脑中构建完整的知识网络,才能对此种题型做出正确的判断与解答。
1.(2024·镇江中考)如图为H2O的转化和利用。下列说法不正确的是( )
A.转化①中水分子间的空隙变大
B.转化②中产生O2、H2的体积比为2∶1
C.转化③为置换反应
D.转化④是自然界中无机物向有机物的转化
物质的转化
√
B [转化①中水加热变为水蒸气,水由液态变为气态,水分子间的空隙变大,A正确;转化②中水通电分解生成氢气和氧气,生成氢气和氧气的体积比约为2∶1,B错误;转化③为碳和水在高温下反应生成一氧化碳和氢气,该反应符合“一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物”,属于置换反应,C正确;转化④为二氧化碳和水在光和叶绿素的作用下反应生成葡萄糖和氧气,二氧化碳、水属于无机物,葡萄糖属于有机物,故转化④是自然界中无机物向有机物的转化,D正确。]
2.如图是以物质的类别为横坐标,以铁元素的化合价为纵坐标绘制的“价—类”二维图。下列说法不正确的是( )
A.分类观:X 对应的物质类别为单质
B.转化观:D→E的转化可通过加盐酸实现
C.能量观:A→C 过程放出热量
D.微粒观:E、F点对应的物质的阳离子的质子数不同
√
D [A中元素的化合价为0价,则X对应的物质类别为单质,A正确;D为碱,E为盐,且其中铁元素的化合价均为+3价,则D为氢氧化铁沉淀,E为铁盐,而氢氧化铁能与盐酸反应生成氯化铁和水,该反应为中和反应,B正确;A为单质铁,C为氧化物,且其中铁元素的化合价为+3价,铁与氧气和水共同作用会生锈,铁锈的主要成分为氧化铁,该反应为放热反应,C正确;E、F点对应的物质均为盐,只是铁元素的化合价不同,其中的阳离子分别为铁离子和亚铁离子,它们的质子数相同,D不正确。]
3.分析和推理是化学学习中常用的思维方法。已知A、B、C、D、E是初中化学中常见的五种物质,其中物质A是黑色固体单质,B、C、E是无色气体,B和C是组成元素相同的气体且B易引起煤气中毒,C和D在常温下能发生化合反应。它们在一定条件下的转化关系如图所示(“—”表示相连物质间能反应,
“→”表示物质间可转化)。下列说法正确
的是( )
A.A是由分子构成的
B.B→C发生的反应类型是化合反应,该反应是吸热反应
C.气体E的一条化学性质是可燃性
D.固体C的名称是干冰,其常见的一条用途是人工降雨
√
D [A、B、C、D、E是初中化学中常见的五种物质,B和C是组成元素相同的气体且B易引起煤气中毒,所以B是一氧化碳,C是二氧化碳,A会生成一氧化碳和二氧化碳且A为黑色固体单质,所以A是碳,C和D在常温下能发生化合反应,D通电会生成E,所以D是水,E也会转化成二氧化碳,所以E是氧气,代入验证,推断正确。根据上述分析可知:A为碳,碳是由原子构成的,A错误;B为CO,C为CO2,B→C可以是一氧化碳与氧气发生燃烧反应生成二氧化碳,反应放热,属于化合反应,也可以是CO与氧化铜反应生成铜和二氧化碳,该反应不是化合反应,B错误;E为氧气,氧气具有助燃性,不具有可燃性,C错误;C为二氧化碳,二氧化碳的固态形式为干冰,其常见的一条用途是人工降雨,D正确。]
√
A [根据金属活动性:铁>铜,铜与硫酸亚铁不反应,不能实现物质转化,A符合题意;红磷在氧气中燃烧生成五氧化二磷,能实现物质转化,B不符合题意;植物通过光合作用将二氧化碳和水转化为氧气,能实现物质转化,C不符合题意;氢氧化钠与盐酸反应生成氯化钠和水,能实现物质转化,D不符合题意。]
【专题攻略】 判断一步反应能否实现的方法
1.反应符合客观事实,如:
C→CO2(√),S→SO3(×)
2.转化需要满足反应发生的条件:
(1)符合金属活动性顺序,如:
Fe→Cu(√), Cu→Fe(×),Mg→MgCl2(√),
Cu→CuCl2(×)
(2)符合化学反应中化合价的变化规则,如:Fe→FeCl2(√),Fe2O3→FeCl3(√),Fe2O3→FeCl2(×)
(3)酸、碱、盐之间的转化需要满足复分解反应发生的条件:有气体、水或沉淀生成,如:NaCl→NaNO3(√),NaNO3→NaCl(×)
5.现有一包固体,可能含有Na2SO4、Na2CO3、BaCO3、FeCl3、NaCl中的一种或几种,现进行以下实验。
(1)取适量的固体加水溶解,得无色澄清溶液。
(2)向步骤(1)所得溶液中加入过量的Ba(NO3)2溶液,过滤得白色固体A和无色滤液B。取固体A,加入过量的稀硝酸,部分固体溶解。
物质的推断
(3)取少量滤液B,滴加AgNO3溶液,产生白色沉淀。
以下说法不正确的是( )
A.由(1)可知原固体中不含BaCO3、FeCl3
B.由(2)可知白色固体A含有BaCO3、BaSO4
C.由(3)无法判断是否含有NaCl
D.原固体中一定含有Na2SO4、Na2CO3、NaCl
√
