化学自习室移动版

高中新课程教材的编写思路，很好地体现了元素化合物基础知识与“元素观”、“分类观”、“转化观”等化学基本观念的有机融合与互相渗透，有效地帮助学生在掌握相关化学基础知识的同时，强烈感受并形成相应的化学基本观念。本文就“转化观”这一化学观念在化学解题中的感悟谈一些认识。供读者参考和体验。

 一、根据氧化还原反应的规律，实现不同价态物质间的转化。

例1．(2008海南卷13)下图表示某固态单质A及其化合物之间的转化关系(某些产物和反应条件已略去)。化合物B在常温常压下为气体，B和C的相对分子质量之比为4∶5，化合物D是重要的工业原料。

 (1)写出A在加热条件下与H₂反应的化学方程式___________________。

 (2)写出E与A的氢化物反应生成A的化学方程式                                                                     。

 (3)写出一个由D生成B的化学方程式                                                     _______________。

 (4)将5mL0.10mol·L^-1的E溶液与10mL0.10 mol·L^-1的NaOH溶液混合。

①写出反应的离子方程式________________________；

②反应后溶液的pH ______7(填“大于”、“小于”或“等于”)，理由是________________________；

③加热反应后的溶液，其pH_____(填“增大”、“不变”或“减小”)，理由是________________________________。

解析：固态单质A被空气中的O₂氧化生成气体物质B，B继续转化为C，满足“两步氧化”的转化关系，可猜测A可能为C或S等，假定为S，则B为SO₂，C为SO₃，它们的相对分子质量为64∶80＝4∶5，恰好与题意相符(同时也证明A不是C)，SO₃和SO₂分别与水反应生成的D为H₂SO₄、E为H₂SO₃。H₂SO₄是一种重要的工业原料，与题意也相符，进一步证明A为S。(1)、(2)、(3)问就是考查硫元素及其化合物不同价态之间的转化，根据氧化还原反应规律可以直写有关反应的化学方程式。(4)问考查定量关系书写离子方程式和水解盐的有关知识，H₂SO₃与NaOH的物质的量之比为1∶2，故中和生成正盐Na₂SO₃；Na₂SO₃是强碱弱酸盐，水解呈碱性，溶液pH大于7；且升高温度促进Na₂SO₃溶液的水解，溶液pH增大。

答案：(1)H₂+SH₂S             (2)H₂SO₃+2H₂S==3S↓+3H₂O  (3)C+2H₂SO₄(浓)CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O或Cu+2H₂SO₄(浓)CuSO₄+SO₂↑+2H₂O     (4)①H₂SO₃+2OH^-==SO₃^2-+2H₂O     ②大于；Na₂SO₃溶液中SO₃^2-发生水解使溶液显碱性。③增大；升高温度促进Na₂SO₃溶液的水解。

感悟：不同价态物质间的转化主要体现在N、S、Fe等多变价元素中，这些元素及其化合物的氧化还原反应有众多的转化关系，“两步氧化”就是一个重要的转化关系，有此转化规律，可轻松自如解答此类题。元素及其化合物中有NH₃、N₂、H₂S、S、C、Na等均可满足“两步氧化”的转化关系，可总结如下：

 练习巩固：

 1．A、B、C、X均为中学常见的纯净物，它们之间有如下转化关系(副产物已略去)。

 试回答：

 (1)若X是强氧化性单质，则A不可能是                                             。(填选项)

①S             ②N₂             ③Na             ④Mg             ⑤Al

(2)若X是金属单质，则B的化学式为                                 ；C溶液在贮存时应加入少量X，理由是(用必要的文字和离子方程式表示)                                                                                                     ，检验此C溶液中金属元素价态的操作方法是                                                                     。

(3)若A、B、C为含有金属元素的化合物，X为强电解质，A溶液与C溶液反应生成B，则B的化学式可能为                                 ，X的化学式可能为(写出不同类物质)                             或                                 ，反应①的离子方程式为                                                                                                              。

提示：(1)X是强氧化性单质可猜测为O₂，且符合图示两步氧化转化关系的有S、N₂、Na。(2)X为金属单质可猜测是多变价的Fe，向C的水溶液中滴加AgNO₃溶液，产生不溶于稀HNO₃的白色沉淀是AgCl，故A为Cl₂，B为FeCl₃，C为FeCl₂，符合图示两步转化关系；Fe²⁺易被空气中的氧气氧化，故其溶液贮存时加入少量的Fe，以防止氧化。(3)X为强电解质可猜测是强酸或强碱，B为含有金属元素的化合物又可与强酸或强碱反应，可猜测是Al(OH)₃，A与C应为铝盐或四羟基合铝酸盐，A为Al³⁺或[Al(OH)₄]^-，C为[Al(OH)₄]^-或Al³⁺，均符合题设的转化关系。

