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专题二　常见无机物的性质与转化
常见无机物的性质与转化
一、钠及其化合物
1.“价—类”二维图转化关系
2.重要反应方程式书写
(1)实验室怎样处理钠屑
2CH3CH2OH+2Na 2CH3CH2ONa+H2↑。
(2)写出Na与CuSO4溶液反应的离子方程式:
2Na+2H2O+Cu2+===Cu(OH)2↓+H2↑+2Na+。　
(3)怎样将Na2CO3溶液转化为NaOH溶液(用化学方程式表示)
Na2CO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+2NaOH。
(4)向NaOH、Na2CO3、NaHCO3溶液中逐滴滴入少量盐酸,写出发生反应的离子方程式:
OH-+H+===H2O;
C+H+===HC;
HC+H+===H2O+CO2↑。
(5)怎样除去CO2中的SO2气体(用离子方程式表示)
SO2+2HC===2CO2+S+H2O。
(6)怎样除去Na2CO3溶液中的NaHCO3(用离子方程式表示)
HC+OH-===C+H2O。
(7)怎样除去NaHCO3溶液中的Na2CO3(用离子方程式表示)
C+H2O+CO2===2HC。
(8)用化学方程式表示呼吸面具中产生O2的原理:2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑;
2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2。
二、铁及其重要化合物
1.“价—类”二维图转化关系
2.重要反应方程式书写
(1)高温下铁和H2O(g)的反应:
4H2O(g)+3Fe Fe3O4+4H2。
(2)用离子方程式表示将铁粉逐渐加入稀HNO3中的反应过程:
Fe+4H++N===Fe3++NO↑+2H2O;
2Fe3++Fe===3Fe2+。
(3)用离子方程式表示FeO、Fe3O4与稀HNO3的反应:
3FeO+10H++N===3Fe3++NO↑+5H2O;
3Fe3O4+28H++N===9Fe3++NO↑+14H2O。
(4)用离子方程式表示下列反应
①Fe(OH)2与稀HNO3反应:3Fe(OH)2+10H++N===3Fe3++NO↑+8H2O;
②Fe(OH)3与氢碘酸反应:2Fe(OH)3+6H++2I-===2Fe2++I2+6H2O。
(5)怎样除去Fe2(SO4)3中的FeSO4(用适当的文字和离子方程式说明)
加入H2SO4酸化的H2O2,2H++2Fe2++H2O2===2Fe3++2H2O。
(6)怎样检验Fe2O3中的FeO(用适当的文字和离子方程式说明)
①取少量样品于试管中,加稀H2SO4使其溶解,离子方程式为Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O、FeO+2H+===Fe2++H2O。
②再加入少量酸性KMnO4溶液,若紫红色褪去,证明溶液中含有Fe2+,原样品中含有FeO,离子方程式为5Fe2++Mn+8H+===5Fe3++Mn2++4H2O。
三、氯及其重要化合物
1.“价—类”二维图转化关系
2.重要反应方程式书写
(1)实验室用MnO2和浓盐酸反应制取Cl2的化学方程式:
MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O。
(2)将浓盐酸滴到KMnO4固体上(用离子方程式表示):
2Mn+16H++10Cl-===2Mn2++5Cl2↑+8H2O。
(3)将Cl2通入石灰乳中(用化学方程式表示):
2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。
(4)在空气中漂白粉漂白的原理(用化学方程式表示):
Ca(ClO)2+CO2+H2O===CaCO3+2HClO。
(5)向FeBr2溶液中通入少量Cl2的离子方程式:
2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-。
(6)向FeBr2溶液中通入等物质的量Cl2的离子方程式:
2Fe2++2Br-+2Cl2===2Fe3++Br2+4Cl-。
(7)向FeBr2溶液中通入过量Cl2的离子方程式:
2Fe2++4Br-+3Cl2===2Fe3++2Br2+6Cl-。
(8)将SO2和Cl2混合,漂白性减弱的原因(用离子方程式表示):
SO2+Cl2+2H2O===4H++S+2Cl-。
四、硫及其重要化合物
1.“价—类”二维图转化关系
2.重要反应方程式书写
(1)热的烧碱溶液可以除硫,其原因(用离子方程式表示):3S+6OH- 2S2-+S+3H2O。
(2)将SO2气体通入FeCl3溶液中,溶液由棕黄色变为浅绿色,其原因(用离子方程式表示):
SO2+2Fe3++2H2O===S+2Fe2++4H+。
(3)S2-和S可以大量共存,但加入H2SO4后,则不能大量共存,其原因(用离子方程式表示):2S2-+S+6H+===3S↓+3H2O。
(4)将SO2通入BaCl2溶液中无明显现象,若加入KNO3则有白色沉淀生成,其原因(用离子方程式表示):3SO2+3Ba2++2N+2H2O===3BaSO4↓+2NO↑+4H+。
(5)书写下列反应的化学方程式
①将H2S气体通入CuSO4溶液中:
H2S+CuSO4===CuS↓+H2SO4。
②将SO2通入H2S溶液中:
2H2S+SO2===3S↓+2H2O。
③Cu和浓H2SO4混合加热:
Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O。
④C和浓H2SO4混合加热:
C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O。
⑤实验室利用Na2SO3固体和70%的浓H2SO4制SO2:
Na2SO3+H2SO4(浓)===Na2SO4+H2O+SO2↑。
五、氮及其重要化合物
1.“价—类”二维图转化关系
2.重要反应方程式书写
(1)书写下列反应的离子方程式
①将NH3通入AlCl3溶液中:
3NH3+3H2O+Al3+===Al(OH)3↓+3N。
②将NO2通入NaOH溶液中:
2NO2+2OH-===N+N+H2O。
③将炽热的炭放入浓HNO3中:
C+4H++4N CO2↑+4NO2↑+2H2O。
(2)书写下列反应的化学方程式
①实验室用Ca(OH)2和NH4Cl制氨气:
Ca(OH)2+2NH4Cl CaCl2+2NH3↑+2H2O。
②将NH3通入灼热的CuO中,固体由黑色变红色:
2NH3+3CuO N2+3Cu+3H2O。
③用NH3可以检验Cl2管道是否漏气,若漏气则有白烟生成:
8NH3+3Cl2===N2+6NH4Cl。
④制硝基苯:
+H2O。
1.(2025·广东深圳一模)基于物质类别、元素价态的角度,可系统归纳、预测物质的性质与转化。部分含第ⅥA族元素物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断合理的是(　　)
A.电解a制H2、O2时,可向a中加入NaCl增强导电性
B.工业上,利用b→e→f的转化制硫酸
C.若元素为Se,则可预测a、d中Se元素均能被氧化
D.若元素为S,则将c转化为f仅有两种转化路径
C　
【解析】电解H2O制H2、O2时,若向H2O中加入NaCl,则相当于电解氯化钠溶液,得到氢气、氯气和氢氧化钠,A错误;工业上制硫酸的原料为硫铁矿,原理为FeS2→SO2 SO3→H2SO4,B错误;若元素为Se,a为H2Se,d为H2SeO3,化合价均不是最高价,故均能被氧化,C正确;若元素为S,将SO2转化为H2SO4,加入氧化剂即可实现,如Cl2、Br2、KMnO4等,D错误。
2.(2025·江西赣州开学考试)关于物质转化规律“单质 (酸性或碱性)氧化物 酸或碱→盐”说法正确的是(　　)
A.若单质为碳,氧化物可以为CO
B.“Ca→CaO→Ca(OH)2 CaCO3”符合该转化规律
C.若钠元素可实现转化,则碱为Na2CO3
D.单质H2能实现上述物质间的转化
B　
【解析】CO不属于酸性氧化物,不能与碱反应,则若单质为碳,氧化物不可以为CO,A不正确;Ca CaO CaCO3,则该物质间的转化符合转化规律,B正确;Na2CO3是碳酸盐或钠盐,不是碱,C不正确;单质H2与O2反应生成的H2O不是碱性氧化物,也不是酸性氧化物,不能实现上述物质间的转化,D不正确。
3.(2024·重庆一诊)下列关于物质转化的叙述正确的是(　　)
A.浓硝酸见光分解的产物有NO、O2、H2O