C [碳酸钡难溶于水,氯化铁溶液呈黄色,由取适量的固体加水溶解,得无色澄清溶液,可知固体中不含BaCO3、FeCl3;硫酸钠与硝酸钡反应产生硫酸钡沉淀,硫酸钡沉淀不溶于酸,碳酸钠与硝酸钡反应生成碳酸钡沉淀,碳酸钡沉淀能溶于酸,取固体A,加入过量的稀硝酸,部分固体溶解,说明沉淀既有碳酸钡又有硫酸钡,原固体中一定含有硫酸钠和碳酸钠;由于加入的硝酸钡是过量的,所以滤液B中不存在硫酸钠和碳酸钠,存在硝酸钡和硝酸钠,取少量滤液B,滴加AgNO3溶液,产生白色沉淀,白色沉淀一定为氯化银沉淀,说明溶液B中含有氯离子,则原固体中含有NaCl;所以原固体中一定含有Na2SO4、Na2CO3、NaCl。根据上述分析可知:由(1)可知原固体中不含BaCO3、FeCl3,A正确;由(2)可知白色固体A含有BaCO3、BaSO4,B正确;由(3)可以判断一定含有NaCl,C错误;原固体中一定含有Na2SO4、Na2CO3、NaCl,D正确。]
6.图1中的甲~己六种物质及它们之间的反应关系和转化关系均为初中常见的关系。其中甲、乙、戊均为氧化物,甲是参与光合作用的气体,己是人体胃酸的主要成分,图2中过程②发生的反应是乙和戊之间的反应。(图中用“—”表示两种物质间能发生反应,“→”表示一种物质能转化为另一种物质,部分反应物、生成物、转化及反应关系已略去,部分反应需要在溶液中进行,溶液中其他溶质不考虑。)请回答下列问题:
(1)写出乙的化学式:________。
H2O
(2)乙和戊的反应过程中会________(填“吸收”或“放出”)热量,图2中过程③反应的化学方程式为_____________________________
_____________。
(3)若丙经一步反应能同时生成甲和乙,且丙能与己反应,则丙不可能是________(填“酸”或“碱”或“盐”)类物质。
放出
Na2CO3+Ca(OH)2===CaCO3↓
+2NaOH
酸、碱
解析:甲、乙、戊均为氧化物,甲是参与光合作用的气体,故甲是二氧化碳,己是人体胃酸的主要成分,故己是盐酸,图2中过程①发生的反应是石灰石(碳酸钙)在高温条件下分解生成氧化钙和二氧化碳,石灰乳的主要成分为氢氧化钙,已知氧化钙和水反应生成氢氧化钙,而过程②发生的反应是乙和戊反应生成氢氧化钙,故乙为水,戊为氧化钙。
(1)由上述分析可知,乙为水,化学式为H2O。
7.A~F是初中化学常见的六种物质,它们分别是单质、氧化物、有机物、酸、碱、盐中的一种,且均能通过化学反应生成水,如“雪花”图案所示(部分反应物、生成物和反应条件已略去)。已知A是稀盐酸,B是铁锈的主要成分,A能与某些金属反应生成D,且能与E发生中和反应,F是苏打的主要成分。
(1)D的化学式为________。
(2)A与B发生反应的现象是__________________________________。
(3)C属于上述物质类别中的_________。
(4)E→H2O可用来检验二氧化碳,该化学方程式为_______________________________________。
H2
固体逐渐溶解,溶液由无色变为黄色
有机物
Ca(OH)2+CO2===CaCO3↓+H2O
解析:A是稀盐酸(酸),B是铁锈的主要成分氧化铁(氧化物),A能与某些金属反应生成D,D为盐或氢气,D又能生成水,则D为氢气(单质),且A能与E(碱)发生中和反应,F是苏打的主要成分,F是碳酸钠(盐)。A~F是初中化学常见的六种物质,它们分别是单质、氧化物、有机物、酸、碱、盐中的一种,且均能通过化学反应生成水,故C是有机物。
根据上述分析可知:(1)D为氢气,化学式为H2。
【答题模板】 解答化学推断题时,可采用下面的模板进行推断与答题:
物质的转化与推断
1.解题思路
第一步:读题,找出题目中有关物质的特殊颜色、特征反应、特定用途及反应条件等。
第二步:分析,有明显题眼的,从题眼入手,根据物质间的关系进行判断;没有明显题眼的,从隐含条件入手,寻找物质间的转换关系,从而逐一推导出所有物质。
第三步:将推出的结果代入转换图中,验证结果。
2.解题方法
(1)顺推法:通常以题首为突破口,按照物质的性质,以及物质间的相互反应为依托逐步深入下去,直至顺利解题。
(2)逆推法:通常以题给的结论或实验现象为突破口,从题尾入手依次向前逆推,从而获得问题的答案。
(3)分层法:将整个推断过程分层进行,先得出每层的结论,再统一整理。
(4)剥离法:根据已知条件把推断过程中存在的有明显特征的未知物质先剥离出来,再将其作为已知条件来逐个推断其他物质。
3.题眼突破
(1)以物质的特征颜色为突破口。
(2)以物质的俗名和主要成分为突破口。
(3)以元素或物质之最为突破口。
(4)以物质的用途为突破口。
(5)以物质的特征组成为突破口。
(6)以典型反应条件为突破口。
(7)以化学反应的特殊现象、特征反应条件为突破口。
(8)以物质的相对分子质量及金属元素的质量分数为突破口。
(9)以物质的分类为突破口。
(10)以物质的典型性质为突破口。
(11)以常考转化关系为突破口。