2022年高考化學(xué)一輪總復(fù)習(xí) 專題強化訓(xùn)練（4）元素化合物之間的相互轉(zhuǎn)化（含解析）

2022年高考化學(xué)一輪總復(fù)習(xí) 專題強化訓(xùn)練（4）元素化合物之間的相互轉(zhuǎn)化（含解析）一、選擇題(本題包括7小題，每題6分，共42分)1.(xx·濟寧模擬)由短周期元素組成的中學(xué)常見的無機物A、B、C、D、E、X存在如圖轉(zhuǎn)化關(guān)系(部分生成物和反應(yīng)條件略去)。下列推斷不正確的是()A.若X是Na2CO3，C為含極性鍵的非極性分子，則A一定是氯氣，且D和E不反應(yīng)B.若A是單質(zhì)，B和D的反應(yīng)是OH-+HCH2O+C，則E一定能還原Fe2O3C.若D為CO，C能和E反應(yīng)，則A一定為Na2O2，其電子式是Na+2-Na+D.若D為白色沉淀，與A摩爾質(zhì)量相等，則X一定是鋁鹽【解析】選A。A項，當(dāng)A為NO2時，3NO2+H2O2HNO3+NO，HNO3與Na2CO3反應(yīng)產(chǎn)生CO2，CO2+Na2CO3+H2O2NaHCO3，也符合框圖；B項，由B和D的反應(yīng)可知，B為強堿，則A為Na等非?；顫姷慕饘?，E為H2，X為CO2；C項，此時B為O2，X為C，C為CO2，CO2可與E(NaOH)反應(yīng)；D項，短周期元素形成的白色沉淀有Mg(OH)2、Al(OH)3，且A與D的摩爾質(zhì)量相等，則由Al(OH)3的摩爾質(zhì)量為78 g·mol-1，推知A為Na2O2，B為NaOH，X為鋁鹽：4OH-+Al3+Al+2H2O，Al3+3Al+6H2O 4Al(OH)3。2.以下物質(zhì)間的每步轉(zhuǎn)化，不能通過一步反應(yīng)實現(xiàn)的是()A.SSO3H2SO4B.Al(OH)3Al2O3AlC.CuCuCl2Cu(OH)2D.NaNa2O2NaOH【解析】選A。S與O2不能一步反應(yīng)得到SO3；Al(OH)3高溫分解得Al2O3，Al2O3電解可得Al；Cu與Cl2化合得CuCl2，CuCl2與NaOH反應(yīng)可得Cu(OH)2；Na與O2加熱可得Na2O2，Na2O2與H2O反應(yīng)得NaOH?！炯庸逃?xùn)練】物質(zhì)間紛繁復(fù)雜的轉(zhuǎn)化關(guān)系是化學(xué)的魅力所在，下列選項中物質(zhì)的轉(zhuǎn)化在一定條件下不能實現(xiàn)的是()選項轉(zhuǎn)化關(guān)系A(chǔ)SiSiO2SiBNO2HNO3NO2CFeFeCl3FeDSSO2S【解析】選C。不管氯氣是否過量，鐵與氯氣反應(yīng)只能生成FeCl3，Cu與Fe3+反應(yīng)只能生成Cu2+和Fe2+，不能生成Fe，C項符合題意。3.(xx·聊城模擬)下列物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化在給定條件下能一步實現(xiàn)的是()NH3NO2HNO3SiO2Na2SiO3H2SiO3Mg(OH)2MgCl2(aq)MgNaNa2O2Na2CO3A.B.C.D.【解析】選A。氨的催化氧化為4NH3+5O24NO+6H2O，一步只能生成NO，錯；SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O，Na2SiO3+2HClH2SiO3+2NaCl，正確；電解MgCl2溶液不能得到金屬鎂，電解熔融的MgCl2才能得到金屬鎂，錯；2Na+O2Na2O2，2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2，正確?！炯庸逃?xùn)練】X為短周期元素組成的單質(zhì)，有下列轉(zhuǎn)化關(guān)系：XXnOm鹽，下列相關(guān)敘述正確的是()A.一定都是氧化還原反應(yīng)B.都不是氧化還原反應(yīng)C.XnOm一定是酸性氧化物D.XnOm是金屬氧化物或非金屬氧化物【解析】選D。X可以是金屬(如鋁)，也可以是非金屬(如碳、硅等)，反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)，XnOm可以是金屬氧化物(Al2O3)，也可以是非金屬氧化物(CO2、SiO2等)，反應(yīng)不是氧化還原反應(yīng)，Al2O3是兩性氧化物。