答案：(1) ④⑤         (2) FeCl₃         Fe²⁺易被空气中的氧气氧化成Fe³⁺，故其贮存时加入少量的Fe，以防止氧化。2Fe³⁺+Fe==3Fe²⁺             取少量FeCl₂溶液于一支洁净的试管中，加入少量NaOH溶液，观察到生成白色沉淀，迅速转变为浅绿色沉淀，最后变为红褐色沉淀，说明溶液中的金属元素为+2价(其它合理答案也正确)。(3) Al(OH)₃             X可能为HCl或H₂SO₄或HNO₃等             NaOH或KOH等。Al³⁺+3OH^-== Al(OH)₃↓     [Al(OH)₄]^-+H⁺==Al(OH)₃↓+H₂O

2.（2009海南卷13）有关物质存在如图所示的转化关系(部分产物已省略)。通常C为气体单质，G为紫黑色固体单质。实验室中，常用固体E在B的催化下加热制取气体单质H。请回答下列问题：

(1)反应①的化学方程式为                                                                                     。

(2)反应②的离子方程式为                                                                                     。

(3)写出另外一种实验室制取H的化学方程式                                                                                             。

 (4)D溶液与Pb(NO₃)₂溶液混合可形成沉淀，此沉淀的Ksp=7.0×10^-9。将等体积的D溶液与Pb(NO₃)₂溶液混合，若D的浓度为1×10^-2mol·L^-1，则生成沉淀所需Pb(NO₃)₂溶液的最小浓度为                                         。

提示：紫黑色固体单质G是I₂，由氧化还原反应规律可推测反应①是制取氯气(C为Cl₂)，故A是盐酸，B是二氧化锰，D溶液应含有I^-离子，F溶液应含Cl^-离子，反应②有I₂单质生成，说明该氧化还原反应中的E应是含有氯元素的强氧化剂，且E在二氧化锰作用下生成F和H，可猜测是E是KClO₃，F是KCl，H是O₂，D是KI。(4)问Pb(NO₃)₂溶液的最小浓度可根据Ksp=[Pb²⁺][I^-]²求解，但必须注意等体积混合溶液后浓度减半，且所求得Pb(NO₃)₂溶液的最小浓度是混合前的浓度。

答案：(1) MnO₂+4HCl(浓)MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O    (2)6I^-+ClO₃^-+6H⁺==3I₂+Cl^-+3H₂O          (3) 2H₂O₂2H₂O+O₂↑或 2KMnO₄K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑(其他合理答案也可以)         (4)5.6×10^-4mol·L^-1

二、根据酸、碱、盐之间的反应规律，实现相同价态物质间的转化。

 例2．下图每一字母代表一种反应物或生成物。已知在常温下A是固体，B、C、E、F、G均为气态化合物，X为气态单质。根据下列反应框图填空(有些反应条件已略去)。

 (1) A物质的名称为                                                         。

(2)当Y是                 ，则I和H溶液中溶质属于(填酸、碱、盐、氧化物)             类。

 (3)写出发生下列转化的化学方程式：

B→C                                                                                                                             ；

E→F                                                                                                                             。

(4)写出E与F在一定条件下的反应，且生成物中有一种单质产生的化学方程式                                                                                                                                                     。

解析：由题设图示知A可能是Al或弱酸的铵盐，若Al，后续转化不符合题意；若弱酸铵盐，由A+KOH→E(气体)知，E为NH₃，A为铵盐合理，由A+H₂SO₄→B(气体)知，A可能为亚硫酸的正盐或酸式盐、碳酸的正盐或酸式盐、氢硫酸的正盐或酸式盐等也合理，但生成的气体B要满足后续的两步转化，唯有H₂S符合，故A为(NH₄)₂S 或 NH₄HS；X为O₂，C为SO₂，D为SO₃，F为NO，G为NO₂；若Y为H₂O，则I为H₂SO₄，H为HNO₃；若Y为NaOH或NH₃·H₂O等碱溶液，则I为Na₂SO₄或(NH₄)₂SO₄等盐，H为NaNO₃或NH₄NO₃等盐。B→C的转化是H₂S的完全燃烧，E→F的转化是NH₃的催化氧化，E与F在一定条件下的反应是NH₃与NO归中反应生成N₂。

