学案12 常见无机物的综合应用
题型1 基于“分类→性质→转化”的综合考查
1．(2014·福建理综，9)常温下，下列各组物质中，Y既能与X反应又能与Z反应的是( )
① ② ③ ④ X NaOH溶液 KOH溶液 O2 FeCl3溶液 Y Al(OH)3 SiO2 N2 Cu Z 稀硫酸 浓盐酸 H2 浓硝酸 A．①③ B．①④ C．②④ D．②③ 答案 B
解析 ①组：Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O,2Al(OH)3＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋6H2O，故①组符合。②组：2KOH＋SiO2===K2SiO3＋H2O，但SiO2与浓盐酸不发生反应。③组：N2与O2在高温或放电条件下反应生成NO，N2与H2在高温、高压、催化剂条件下反应生成NH3，常温下均不反应。④组：2FeCl3＋Cu===CuCl2＋2FeCl2，Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。
2．(2013·江苏，6)甲、乙、丙、丁四种物质中，甲、乙、丙均含有相同的某种元素，它们之间具有如下转化关系：甲――→乙A．若甲为焦炭，则丁可能是O2 B．若甲为SO2，则丁可能是氨水 C．若甲为Fe，则丁可能是盐酸 D．若甲为NaOH溶液，则丁可能是CO2 答案 C
解析 若甲为焦炭，丁为O2，转化关系为C――→CO为氨水，转化关系为SO2――→NH4HSO3
NH3·H2O
NH3·H2OSO2
O2
O2C
丁
丁甲
丙。下列有关物质的推断不正确的是( )
CO2，A正确；若甲为SO2，丁
(NH4)2SO3，B正确；若甲为Fe，丁为盐酸，
则乙为FeCl2，FeCl2与盐酸不反应，C错误；若甲为NaOH溶液，丁为CO2，转化关系为NaOH――→Na2CO3
CO2
CO2NaOH
NaHCO3，D正确。
3．(2014·江苏，16)烟气脱硫能有效减少二氧化硫的排放。实验室用粉煤灰(主要含Al2O3、SiO2等)制备碱式硫酸铝[Al2(SO4)x(OH)6－2x]溶液，并用于烟气脱硫研究。
(1)酸浸时反应的化学方程式为________________________________；滤渣Ⅰ的主要成分为________________(填化学式)。
(2)加CaCO3调节溶液的pH至3.6，其目的是中和溶液中的酸，并使Al2(SO4)3转化为Al2(SO4)x(OH)6－2x。滤渣Ⅱ的主要成分为________________________(填化学式)；若溶液的pH偏高，将会导致溶液中铝元素的含量降低，其原因是________________________________________(用离子方程式表示)。
(3)上述流程中经完全热分解放出的SO2量总是小于吸收的SO2量，其主要原因是________________________________；与吸收SO2前的溶液相比，热分解后循环利用的溶液的pH将________(填“增大”“减小”或“不变”)。 答案 (1)Al2O3＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2O SiO2
(2)CaSO4 3CaCO3＋2Al3＋3SO24＋3H2O===2Al(OH)3＋3CaSO4＋3CO2↑
＋
－
2(3)溶液中的部分SO23被氧化成SO4 减小
－
－
解析 (1)酸浸时能与H2SO4反应的是Al2O3，H2SO4与Al2O3反应生成盐和水，SiO2不和H2SO4反应，成为滤渣。
(2)CaCO3和溶液中的H2SO4反应生成CaSO4；如果pH偏高，一部分Al3会转化为Al(OH)3
＋
沉淀，离子方程式为3CaCO3＋2Al3＋3SO24＋3H2O===2Al(OH)3＋3CaSO4＋3CO2↑。
＋
－
(3)热分解时，一部分亚硫酸盐被氧化为硫酸盐，不能分解成为SO2；SO2溶于水生成H2SO3，会中和溶液中的部分OH，使溶液的pH减小。
－
常见的串珠变化
(1)氧化型A――→B――→C――→D(酸或碱) Na――→Na2O――→Na2O2――→NaOH
O2
O2
H2O
O2
O2
H2O
C――→CO――→CO2――→H2CO3 (2)价态不变型
O2
O2
H2O
Al2O3――→AlCl3――→Al?OH?3―→Al2O3
碱
酸氨水
Al2O3――→NaAlO2CO2Al?OH?3―→Al2O3
?
?(铝土矿提铝) ?