4.(xx·成都模擬)下列關(guān)系圖中，A是一種正鹽，B是氣態(tài)氫化物，C是單質(zhì)，F(xiàn)是強酸。當(dāng)X無論是強酸還是強堿時都有如下轉(zhuǎn)化關(guān)系(其他產(chǎn)物及反應(yīng)所需條件均已略去)，當(dāng)X是強堿時，過量B跟氯氣反應(yīng)除生成C外，另一產(chǎn)物是鹽酸鹽。ABCDEF下列說法不正確的是()A.當(dāng)X是強酸時，ABCDEF均含同一種元素，F(xiàn)是硫酸B.當(dāng)X是強堿時，ABCDEF均含同一種元素，F(xiàn)是硝酸C.B和Cl2的反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)D.當(dāng)X是強酸時，C常溫下是氣態(tài)單質(zhì)【解析】選D。滿足題目中的轉(zhuǎn)化關(guān)系的有：(NH4)2SNH3N2NONO2HNO3，(NH4)2SH2SSSO2SO3H2SO4，其中B(NH3或H2S)與Cl2的反應(yīng)一定是氧化還原反應(yīng)，C正確；當(dāng)X為強酸時，C為固體單質(zhì)硫，D錯誤?！痉椒ㄒ?guī)律】經(jīng)氧化反應(yīng)能發(fā)生兩次轉(zhuǎn)化的有CCOCO2H2CO3，H2S(S、FeS2)SO2SO3H2SO4，N2(NH3)NONO2HNO3，NaNa2ONa2O2NaOH，RCH2OHRCHORCOOH。5.(xx·漳州模擬)下表各物質(zhì)中，A、B、C、D、E均含有同一種短周期元素，其中A是單質(zhì)，B常溫下是氣態(tài)氫化物，C、D是氧化物，E是D和水反應(yīng)的產(chǎn)物，則各物質(zhì)之間通過一步反應(yīng)就能實現(xiàn)表中所示轉(zhuǎn)化的是()物質(zhì)編號物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系A(chǔ)DESiSiO2Na2SiO3SSO3H2SO4NaNa2O2NaOHN2NO2HNO3A.B.C.D.【解析】選B。中A為S，B為H2S，C為SO2，D為SO3，E為H2SO4，各物質(zhì)間可以通過一步完成；中A為N2，B為NH3，C為NO，D為NO2，E為HNO3，各物質(zhì)間可以通過一步完成。6.(xx·唐山模擬)下列各組物質(zhì)中，滿足下圖物質(zhì)一步轉(zhuǎn)化關(guān)系的選項是()XYZANaNaOHNaHCO3BCuCuSO4Cu(OH)2CCCOCO2DSiSiO2H2SiO3【解析】選C。A項，碳酸氫鈉無法直接生成單質(zhì)鈉，錯誤；B項，氫氧化銅無法直接生成單質(zhì)銅，錯誤；D項，二氧化硅不能直接生成硅酸，硅酸也無法直接生成單質(zhì)硅，錯誤。7.X、Y、Z、W是中學(xué)化學(xué)常見的四種物質(zhì)，它們之間具有如圖所示轉(zhuǎn)化關(guān)系，下列組合不可能的是()XYZWACCOCO2O2BNaNa2ONa2O2O2CAlCl3Al(OH)3NaAlO2NaOHDFeFeCl2FeCl3Cl2【解析】選D。A中C在O2中不完全燃燒生成CO，完全燃燒生成CO2，CO與O2反應(yīng)生成CO2；B中Na與O2常溫下生成Na2O，點燃或加熱時生成Na2O2，Na2O與O2反應(yīng)生成Na2O2；C中AlCl3與少量NaOH反應(yīng)生成Al(OH)3沉淀，與過量NaOH反應(yīng)生成NaAlO2，Al(OH)3也可與NaOH反應(yīng)生成NaAlO2；D中鐵在氯氣中燃燒只能生成氯化鐵，不可能生成氯化亞鐵。二、非選擇題(本題包括4小題，共58分)8.(14分)(xx·長沙模擬)已知X、Y、Z為單質(zhì)，其他為化合物。其中Y為氣體，G溶液呈黃色，E是不溶于水的酸性氧化物，能與氫氟酸反應(yīng)，它們之間存在如圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系(部分產(chǎn)物已略去)。請回答下列問題：(1)寫出物質(zhì)E的一種用途：_。(2)寫出A和D的稀溶液反應(yīng)生成G的離子方程式：_。