答案：(1)硫化铵(或硫氢化铵)         (2)水(或碱溶液)         酸(或盐)      (3) 2H₂S+3O₂2SO₂+2H₂O              4NH₃+5O₂     4NO+6H₂O       (4) 4NH₃+6NO==5N₂+6H₂O

 感悟：相同价态物质间的转化主要体现在酸、碱、盐及氧化物等具体物质中，这些物质间的反应遵循四种反应基本类型的规律。此题转化关系的图式可概括总结为：

满足此转化的盐为弱酸的铵盐：(NH₄)₂CO₃或 NH₄HCO₃；(NH₄)₂S 或 NH₄HS；(NH₄)₂SO₃或 NH₄HSO₃等。若转化关系的生成物中不是气体，则既跟强酸反应又跟强碱反应的盐，还有弱酸酸式盐：NaHCO₃、 NaHS、NaHSO₃等。若既跟强酸反应又跟强碱反应的物质，则还有铝、锌等单质，氧化铝、氧化锌等两性氧化物，氢氧化铝、氢氧化锌等两性氢氧化物，氨基酸、蛋白质等有机物。

练习巩固：

 1．A、B、C、D、E、F是中学化学中的常见物质，它们之间的转化关系如图所示，其中 A、B为单质，F为白色沉淀，D为气体。

(1)若D的水溶液显弱酸性，则A是_____，B是_____，C是_____，D是_____，E是_____，F是_____。

(2)若D的水溶液显弱碱性，则A是_____，B是_____，C是_____，D是_____，E是_____，F是_____。

(3)写出(1)中C+H₂O→D+F的化学方程式：                                                                                         。

 (4)写出(2)中C+盐酸→D+F的化学方程式：                                                                                         。

提示：E+NaOH→F(白色沉淀)，可能是Mg(OH)₂或Al(OH)₃或Zn(OH)₂等，C+H₂O→F+D(气体)，可能是易水解的化合物：Al₂S₃或 Mg₃N₂等。当D的水溶液显弱酸性，则D是H₂S，C是Al₂S₃，F是Al(OH)₃，A是S，B是Al，E是AlCl₃。当D的水溶液显弱碱性，则D是NH₃，C是Mg₃N₂，F是Mg(OH)₂，A是N₂，B是Mg，E是MgCl₂。

 答案：(1)A：S      B：Al      C：Al₂S₃D：H₂S         E： AlCl₃         F：Al(OH)₃      (2) A：N₂         B：Mg         C：Mg₃N₂         D：NH₃         E：MgCl₂             F：Mg(OH)₂        (3) Al₂S₃+6H₂O==2Al(OH)₃↓+H₂S↑     (4) Mg₃N₂+8HCl==3MgCl₂+2NH₄Cl

2、已知常温下E为无色无味的液体，F为淡黄色粉末，G为常见的无色气体（反应条件均已略），请回答下列问题：

 (1)请写出F的电子式：                                     ，在②反应中当生成2.24L的G(标准状况)时，反应转移的电子数目为：                                             。

 (2)若A、C、D均含有氯元素，且A的化合价介于C与D之间，写出稀溶液中①的离子方程式：                                                                                                         。

 (3)若C、D均为气体且都能使澄清石灰水变浑浊，则A与B分别为：                      、                     (填化学式)。

 (4)若A与B均为固体化合物，C是常见的一种中性干燥剂，则反应①的化学方程式：                                                                                                                                     。

 (5) 若A为有色金属，B为第二周期某元素最高价氧化物的水化物，则A与B反应的化学方程式：                                                                                                                                                                     。

 (6)若反应①在溶液中进行，A是一种强碱，B是一种酸式盐，D是一种气体，且B遇盐酸有气体产生。在加热条件下，当A过量时，反应①的离子方程式是：                                                                                                                               。