B.将CaSO4(s)加入饱和Na2CO3溶液中可生成CaCO3(s)
C.苏打不稳定,受热分解生成CO2
D.铜分别与Cl2和S粉在加热条件下反应生成CuCl2和CuS
B　
【解析】浓硝酸见光分解的产物有NO2、O2和H2O,A错误;
Ksp(CaSO4)>Ksp(CaCO3),所以将CaSO4(s) 加入饱和Na2CO3 溶液中可生成CaCO3(s),B正确;苏打是Na2CO3,很稳定,受热不易分解,C错误;铜与S 粉在加热条件下反应生成Cu2S,D错误。
4.(2024·吕梁校考)下表各组物质中,满足图示物质在一定条件下能一步转化的组合有(　　)
A.②③ B.②④ C.①③ D.①④
C　
序号 X Y Z W
① Cu CuSO4 Cu(OH)2 CuO
② Na NaOH NaCl Na2O
③ Al AlCl3 Al(OH)3 Al2O3
④ Fe FeCl3 FeCl2 Fe(OH)2
【解析】①Cu与浓硫酸在加热条件下反应生成硫酸铜,硫酸铜与氢氧化钠反应生成氢氧化铜,氢氧化铜加热分解生成氧化铜,氧化铜被还原生成Cu,故正确;②钠与水反应生成氢氧化钠,氢氧化钠与稀盐酸反应生成氯化钠,氯化钠不能一步转化成氧化钠,故错误;③Al AlCl3 Al(OH)3 Al2O3
Al,故正确;④Fe与Cl2 反应可生成FeCl3,FeCl3与Fe 反应生成FeCl2,FeCl2与氢氧化钠反应生成氢氧化亚铁,氢氧化亚铁不能一步转化成Fe,故错误。
5.(2024·湖南岳阳期中)某探究小组设计了如图装置,进行关于NaHCO3和Na2CO3的性质实验(加热及夹持装置省略),将分别装有Na2CO3和NaHCO3的试管同时放入甘油浴加热(甘油沸点为290 ℃),下列叙述不正确的是(　　)
A.该实验可用于比较NaHCO3和Na2CO3的稳定性
B.a试管中的实验现象为有气泡,但是没有沉淀产生
C.b试管中的实验现象为有气泡,但是没有沉淀产生
D.NaHCO3可用于焙制糕点,Na2CO3可用于玻璃、造纸等工业
C　
【解析】A.在相同温度下加热碳酸钠和碳酸氢钠固体观察a、b试管中是否会产生沉淀即可以比较碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性,正确;B.碳酸钠热稳定性较好,受热难分解,升高温度试管中气体膨胀因此a中有气泡但无沉淀产生,正确;C.碳酸氢钠受热易分解产生二氧化碳,二氧化碳通入b中和饱和碳酸钠溶液反应生成碳酸氢钠,碳酸氢钠的溶解度小于碳酸钠,因此b中有气泡和沉淀,错误;D.碳酸氢钠受热易分解产生二氧化碳,可用于焙制糕点;Na2CO3可用于玻璃、造纸等工业,正确。
6.有关金属冶炼或其原理的说法正确的是(　　)
A.给定条件下,物质转化:Mg(OH)2 MgCl2(aq) Mg　能一步实现
B.工业上,常用电解熔融AlCl3的方法冶炼金属铝,且加入冰晶石作助熔剂
C.铝热法炼铁:2Al+Fe2O3 2Fe+Al2O3,反应物刚好完全反应,反应后固体质量增加
D.火法炼铜:Cu2S+O2 2Cu+SO2其中Cu2S既作氧化剂又作还原剂
D　
【解析】氢氧化镁与盐酸反应生成氯化镁,电解氯化镁溶液无法得到Mg,A错误;工业上常用电解熔融Al2O3的方式冶炼金属铝,且加入冰晶石作助熔
剂,B错误;铝热法炼铁,根据反应方程式可知,反应物和生成物都是固体,反应物刚好完全反应,反应后固体质量不变,C错误;火法炼铜,该反应中Cu2S中的Cu得电子化合价降低作氧化剂,Cu2S中的S失电子化合价升高作还原剂,因此Cu2S既是氧化剂也是还原剂,D正确。
7.部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是
(　　)
A.a可与e反应生成b
B.b既可被氧化,也可被还原
C.可将e加入浓碱液中制得d的胶体
D.可存在b→c→d→e→b的循环转化关系
C　
【解析】由题图可知,a为Fe,b中含有Fe2+,c为Fe(OH)2,d为Fe(OH)3,e中含有Fe3+。Fe+2Fe3+ ═3Fe2+,a可与e反应生成b,A推断合理;Fe2+既可以被氧化为Fe3+,也可以被还原为Fe,B推断合理;可将饱和的Fe3+溶液加入沸水中制得Fe(OH)3胶体,而不是浓碱液中,C推断不合理;可存在Fe2+ Fe(OH)2
Fe(OH)3 Fe3+ Fe2+的循环转化关系,D推断合理。