(3)向含4 mol D的稀溶液中，逐漸加入X粉末至一定量。假設(shè)D完全反應(yīng)且生成的氣體只有一種，則反應(yīng)的X的物質(zhì)的量范圍為_mol?！窘馕觥縀是不溶于水的酸性氧化物，能與氫氟酸反應(yīng)，故E為SiO2；再結(jié)合圖中信息，可知X、Y、A、D、G、M、R分別是Fe、O2、Fe3O4、HNO3、Fe(NO3)3、Na2SiO3、H2SiO3。(2)稀硝酸具有強氧化性，溶解Fe3O4時將Fe2+氧化為Fe3+。反應(yīng)的離子方程式為3Fe3O4+28H+N9Fe3+NO+14H2O。(3)若生成Fe3+，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe+4HNO3Fe(NO3)3+NO+2H2O，消耗1 mol鐵；若生成Fe2+，反應(yīng)的化學(xué)方程式為3Fe+8HNO33Fe(NO3)2+2NO+4H2O，消耗1.5 mol鐵。答案：(1)制光導(dǎo)纖維、玻璃等(2)3Fe3O4+28H+N9Fe3+NO+14H2O(3)11.59.(14分)(xx·滄州模擬)A、B、C、X均為常見的純凈物，它們之間有如下轉(zhuǎn)化關(guān)系(副產(chǎn)品已略去)。ABC試回答：(1)若X是強氧化性單質(zhì)，則A不可能是_。a.Sb.N2c.Nad.Mge.Al(2)若X是金屬單質(zhì)，向C的水溶液中滴入AgNO3溶液，產(chǎn)生不溶于稀硝酸的白色沉淀，檢驗此C溶液中金屬元素價態(tài)的操作方法是_，則B的化學(xué)式為_。(3)若A、B、C為含某金屬元素的無機化合物，X為強電解質(zhì)，A溶液與C溶液反應(yīng)生成B，B為兩性化合物，則X的化學(xué)式可能為_或_(寫出不同類物質(zhì))，反應(yīng)的離子方程式為_(任寫一條)。【解析】(1)若X是強氧化性單質(zhì)，由轉(zhuǎn)化關(guān)系可知，A、B、C中含有的相同元素必須是變價元素。a.S和氧氣反應(yīng)生成二氧化硫，二氧化硫和氧氣反應(yīng)生成三氧化硫，符合轉(zhuǎn)化關(guān)系；b.N2和氧氣反應(yīng)生成一氧化氮，一氧化氮和氧氣反應(yīng)生成二氧化氮，符合轉(zhuǎn)化關(guān)系；c.Na和氧氣反應(yīng)生成氧化鈉，氧化鈉和氧氣反應(yīng)生成過氧化鈉，符合轉(zhuǎn)化關(guān)系；d.Mg和氧氣反應(yīng)生成氧化鎂，氧化鎂和氧氣不反應(yīng)，不符合轉(zhuǎn)化關(guān)系；e.Al和氧氣反應(yīng)生成氧化鋁，氧化鋁和氧氣不反應(yīng)，不符合轉(zhuǎn)化關(guān)系。(2)向C的水溶液中滴入AgNO3溶液，產(chǎn)生不溶于稀硝酸的白色沉淀，則C中含有氯離子，若X是一種金屬單質(zhì)，由轉(zhuǎn)化關(guān)系可知X為變價金屬鐵，A為強氧化性物質(zhì)，根據(jù)元素守恒知，A是氯氣，B是氯化鐵，C是氯化亞鐵；Fe2+和硫氰化鉀溶液混合無明顯現(xiàn)象，F(xiàn)e3+和硫氰化鉀溶液混合后溶液呈紅色，此現(xiàn)象是Fe3+的特征反應(yīng)，所以檢驗是否含有Fe3+的方法是向溶液中滴加少量KSCN溶液，無明顯現(xiàn)象，通入少量Cl2，溶液呈紅色。(3)若A、B、C為含某金屬元素的無機化合物，X為強電解質(zhì)，由轉(zhuǎn)化關(guān)系且A+XB，考慮Al的化合物的相互轉(zhuǎn)化：若X是一種強堿，A為鋁鹽，則B為Al(OH)3，C為偏鋁酸鹽；若X是一種強酸，A為偏鋁酸鹽，則B為Al(OH)3，C為鋁鹽。通過以上分析知，B是Al(OH)3，X是HCl或NaOH，反應(yīng)為偏鋁酸鹽和酸反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀或鋁鹽和堿反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀，離子方程式分別為Al+H+H2OAl(OH)3或Al3+3OH-Al(OH)3。答案：(1)d、e(2)向溶液中滴加少量KSCN溶液，無明顯現(xiàn)象，通入少量Cl2，溶液呈紅色FeCl3(3)HClNaOHAl+H+H2OAl(OH)3或Al3+3OH-Al(OH)310.