 提示：由题设转化②E(无色无味的液体)+F(淡黄色粉末)→G(气体)+H知，E是H₂O，F是 Na₂O₂，G是O₂，H是NaOH；转化①为“二变三”且有水生成的反应，符合这种转化的有相同价态物质间的转化(酸碱盐之间的转化)：强酸与不稳定的含氧酸盐的复分解反应，如H₂SO₄与Na₂SO₃、HCl与CaCO₃等反应；Fe₃O₄与盐酸或硫酸等反应；铵盐与强碱放出氨气的复分解反应；多元酸或多元酸的酸酐与强碱溶液反应同时生成正盐与酸式盐；酸式盐与含不同金属离子的强碱反应，如Mg(HCO₃)₂与NaOH反应等。符合这种转化的还有不同价态物质间的转化(氧化还原反应的转化)：卤素单质、硫单质、NO₂等与NaOH等强碱溶液的歧化反应；金属单质与浓硝酸或稀硝酸浓硫酸的氧化还原反应；非金属单质与热浓硝酸或热浓硫酸的氧化还原反应；低价金属化合物被浓硝酸或稀硝酸或浓硫酸氧化的反应；含Fe²⁺盐的酸性溶液被H₂O₂、O₂等氧化的反应；浓盐酸被MnO₂等氧化的反应；Fe₂O₃、Fe(OH)₃与氢碘酸的氧化还原反应等。储备了这些物质的转化关系，题设各问可迎刃而解。

答案：(1)             1.204×10²³或0.2N_A                           (2)Cl₂+2OH^-==Cl^-+ClO^-+H₂O 或3Cl₂+6OH^-==5Cl^-+ClO₃^-+3H₂O     (3)C、浓H₂SO₄(“浓”字没写要扣分)     (4)Ca(OH)₂+2NH₄ClCaCl₂+2NH₃↑+2H₂O +2H₂O

(5) Cu+4HNO₃(浓)==Cu(NO₃)₂+2NO₂↑+2H₂O或3Cu+8HNO₃(稀)==3Cu(NO₃)₂+2NO↑+4H₂O。(6) NH₄⁺+HCO₃^-+2OH^-NH₃↑+CO₃^2-+2H₂O或NH₄⁺+HSO₃^-+2OH^-NH₃↑+SO₃^2-+2H₂O或NH₄⁺+HS^-+2OH^-NH₃↑+S^2-+2H₂O等。

 三、根据强制弱的反应规律，实现强者与弱者间的转化。

例3．A、B、C是三种短周期元素的单质，甲、乙是两种常见的化合物。这些化合物和单质之间存在如下图所示的转化关系。

 据此判断：

 (1)在甲、乙两种化合物中，不含有组成A元素的化合物是_________，不含组成B元素的化合物是_______________(用“甲”、“乙”填写)。

 (2)单质A是_____________(填“金属”、“非金属”或“既可以是金属又可以是非金属”)。

(3)若单质A是___________，则单质B、C分别是______________；若单质A是________，则单B、C分别是_____________；若单质A是___________，则单质B、C分别是________________。

解析：由图示转化关系知：有两个化合反应“单质A+单质C→化合物乙”    “单质B+单质C→化合物甲”和一个置换反应“单质A+ 化合物甲→单质B+化合物乙”，这是解题的依据。

(1)由两个化合反应知：甲中不含A元素，乙中不含有B元素。

(2)置换反应规律有以下几种：

一是金属单质置换金属单质，需满足还原性强的金属置换还原性弱的金属。如活泼性强(即还原性强)的金属和可将活泼性弱的金属从其盐溶液中置换出来：2Al+3Cu²⁺==3Cu+2Al³⁺等，铝热反应：8Al+3Fe₃O₄4Al₂O₃+9Fe等，但题中限定了A、B、C是三种短周期元素的单质，可排除这些可能性。

 二是金属单质置换非金属单质，还原性强的金属如活泼金属或较活泼金属可置换出酸中氢或水中氢：2Al+6HCl==2AlCl₃+3H₂↑，2Na+2H₂O==2NaOH+H₂↑等，但盐酸是混合物，NaOH无法由两种单质化合而成，故不合题意。镁的还原性强于碳，可以与二氧化碳发生置换反应：2Mg+CO₂2MgO+C，经验证转化关系A、B、C分别为Mg、C、O₂可满足题意。