SiO2――→Na2SiO3――→H2SiO3―→SiO2
NaCl――→NaHCO3――→Na2CO3――→NaOH(侯氏制碱) CO
2
NaOHNH3
CO2
△Ca?OH?2
1．下列物质的转化在给定条件下能实现的是( )
①SO2――→H2SO3――→H2SO4 ②NH3――→NO2――→HNO3 ③CaCl2――→CaCO3――→△CaO
④NaAlO2(aq)――→Al(OH)3――→Al2O3 A．②③ B．①④ C．②④ D．③④ 答案 B
解析 ②中NH3→NO2不能直接转化；③中CaCl2――→CaCO3不能实现。 2．(2014·湘潭模拟)下表各组物质中，物质之间不可能实现如图所示转化的是( )
X――→Y――→Z
选项 A B C D 答案 C
解析 Al与NaOH溶液反应的产物是NaAlO2和H2，不可能生成Al(OH)3。
3．硫酸钙是一种用途非常广泛的产品，可用于生产硫酸、漂白粉等一系列物质(见下图)。下列说法正确的是( )
X NH3 Cl2 Al NaOH Y NO FeCl3 Al(OH)3 Na2CO3 Z NO2 FeCl2 NaAlO2 NaHCO3 M O2 Fe NaOH CO2 M
MCO2
CO2
△
H2O
O2
O2/催化剂
H2O
CO2
煅烧
A．CO、SO2、SO3均是酸性氧化物
B．除去与水反应，图示转化反应均为氧化还原反应 C．工业上利用Cl2和澄清石灰水反应来制取漂白粉
D．用CO合成CH3OH进而合成HCHO的两步反应，原子利用率均为100%
答案 B
解析 CO不是酸性氧化物，A项错；澄清石灰水中Ca(OH)2的浓度太小，工业上利用Cl2和石灰乳反应来制取漂白粉，C项错；CH3OH氧化为HCHO时还生成H2O，D项错。
交叉转化和三角转化关系 (1)交叉型转化
(2)三角转化
4．下列所列各组物质中，物质之间通过一步反应就能实现如下图所示转化的是( )
选项 A B C D 答案 B
解析 A项中，SO3不能一步生成单质硫；C项中，SiO2不能一步生成H2SiO3，H2SiO3也不能一步反应生成单质硅；D项中，NO不能直接一步反应生成NH3。
5．如图所示各步转化关系中，①②③反应是化合反应，④⑤反应是置换反应，则表中各物质之间不能通过一步反应实现如图所示转化关系的是( )
a S HNO3 Si NH3 b SO2 NO SiO2 NO2 c SO3 NO2 H2SiO3 NO
物质选项 A B C D a C Br2 Al Fe b CO2 FeBr2 AlCl3 FeCl2 c CO FeBr3 Al2O3 FeCl3
答案 C
解析 A中，符合条件的如①2C＋O2=====2CO，②CO2＋C=====2CO，③2CO＋O2=====2CO2，④2Mg＋CO2=====C＋2MgO，⑤C＋2H2O=====CO2＋2H2，成立；B中，符合条件的如①2Fe＋3Br2=====2FeBr3，②2FeBr2＋Br2===2FeBr3，③Fe＋2FeBr3===3FeBr2，④3Cl2＋2FeBr2===2Br2＋2FeCl3，⑤Br2＋FeI2===I2＋FeBr2，成立；选项C中AlCl3不可能通过一步反应转化为Al2O3，且Al2O3不可能通过化合反应生成AlCl3；D中，符合条件的如：①2Fe＋3Cl2=====2FeCl3，②2FeCl2＋Cl2===2FeCl3，③Fe＋2FeCl3===3FeCl2，④Zn＋FeCl2===Fe＋ZnCl2，⑤Fe＋CuCl2===FeCl2＋Cu，成立。
6．X、Y、Z、W四种物质的转化关系如图所示。下列组合中不符合转化关系的是( )
点燃
△
点燃
高温
点燃
高温
点燃
选项 A B C D 答案 B
解析 A中浓盐酸与过量的铁反应生成FeCl2，浓盐酸与二氧化锰反应产生氯气，氯气与氯化亚铁反应生成氯化铁，A符合；B中Na2O2分别与水、二氧化碳反应生成NaOH和Na2CO3，但NaOH和Na2CO3不能反应，B不符合；C中Na2CO3分别与盐酸、氯化钙反应生成CO2和CaCO3，CO2与CaCO3在水溶液中反应生成Ca(HCO3)2，C符合；D中SO2分别与氢氧化钠、氧气和水反应生成Na2SO3和H2SO4，Na2SO3和H2SO4反应可以生成NaHSO3，D符合。
X 浓盐酸 Na2O2 Na2CO3 SO2 Y FeCl2 NaOH CO2 Na2SO3 Z Cl2 Na2CO3 CaCO3 H2SO4 W FeCl3 NaHCO3 Ca(HCO3)2 NaHSO3