(16分)硅孔雀石是一種含銅的礦石，含銅形態(tài)為CuCO3·Cu(OH)2和CuSiO3·2H2O，同時含有SiO2、FeCO3、Fe2O3、Al2O3等雜質(zhì)。以硅孔雀石為原料直接制取硫酸銅產(chǎn)品的工藝流程如下圖：請回答下列問題：(1)寫出步驟中在礦粉中加入30%稀硫酸時，CuSiO3·2H2O發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。(2)步驟中加入雙氧水的作用是_(用離子方程式表示)。(3)步驟中調(diào)節(jié)溶液pH約為4，可以達(dá)到除去Fe3+而不損失CuSO4的目的，調(diào)節(jié)溶液pH可選用的最佳試劑是_。A.Fe(OH)3B.NH3·H2OC.CuOD.NaOH(4)已知常溫下，KspAl(OH)3=3.210-34，測得濾液A中Al3+的濃度為110-2mol·L-1，則在濾渣B中_(填“有”或“沒有”)Al(OH)3。(5)為充分利用母液，某學(xué)生設(shè)計兩種方案回收銅。甲方案：乙方案：按如圖所示裝置進(jìn)行電解乙方案中，銅將在_(填“A”或“B”)極析出，為保持乙方案中電流恒定，B極應(yīng)該使用_(填“鐵”或“石墨”)作電極材料。該方案和甲方案相比較，最大的缺點是_?！窘馕觥?1)CuSiO3·2H2O+H2SO4CuSO4+H2SiO3+2H2O。(2)觀察礦粉中成分，能夠與雙氧水反應(yīng)的只有二價鐵離子，加入雙氧水的目的就是把二價鐵離子氧化成三價鐵離子：2Fe2+H2O2+2H+2Fe3+2H2O。(3)調(diào)節(jié)溶液pH約為4，可以達(dá)到除去Fe3+而不損失CuSO4的目的，而且不引入新的雜質(zhì)，所以CuO最合適。(4)KspAl(OH)3=c(Al3+)·c3(OH-)=3.210-34，已知濾液A中c(Al3+)=110-2mol·L-1，則當(dāng)c3(OH-)<3.210-32時，不會生成Al(OH)3沉淀，而調(diào)節(jié)pH=4，c(OH-)=110-10mol·L-1，則c3(OH-)=110-30>3.210-32，所以濾渣B中有Al(OH)3。(5)由題中電解裝置圖可知，銅在陰極即A極析出，為保持乙方案中電流恒定，B極應(yīng)該使用鐵作電極材料。比較甲方案和乙方案裝置，乙方案最大的缺點就是消耗能源。答案：(1)CuSiO3·2H2O+H2SO4CuSO4+H2SiO3+2H2O(2)2Fe2+H2O2+2H+2Fe3+2H2O(3)C(4)有(5)A鐵耗能11.(14分)(xx·中山模擬)已知A、Y為常見金屬單質(zhì)，且Y是短周期元素，Z既可溶于鹽酸，又可溶于氫氧化鈉溶液。據(jù)圖回答問題：(1)Y在元素周期表中的位置為_。(2)Z與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的離子方程式為_。(3)B與M反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。(4)A與水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。(5)檢驗溶液F中陽離子的方法是_。(6)在沸水中加入F的飽和溶液的離子方程式為_。【解析】由溶液G的焰色反應(yīng)呈紫色知，溶液G中含K+；由溶液C與AgNO3溶液反應(yīng)生成白色沉淀N知，白色沉淀N為AgCl，C中含Cl-，則G為KNO3，C為KCl；紅褐色沉淀E為Fe(OH)3，則白色沉淀D為Fe(OH)2，F(xiàn)為FeCl3，M為KOH，B為FeCl2，A為Fe，K為H2，X為Fe3O4；由“Y是短周期元素，Z既可溶于鹽酸，又可溶于氫氧化鈉溶液”知，Y為Al，Z為Al2O3。(5)檢驗Fe3+的方法：取少量待測液于試管中，滴加KSCN溶液，溶液呈紅色。答案：(1)第3周期A族(2)Al2O3+2OH-2Al+H2O(3)FeCl2+2KOHFe(OH)2+2KCl(4)3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2(5)取少量F溶液于試管中，滴加KSCN溶液，溶液呈紅色(6)Fe3+3H2OFe(OH)3(膠體)+3H+