三是非金属单质置换非金属单质，需满足氧化性强的非金属置换氧化性弱的非金属。如卤素单质间的置换：F₂+2NaCl(熔融)==2NaF+Cl₂等；氧气或卤素单质与硫化氢或氢硫酸间的置换：2H₂S+O₂2S+2H₂O、 H₂S+Cl₂==S↓+2HCl等；氟气与水等特殊反应：2F₂+2H₂O==4HF+O₂、3Cl₂+2NH₃==6HCl+N₂等。还需满足高温下还原性强的非金属置换还原性弱的非金属。如C+H₂OH₂+CO、SiO₂+2CSi+2CO↑、2H₂+SiCl₄Si+4HCl等；氟化氢与硅等特殊反应：Si+4HF==2H₂↑+SiF₄↑等。将这些反应实例代入题设转化关系验证，符合要求的有多组答案：A、B、C分别依次为①F₂、Cl₂、Na；②O₂、S、H₂；③Cl₂、S、H₂；④F₂、O₂、H₂；⑤Cl₂、N₂、H₂；⑥C、H₂、O₂；⑦C、Si、O₂；⑧H₂、Si、Cl₂；⑨Si、H₂、F₂等。

四是非金属单质置换金属单质，如氢气或碳等还原金属氧化物：CuO+H₂Cu+H₂O， 2CuO+C2Cu+CO₂↑。铜等金属不是短周期元素，不合题意。

答案：(1)甲；乙。         (2)单质A可以是金属也可以是非金属。  (3)可以有以上解析中的10组答案供选择填空。

感悟：化学反应中的“强制弱”规律是普遍存在的。无论是氧化还原反应，还是非氧化还原反应，一般都是“强制弱”。常见的“强制弱”反应规律有：氧化还原反应中强氧化剂制弱氧化剂、强还原剂制弱还原剂；复分解反应中强酸制弱酸、强碱制弱碱、强电解质制弱电解质、高沸点酸制低沸点酸等；置换反应中活泼性强的制活泼性弱的；沉淀反应中高溶解度制低溶解度等。熟练掌握这些“强制弱”的化学思想，便可以轻松掌握各种复杂繁多的化学反应规律。

练习巩固：

1．(2011福建卷9)下表各选项中，不能利用置换反应通过Y得到W的一组化合物是（             ）

提示：根据置换反应规律中选项A发生反应：2Mg+2CO₂2MgO+C；选项B中发生铝热反应：Fe₂O₃+2Al2Fe+Al₂O₃；选项C中发生反应：2Na+2CH₃CH₂OH==2CH₃CH₂ONa+H₂↑。这三个反应都是置换反应。D项中Fe³⁺离子的氧化性强于Cu²⁺离子，发生的氧化还原反应：Cu+2FeCl₃==CuCl₂+2FeCl₂，不是置换反应，不能误认为生成单质铁。

答案：D

2．已知A、B、C、D、E、F、G、H 可以发生如下图所示的转化，反应中部分生成物已略去。其中，A、G为同一主族元素的单质，B、C、H在通常情况下为气体，化合物C是一种形成酸雨的大气污染物。

请填空：

(1) H的名称是                                                                         。

(2) E的两种用途是                                                                             、                                                                                 。

(3)反应③的化学方程式是                                                                                                                                         。

(4)反应④的离子方程式是                                                                                                                                             。

提示：C是一种形成酸雨的大气污染物是解题突破口，C可能是SO₂或NO₂，

由A+浓H₂SO₄→B+C的转化知C只能是SO₂，高温下要实现A+E→G+H的转化，且A、G为同一主族元素的单质，A、G分别为碳与硅，E为SiO₂，H为CO，符合题设要求；B为碳与浓H₂SO₄反应生成的CO₂，F为SiO₂与NaOH溶液反应生成的Na₂SiO₃，二者在溶液中反应符合较强酸(碳酸)制较弱酸(硅酸)的反应规律，D为H₂SiO₃，可分解生成SiO₂，符合题意。

答案：(1)一氧化碳         (2)生产玻璃、制粗硅、制光导纤维等任选两项用途填空          (3)C+2H₂SO₄(浓)CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O

(4)SiO₃^2-+CO₂+H₂O==H₂SiO₃↓+CO₃^2-

四、根据各种单质及其化合物的反应规律，实现单质及其化合物间的转化。

例4．A、B、C、D、E五种物质(或离子)均含有同一种元素，它们之间有如下转化关系：

若A为单质，B、C均属于盐类，D是一种白色沉淀。

(1)若B溶液呈黄色，与KSCN溶液混合后显血红色；E是一种不溶性碱。则：

①B→C的离子方程式为：_____________________________；

②D→E的化学方程式为：_____________________________；

 ③选用一种试剂R与E反应实现E→C的转化，则R为__________；该反应的离子方程式为______________________________________。

