核心概念 物质转化规律及流程图解析
1.精准把握反应条件与化学方程式的对应关系
绝大多数化学反应的进行需要特定的反应条件,而条件的细微变化往往会导致产物截然不同。
(1)“催化剂”作为关键反应条件:在无机化学领域,尽管各类反应所需的催化剂有所差异,但只要明确“催化剂”这一要素,即可将氯酸钾热分解、过氧化氢分解、工业合成氨、二氧化硫氧化、氨气氧化等多个反应串联起来,构建出系统的知识网络。
(2)“通电”或“电解”作为特征条件:此类条件通常适用于电解水、电解氯化钠溶液、氯化镁溶液、氯化铜溶液、硫酸铜溶液、硝酸盐溶液以及熔融状态的氯化钠和氧化铝等体系。
(3)“高温”作为常见反应条件:典型的反应包括碳酸钙热分解、二氧化硅与碳的置换反应、普通玻璃的制备过程以及铝热反应等。
2.通过物质的颜色与状态特征进行推断
(1)颜色特征:淡黄色或棕黄色固体包括过氧化钠、硫磺、氯化铁;黑色固体涵盖二氧化锰、碳、氧化铜、氧化亚铁、四氧化三铁;紫红色或黑色固体涉及高锰酸钾、碘单质;红色固体为氧化铜;绿色固体为碱式碳酸铜。
(2)气体颜色与气味:红棕色气体为二氧化氮;浅黄绿色气体为氟气;黄绿色气体为氯气;具有刺激性气味的无色气体包括二氧化硫、氨气以及卤化氢(氟、氯、溴、碘);无色无味气体则涵盖氢气、氮气、氧气、二氧化碳、一氧化碳和甲烷。
(3)常温下呈液态的特殊物质:溴单质、汞金属、水以及过氧化氢等。
(4)易升华的物质:碘单质。
(5)溶液中的有色离子:蓝色为铜离子;浅绿色为亚铁离子;黄色为铁离子;紫红色为高锰酸根离子。
(6)溴单质在水中呈现黄橙色,在有机溶剂中呈现橙红色;碘单质在水中呈现黄褐色,在有机溶剂中呈现紫红色。
(7)有色沉淀:①白色沉淀包括硅酸、氯化银、硫酸钡(不溶于酸)、亚硫酸钡、氢氧化镁、氢氧化亚铁、氢氧化铝、碳酸钡、碳酸钙、亚硫酸钙、碳酸镁等;②淡黄色沉淀为溴化银、碘化银、硫单质;③红褐色沉淀为氢氧化铁;④蓝色沉淀为氢氧化铜;⑤砖红色沉淀为氧化亚铜。
3.通过典型反应现象进行推断
(1)燃烧现象:氢气与氯气反应产生苍白色火焰;乙炔或苯与氧气燃烧产生明亮火焰并伴有大量黑烟;铝或镁在氧气中燃烧产生耀眼的白光并形成白色固体;金属燃烧时呈现特有的焰色反应。
(2)特征显色反应:淀粉遇碘变蓝;蛋白质遇浓硝酸变黄。
(3)气体对指示剂的显色作用:使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体为氨气;使品红溶液褪色的气体包括氯气和二氧化硫等。
(4)气体颜色变化:一氧化氮在空气中接触氧气后变为红棕色。
(5)铁离子与特定试剂的反应:铁离子与氢氧根离子反应生成红褐色沉淀;铁离子与苯酚反应呈现紫色;铁离子与硫氰根离子反应呈现红色。
(6)亚铁离子与特定试剂的反应:亚铁离子与氢氧根离子反应先生成白色沉淀,随后沉淀颜色逐渐变为灰绿色最终转变为红褐色;亚铁离子与硫氰根离子反应无明显现象,但在通入氯气后溶液呈现红色。
(7)铵盐的特征反应:能与碱反应并加热产生气体的溶液中通常含有铵根离子。
(8)两性物质:铝、弱酸的铵盐(如碳酸铵、硫化铵)以及弱酸的酸式铵盐(如碳酸氢铵、硫氢化铵)等物质既能与酸反应又能与碱反应并释放气体。
(9)燃烧产烟现象:钠在氯气中燃烧产生白烟;铁在氯气中燃烧产生红棕色烟;铜在氯气中燃烧产生棕黄色烟。
例题:A、B、C、W均为中学阶段常见的纯净物质,它们之间存在如下转化关系(其他产物及反应条件已省略,反应可在水溶液中进行):
Ⅰ.若A为具有刺激性气味的气体,其水溶液呈碱性;C为红棕色气体,与水反应可生成一元强酸D,D具有强氧化性。
(1)A的电子式为___________。
(2)在催化剂作用下,A与C反应可生成两种无污染物质,该反应的化学方程式为___________。
(3)工业上常用过量的Na2CO3溶液吸收C,生成等物质的量的两种硝酸盐,该反应的离子方程式为___________________________。
Ⅱ.若A、C、W均为常见气体,C是导致酸雨的主要气体,常温下A与C反应生成B,则该反应的化学方程式为_____________________。某化学实验小组将收集到的一定量的酸雨保存在密闭容器中,每隔一定时间测量酸雨的pH值,发现起始一段时间内酸雨的pH值呈减小趋势,请用离子方程式解释这一现象:____________________________________。
Ⅲ.A、B、C三种物质的溶液均呈现碱性,焰色反应均为黄色;C常作为面包和糕点的发泡剂,受热分解可生成B。
(1)若将标准状况下2.24L的W通入150mL 1mol·L-1的A溶液中,充分反应。总反应的离子方程式为______________________________。
(2)向两份30mL同浓度的A溶液中通入不同体积的W气体,得到溶液M、N。向M、N溶液中逐滴加入浓度为0.2mol·L-1盐酸,如图所示,Ⅰ和Ⅱ分别为向M、N溶液中加入盐酸的体积V(HCl)与产生W气体的体积V(W)的关系。则M、N两溶液中相同溶质的物质的量之比为___________。
【答案】Ⅰ.(1)
(2)8NH3+6NO2
7N2+12H2O
(3)2NO2+2CO32-+H2O ===NO3-+NO2-+2HCO3-
Ⅱ.2H2S+SO2=3S↓+2H2O 2H2SO3+O2=4H++2SO42-
Ⅲ.(1)2CO2+3OH-=CO32-+HCO3-+H2O (2)1∶3