B　
1.(2025·广东卷·7)能满足下列物质间直接转化关系,且推理成立的是
A.X可为铝,盐的水溶液一定显酸性
B.X可为硫,氧化物1可使品红溶液褪色
C.X可为钠,氧化物2可与水反应生成H2
D.X可为碳,盐的热稳定性:NaHCO3>Na2CO3
【解析】铝单质与O2生成Al2O3后无法再被O2氧化,无法形成氧化物2,且Al2O3与水反应需强酸/碱才能溶解,A错误;硫燃烧生成SO2(氧化物1,使品红褪色),SO2氧化为SO3(氧化物2),SO3与水生成H2SO4,再与NaOH生成盐,转化关系成立,B正确;钠与氧气常温反应生成Na2O(氧化物1),进一步氧化为Na2O2(氧化物2);Na2O2与水反应生成NaOH和O2,不会生成H2,C错误;碳与氧气反应先生成CO,最终生成CO2,与水反应生成碳酸,与碱反应可生成盐,但Na2CO3热稳定性强于NaHCO3,D结论错误,D错误。
2.(2025·云南卷·7)稻壳制备纳米Si的流程图如下。下列说法错误的是(　　)
A.SiO2可与NaOH溶液反应
B.盐酸在该工艺中体现了还原性
C.高纯Si可用于制造硅太阳能电池
D.制备纳米Si:SiO2+2Mg Si+2MgO
B　
【解析】SiO2是酸性氧化物,与NaOH反应生成Na2SiO3和H2O,A正确;盐酸参与的反应为:MgO+2HCl═MgCl2+H2O,该反应是非氧化还原反应,盐酸体现酸性,没有体现还原性,B错误;高纯硅可以将太阳能转化为电能,故可用于制硅太阳能电池,C正确;SiO2和Mg在650 ℃条件下发生置换反应得到MgO和纳米Si,反应的化学方程式为 SiO2+2Mg Si+2MgO,D正确。
A　
3.(2025·湖北卷·8)如图所示的物质转化关系中,固体A与固体B研细后混合,常温下搅拌产生气体C和固体D,温度迅速下降。气体C能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。G是一种强酸。H是白色固体,常用作钡餐。下列叙述错误的是(　　)
A.在C的水溶液中加入少量固体A,溶液pH升高
B.D为可溶于水的有毒物质
C.F溶于雨水可形成酸雨
D.常温下可用铁制容器来盛装G的浓溶液
【解析】固体A与固体B研细后混合,常温下搅拌产生气体C和固体D,温度迅速下降。气体C能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,则C为NH3,G是强酸,则E是NO,F是NO2,G是HNO3;H是白色固体,常用作钡餐,H是BaSO4,D是BaCl2,A和B反应是NH4Cl和Ba(OH)2·8H2O反应,C(NH3)和HCl可转化为NH4Cl,则A是NH4Cl,B是Ba(OH)2·8H2O。在C(NH3)的水溶液(氨水)中加入少量固
体A(NH4Cl),铵根浓度增大,抑制了NH3·H2O的电离,OH-浓度减小,溶液pH减小,A错误;D(BaCl2)易溶于水,溶于水电离出Ba2+,钡是重金属,有毒,B正确;
F(NO2)与水反应生成强酸硝酸,故NO2溶于雨水可形成硝酸型酸雨,C正确;G是HNO3,常温下浓HNO3将Fe钝化,故常温下可用铁制容器来盛装浓硝酸,D正确。
4.(2024·安徽卷)下列选项中的物质能按图示路径在自然界中转化,且甲和水可以直接生成乙的是(　　)
D　
选项 甲 乙 丙
A Cl2 NaClO NaCl
B SO2 H2SO4 CaSO4
C Fe2O3 Fe(OH)3 FeCl3
D CO2 H2CO3 Ca(HCO3)2
【解析】氯气和水反应生成HCl和HClO,不能直接生成NaClO,A项错误;
SO2和水反应生成H2SO3,不能直接生成H2SO4,B项错误;Fe2O3难溶于水,不与水反应,不能直接生成Fe(OH)3,C项错误;CO2和H2O反应生成H2CO3,H2CO3和少量Ca(OH)2反应生成Ca(HCO3)2,Ca(HCO3)2受热分解生成CaCO3、H2O、CO2,D项正确。
5.(2024·江苏卷)在给定条件下,下列制备过程涉及的物质转化均可实现的是
(　　)
A　
【解析】电解NaCl溶液可得到NaOH、H2和Cl2,H2在Cl2中燃烧可生成HCl,A正确;电解MgCl2溶液得到Mg(OH)2,B错误;H2CO3的酸性比HCl弱,故NaCl溶液中通入CO2不能得到NaHCO3,C错误;SO2与H2O反应生成H2SO3,D错误。