(2)若B的水溶液呈酸性，C的水溶液呈碱性。写出下列反应的离子方程式：

①B→C：_____________________________；

②C→D：_____________________________；

③E→C：_____________________________；

④将A的粉末与硝酸钠溶液混合后加入足量40%的氢氧化钠溶液，有无色刺激性气味的气体生成，用湿润的红色石蕊试纸检验，试纸变蓝。写出反应的离子方程式：_____________________________。

 解析：(1)由B溶液呈黄色与KSCN溶液混合后显血红色，知B含有Fe³⁺离子的盐溶液，A、B、C、D、E五种物质的转化关系应满足铁及其化合物间的转化，白色沉淀D应是Fe(OH)₂，由图示转化可知A为Fe，C为含有Fe²⁺离子的盐溶液，E为Fe(OH)₃，要实现E→C的转化，且要实现溶解Fe(OH)₃，需加入显还原性的强酸如HI等。(2)由A+NaNO₃+NaOH→NH₃↑的转化知：A应是活泼性较强的金属，D又是白色沉淀，则A、B、C、D、E五种物质的转化关系应满足铝及其化合物间的转化，A为Al，B盐水解呈酸性应含Al³⁺离子，C盐水解呈碱性应含[Al(OH)₄]^-离子，D为Al(OH)₃，E为Al₂O₃。④中反应的离子方程式应根据氧化还原反应规律推理书写，生成物中除还原产物NH₃外，还应有氧化产物[Al(OH)₄]^-，然后可写出配平的离子方程式。

答案：(1) ①2Fe³⁺+Fe==3Fe²⁺         ②4Fe(OH)₂+O₂+2H₂O==4Fe(OH)₃      ③氢碘酸         2Fe(OH)₃+6H⁺+2I^-==2Fe²⁺+I₂+3H₂O         (2)Al³⁺+4OH^-==[Al(OH)₄]^-      ②2[Al(OH)₄]^-+CO₂==2Al(OH)₃↓+CO₃^2-+H₂O或[Al(OH)₄]^-+H⁺==Al(OH)₃↓

2AlO₂^-+CO₂+3H₂O==2Al(OH)₃↓+CO₃^2-或AlO₂^-+H⁺+H₂O==Al(OH)₃↓(其他合理答案也可以)    ③Al₂O₃+2OH^-+3H₂O==2[Al(OH)₄]^-(其他合理答案也可以)      ④8Al+3NO₃^-+5OH^-+18H₂O==3NH₃↑+8[Al(OH)₄]^-

感悟：含有相同元素的物质间的相互转化关系是多样化的，有直线形转化关系、三角形转化关系、交叉形转化关系等，不论是哪种形式的转化关系，均离不开各种单质及其化合物的反应规律，如碳单质及其化合物的相互转化要注意碳元素的多样性，氮单质及其化合物的相互转化要注意不同价态氮元素在自然界中的循环，硫单质及其化合物的相互转化要注意不同价态硫元素在自然界及实验室中的转化，铝单质及其化合物的相互转化要注意铝的化合物的两性，铁单质及其化合物的相互转化要注意铁元素的变价特点等，熟练掌握这些元素化合物的转化知识要点，解题时就会快速利用这些转化关系，锁定推测范围，正确分析解答。

练习巩固：

 1．(2009宁夏卷27)下图表示有关物质(均由短周期元素形成)之间的转化关系，其中A为常见的金属单质，B为非金属单质(一般是黑色粉末)，C是常见的无色无味液体，D是淡黄色的固体化合物。(反应条件图中已省略。)

 (1)A、B、C、D代表的物质分别为                             、                             、                         、                         (填化学式)。 

 (2)反应①中的C、D均过量，该反应的化学方程式是                                                                     。

 (3)反应②中，若B与F物质的量之比为4∶3，G、H分别是                 、                 (填化学式)。

 (4)反应③产物中K的化学式为                                                                                                                                                 。

 (5)反应④的离子方程式为                                                                                                                                     。

提示：D是淡黄色的固体化合物是本题的突破口，可知G是Na₂O₂，C是常见的无色无味液体说明C是水，Na₂O₂能与水和CO₂反应，则G为CO₂；再依据K能溶于水，说明K为Na₂CO₃，F为O₂；题给信息黑色单质B与F(O₂)反应得到G(CO₂)，说明B为C(碳)，B与F物质的量之比为4∶3，说明反应中应有CO生成，H为CO；依据F(O₂)与E反应生成C(水)可知E为氢气，再根据金属A与碱性溶液反应产生氢气，知A为Al。此题可以锁定在碳、铝及其化合物的相互转化关系中进行验证推断答题。

答案：(1)Al         C         H₂O         Na₂O₂     (2) 2H₂O+2Na₂O₂==4NaOH+O₂↑       2Al+2NaOH+6H₂O==2Na[Al(OH)₄]+3H₂↑             (3) CO₂     CO              (4) Na₂CO₃       (5) 2[Al(OH)₄]^-+CO₂==2Al(OH)₃↓+CO₃^2-+H₂O 

2．(2011全国Ⅱ卷27)下图中，A、B、C、D、E是单质，G、H、I、F是B、C、D、E分别和A形成的二元化合物。

已知：①反应C+G B+H能放出大量的热，该反应曾应用于铁轨的焊接；             ②I是一种常见的温室气体，它和E可以发生反应：2E＋I2F＋D，F中的E元素的质量分数为60%。

回答问题：

(1)①中反应的化学方程式为_____________________________。

 (2)化合物Ⅰ的电子式为_______________，它的空间构型是_________。

 (3)1.6g G 溶于盐酸，得到的溶液与铜粉完全反应，计算至少所需铜粉的质量（写出离子方程式和计算过程）                                                                                                 。

(4)C与过量NaOH溶液反应的离子方程式为______________________，反应后溶液与过量化合物Ⅰ反应的离子方程式为_______________________。

 (5)E在I中燃烧观察到的现象是__________________________。

提示：①中反应属于铝热反应，故C是单质铝，G是氧化铁，B是单质铁，H是氧化铝；②中I是二氧化碳，D所单质碳，E是单质镁。F是由氧元素和镁元素组成，即氧化镁，所以A是氧气。化合物ⅠCO₂是直线形。氧化铁溶于盐酸生成的Fe³⁺可氧化铜粉，依离子方程式可计算出铜粉的质量。铝与过量NaOH溶液反应可生成四羟基合铝酸钠或偏铝酸钠，再与过量CO₂可生成氢氧化铝沉淀。镁在二氧化碳气体中剧烈燃烧生成氧化镁和碳。

答案：(1)Fe₂O₃+2Al2Fe+Al₂O₃         (2)     直线形      (3)Fe₂O₃+6H⁺== 2Fe³⁺+3H₂O         Cu+2Fe³⁺==Cu²⁺+2Fe²⁺      n(Cu)=n(Fe₂O₃)=1.6g/160g·mol^-1=0.010mol     铜粉的质量=0.010mol×64g·mol^-1=0.64g

(4)2Al+2OH^-+6H₂O==2[Al(OH)₄]^-+3H₂↑或2Al+2OH^-+2H₂O==2AlO₂^-+3H₂↑     [Al(OH)₄]^-+CO₂==HCO₃^-+Al(OH)₃↓或AlO₂^-+CO₂+2H₂O==HCO₃^-+Al(OH)₃↓     (4)镁条剧烈燃烧，生成白色粉末，反应器内壁附着有黑色的碳

五、根据化学工艺流程的信息，实现化工生产的转化

例5．以海水中常见物质A为原料可以发展很多工业生产，下图中包含了中学课本中介绍的几种基本工业生产，请根据下图各物质之间的转化关系回答下列问题。

(1) C和D、C和G反应都可以制取消毒剂。写出C和G反应制取消毒剂的化学反应方程式：                                                                                                                                                                                             。

 (2) 电解A溶液反应的离子方程式为_________________________。若该反应中转移电子数为8N_A，则产生的氯气在标准状况下体积为                      L。

(3) J分子的空间构型为________________。

 (4)实验室可用K与G固体加热制取J，写出该反应化学方程式：_____。          

 (5)在制取L的反应过程中，向饱和A溶液先通入J，还是先通入F，其原因是                                                                                                                                                                                                                     。