6.(2024·全国甲卷)四瓶无色溶液NH4NO3、Na2CO3、Ba(OH)2、AlCl3,它们之间的反应关系如下图所示。其中a、b、c、d代表四种溶液,e和g为无色气体,f为白色沉淀。下列叙述正确的是(　　)
A.a呈弱碱性
B.f可溶于过量的b中
C.c中通入过量的e可得到无色溶液
D.b和d反应生成的沉淀不溶于稀硝酸
B　
【解析】由题意及关系图可知,a与b在加热条件下反应生成无色气体e,无沉淀生成,故a和b的反应为NH4NO3和Ba(OH)2 在加热条件下生成NH3的反应;又由于b和c 反应生成白色沉淀f,故b为Ba(OH)2,a为NH4NO3;又由于c既能与b反应产生沉淀f,又能与d反应产生沉淀f和气体g,故c为AlCl3,d为Na2CO3,白色沉淀f为Al(OH)3,无色气体g为CO2。a为NH4NO3 溶液,NH4NO3为强酸弱碱盐,N水解使溶液显酸性,A项错误;f为Al(OH)3,b为Ba(OH)2 溶液,
Al(OH)3为两性氢氧化物,可溶于强碱,B项正确;c为AlCl3 溶液,e为NH3,AlCl3溶液中通入NH3 会生成Al(OH)3 沉淀,Al(OH)3不溶于弱碱,继续通入NH3 不能得到无色溶液,C项错误;b为Ba(OH)2 溶液,d为Na2CO3 溶液,二者反应生成的BaCO3 沉淀可溶于稀硝酸,D项错误。
7.(2024·湖北卷)过量SO2与以下0.1 mol·L-1的溶液反应,下列总反应方程式错误的是(　　)
A　
选项 溶液 现象 化学方程式
A Na2S 产生淡黄色沉淀 3SO2+2Na2S═3S↓+2Na2SO3
B FeCl3 溶液由棕黄色变浅绿色 2FeCl3+SO2+2H2O═2FeCl2+H2SO4+2HCl　
C CuCl2 溶液褪色,产生白色沉淀 SO2+2CuCl2+2H2O═2CuCl↓+H2SO4+2HCl　
D Na2CO3 (含酚酞) 溶液由红色变无色 2SO2+Na2CO3+H2O═CO2+2NaHSO3　
【解析】过量SO2与0.1 mol·L-1的Na2S 溶液反应生成淡黄色沉淀S和NaHSO3,总反应的化学方程式为5SO2+2Na2S+2H2O═3S↓+4NaHSO3,A错误;过量SO2与0.1 mol·L-1的FeCl3 溶液反应生成FeCl2、H2SO4和HCl,总反应的化学方程式为2FeCl3+SO2+2H2O═2FeCl2+H2SO4+2HCl,B正确;过量SO2与0.1 mol·L-1的CuCl2 溶液反应生成白色沉淀CuCl,总反应的化学方程式为SO2+2CuCl2+2H2O═2CuCl↓+H2SO4+2HCl,C正确;Na2CO3水解使溶液显碱性,其水溶液能使酚酞变红,过量SO2与0.1 mol·L-1的Na2CO3 溶液反应生成CO2和NaHSO3,NaHSO3溶液显酸性,因此,溶液由红色变无色,总反应的化学方程式为2SO2+Na2CO3+H2O═CO2+2NaHSO3,D正确。
8.(2024·广东卷·14)部分含Mg或Al或Fe物质的分类与相应化合价关系如
图。下列推断合理的是(　　)
A.若a在沸水中可生成e,则a→f的反应一定是化合反应
B.在g→f→e→d转化过程中,一定存在物质颜色的变化
C.加热c的饱和溶液,一定会形成能产生丁达尔效应的红棕色分散系
D.若b和d均能与同一物质反应生成c,则组成a的元素一定位于周期表p区
B　
【解析】若a在沸水中可生成e,此时a为Mg,e为Mg(OH)2,即f为镁盐,a→f的反应有多种,可能为Mg+2HCl═MgCl2+H2↑,该反应属于置换反应,可能为Mg+Cl2 MgCl2,该反应属于化合反应,综上a→f的反应不一定是化合反应,
A错误;e能转化为d,此时e为白色沉淀Fe,d为红褐色沉淀Fe,说明在g→f→e→d转化过程中,一定存在物质颜色的变化,B正确;由题意得,此时能产生丁达尔效应的红棕色分散系为Fe胶体,c应为铁盐,加热铁盐的饱和溶液,也有可能直接得到Fe沉淀,故C错误;假设b为Al2O3,即d为Al,c为铝盐,Al2O3、Al与稀盐酸反应均生成铝盐,此时组成a的元素为Al,位于周期表p区;假设b为Fe2O3,即d为Fe,c为铁盐,Fe2O3、Fe与稀盐酸反应均生成铁盐,此时组成a的元素为Fe,位于周期表d区,D错误。

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