解析：从图示工艺流程的转化看出，本题涉及到基本工业生产有：从空气中分离N₂或O₂、电解饱和食盐水、煅烧石灰石、合成氨、工业制漂白粉、侯氏制碱等等，根据C和D、C和G反应都可以制取消毒剂，知C为Cl₂，D为NaOH，G为Ca(OH)₂，A为NaCl，B为H₂，H为N₂，J为NH₃，E为CaO，F为CO₂，L为NaHCO₃，K为NH₄Cl。显然，C和G反应制取消毒剂是漂白粉。电解饱和食盐水反应中转移电子数为8N_A，即8mol，则生成4molCl₂，89.6L。J是NH₃其空间构型为三角锥形，NH₃实验室制法可用NH₄Cl和Ca(OH)₂共热制取。侯氏制碱过程中，因CO₂溶解度较小，NH₃溶解度较大，先通入NH₃，后通入CO₂，可以最大限度地溶解CO₂，增大HCO₃^-的浓度，使反应向生成NaHCO₃的方向进行，有利于NaHCO₃晶体析出。

答案：(1)2Cl₂+2Ca(OH)₂===CaCl₂+Ca(ClO)₂+2H₂O      (2)2NaCl+2H₂O 2NaOH+H₂↑+Cl₂↑         89.6                 (3) 三角锥形     (4)2NH₄Cl+Ca(OH)₂CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O     (5)先通入NH₃，后通入CO₂，因CO₂溶解度较小，NH₃溶解度较大，先通入NH₃可以最大限度地溶解CO₂，增大HCO₃^-的浓度，使反应向生成NaHCO₃的方向进行，有利于NaHCO₃晶体析出。

 感悟：化学工艺流程的知识有中学常见与工业生产有关的反应，如氯碱工业、工业制漂白粉、工业制硫酸、工业合成氨、氨的催化氧化、工业制硝酸、工业制粗硅、工业制纯碱、从海水中提取镁或溴、从海带提取碘、电解制镁或铝、电解精炼铜、煅烧石灰石等；也有中学未学过的给出新信息的化学工艺流程，只要认真分析流程中每一步转化的反应原理和每一步操作的目的作用，并将其作为解题的切入点，即可解决有关问题。

练习巩固：

1．(2011江苏卷9)NaCl是一种化工原料，可以制备一系列物质(见下图)。下列说法正确的是(         )

A．25℃，NaHCO₃在水中的溶解度比Na₂CO₃的大

B．石灰乳与Cl₂的反应中，Cl₂既是氧化剂，又是还原剂

C．常温下干燥的Cl₂能用钢瓶贮存，所以Cl₂不与铁反应

D．图中所示转化反应都是氧化还原反应

提示：本题考查化工生产有电解饱和食盐水、电解熔融氯化钠、工业制漂白粉、侯氏制碱等，落点很低，选项中仅考查NaHCO₃与Na₂CO₃的溶解度、氧化还原反应知识、干燥Cl₂的贮存等。25℃，NaHCO₃在水中的溶解度比Na₂CO₃的要小；石灰乳与Cl₂的反应中氯发生歧化反应，Cl₂既是氧化剂，又是还原剂；常温下干燥的Cl₂能用钢瓶贮存，仅代表常温Cl₂不与铁反应，加热、高温时可以反应；在侯氏制碱法中不涉及氧化还原反应。

答案：B

2．(2011江苏卷16)以硫铁矿(主要成分为FeS₂)为原料制备氯化铁晶体(FeCl₃·6H₂O)的工艺流程如下：

                 回答下列问题：

 (1)在一定条件下，SO₂转化为SO₃的反应为2SO₂+O₂2SO₃，该反应的平衡常数表达式为K＝                 ；过量的SO₂与NaOH溶液反应的化学方程式为                     。

 (2)酸溶及后续过程中均需保持盐酸过量，其目的是                         、                             。

 (3)通氯气氧化时，发生的主要反应的离子方程式为                                                                 ；该过程产生的尾气可用碱溶液吸收，尾气中污染空气的气体为                     (写化学式)。

提示：本题考查制备氯化铁晶体工艺流程的反应原理和生产流程的作用及对元素化合物转化关系的理解应用，考查对新信息的处理能力。硫铁矿在空气中焙烧生成Fe₂O₃和SO₂；焙烧后的固体产物用过量盐酸进行酸溶的目的是让铁元素全部转入溶液以提高原料的利用率，同时可以防止Fe³⁺离子水解；不溶物经过滤后滤液中可能含有Fe²⁺离子，通入Cl₂可将Fe²⁺离子全部转化为Fe³⁺离子，该过程产生的尾气可能有Cl₂、HCl等。

总之，构建元素及其化合物间的转化观，经常用转化的观点看各种物质的变化，探究各种物质的来龙去脉，有助于培养学生全面素质，提高分析问题、解决问题的能力。