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常见无机框图型题
来源: 本站原创   点击数:1993   更新时间:2006-03-29

例1(1998-29) 下图中①~分别代表有关反应中的一种物质,请填写以下空白。


  (1)①、③、④的化学式分别是______、______、______。

  (2)⑧与⑨反应的化学方程式是______。

  【错解】 第(1)问:“①”(NH4)2CO3,NH4HCO3,(NH4)2CO3,(NH4)2S,NH4HSO3等。“③”NH3,NH3·H2O,CO2,CaCO3等。“④”CO2,NH3,Na2CO3等。第(2)问:

  ①C+HNO3=NO2↑+CO2↑+H2O

  ②CO+2HNO3=CO2+2NO2+H2O

  ③C+HNO3=NO↑+CO+H2O

  ④C+H2SO4=SO2↑+CO2+H2O

  ⑤2Mg+CO2=2MgO+C

  【评析】 粗读题目,将整块网络图看在眼里,不要被11个数码搞得心慌意乱,要清醒地看到④、、⑥、⑦、②的重复出现。细读题目,把整块框图画分成Ⅰ→Ⅳ小块,如图所示:


  第Ⅰ块中,Na2O2是个突破口,能与Na2O2反应的气体应该是CO2,由此估计②可能是CO2,④可能是O2。由①加热得气体混合物,该气体混合物通过浓硫酸后,得到气体②,可认为①为碳酸铵或碳酸氢铵(中学学过的物质受热得到气体混合物的,当属这两种盐)。第Ⅱ块中,气体混合物通过碱石灰后,CO2和H2O均被除去,③应为NH3,③与④在催化剂、高温条件下,生成⑥和 的反应为 =2NO2,由此可知⑥为NO,⑦为NO2, 为H2O。⑦与 反应生成⑥和⑧,应该是3NO2+H2O=2HNO3+NO,由此可知⑧为HNO3。第Ⅲ块中,⑧与⑨反应,生成⑦、②和 ,只有⑨是未知的,HNO3与什么物质反应能生成NO2,CO2和H2O呢?显然⑨应该是碳。第Ⅳ块中,②与Mg条在点燃条件下反应生成⑨和⑩,可确定⑨为碳(发生的反应 
  当然,也可以按Ⅰ、Ⅳ、Ⅱ、Ⅲ块的顺序思考。

  本题使用了11种物质,用了15个序号,其中④、 、⑥、⑦、②重复出现,涉及9步反应(或操作),组成了元素化合物的框图题,考查四种主族元素的典型反应之间的相互关系及相关的化学用语。上述的种种常见误区,反映出考生思维的敏捷性和严密性差,不能迅速将整幅网络图分解成4个小块,找到解决问题的突破口,各个击破。还反映出考生在正确书写指定物的化学式方面的缺陷,由于“NH4+”与“NH3”不分、“NH3”与“NH3·H2O”不分,把本应该得到的分数丢失了。由此我们得到启示,要走出元素化合物框图的误区,就要熟练掌握重要元素的单质及化合物的典型反应,正确书写反应的化学方程式、离子方程式,做到知识存储有序,便于迅速准确提取。

  【正确答案】

  (1)①为NH4HCO3[或(NH4)2CO3],③为NH3,④为O2。

  (2)C+4HNO3=2H2O+4NO2↑+CO2↑

  例2 (1997-30)试样X由氧化亚铁和氧化铜组成。取质量相等的两份试样按下图所示进行实验:


  (1)请写出步骤③中所发生的全部反应的离子方程式。

  (2)若全部的溶液Y和全部的粉末Z充分反应后,生成的不溶物W的质量是m,则每份试样X中氧化铜的质量为______。(用m表示)

   

  2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+,④Fe-2e=Fe2+,2H++2e=H2↑,⑤Fe2++Cu2+=Cu+Fe3+,⑥Cu+2H+=Cu2++H2↑,⑦Fe2++2H2O=Fe(OH)2+2H+,4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3等。

  第(2)问:①5/4m,②1.2m,0.6m,③m/2,m/4,120m/132等。

  【评析】 审题时注意:第一,X由FeO和CuO组成。第二,取质量相等的两份试样进行实验。第三,反应中盐酸过量,CO过量,全部的溶液Y和全部的粉末Z充分反应,且“③强酸性溶液(不含Cu2+)”,说明溶液中的Cu2+全部变成了Cu,在不溶物W中不含Fe(因为强酸性条件下,Fe变成了Fe2+)。第四,不溶物W只含Cu,这里的Cu一部分来自粉末Z,另一部分来自粉末Z中Fe与溶液Y中CuCl2反应生成的Cu。考虑问题时,可设每份试样X中含CuO a mol,FeO b mol,按题意画出框图:


  根据上述框图可知各步所发生的化学反应及相关的各物质的物质的量。W的成分是2amolCu,由此可列出每份试样X中CuO的质量。即:


  第(1)问:出现①误区,是因为离子电荷不守恒,离子方程式未配平。出现②误区是因为不知道什么情况下应考虑盐类的水解,看不懂题意,不知道溶液的强酸性是由于盐酸过量造成的。出现③误区,是由于对题目中的“氧化亚铁”视而不见造成的。出现④误区是由于误认为发生了原电池反应造成的。出现⑤误区,是死记硬背造成的,误将一个与本题无关的反应2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+的反应物与生成物颠倒过来,作为答案,造成失误。出现⑥误区,是由于违背了金属与酸反应的规律造成的。出现⑦误区,是由于审题不清,不知道酸性条件下不存在这两个反应造成的。
   CO2反应生成的Cu,还含有CuCl2+Fe=Cu+FeCl2反应生成的Cu,审题时未注意“每份”两个带有加重号的字,造成失误。出现②误区,是因 区,均因列式错误造成失误。 

  【正确答案】

  (1)Cu2++Fe=Cu+Fe2+,2H++Fe=Fe2++H2↑

   
  例3(1996-30) A,B,C和D分别是NaNO3,NaOH,HNO3和Ba(NO3)2四种溶液中的一种。现利用另一种溶液X,用如下图所示的方法,即可将它们一一确定。


  试确定A,B,C,D,X各代表何种溶液。

  A:______B:______C:______D:______X:______

  【错解】 ①NaOH,NaNO3,Ba(NO3)2,MgSO4。②X为ZnSO4,Mg(OH)2,H2SO4,MgCO3,FeSO4,CuSO4等。③A为Ba(NO3)2,C为NaOH。稀HNO3,可断定X一定含有SO42-离子,D必为HNO3,C必为Ba(NO3)2。这样就找到了解决问题的突破口。然后再根据另一种白色沉淀的性质继续推断,就可找到答案。

  在确定C为Ba(NO3)2,D为HNO3后,再对能溶于HNO3的白色沉淀进行分析,NaNO3不能与硫酸盐生成白色沉淀,而NaOH却可以与某硫酸盐反应,生成白色沉淀,于是可确定A为NaOH,X为MgSO4。显然B应该是NaNO3。检查一下,MgSO4(X)与过量NaNO3(B)不反应,MgSO4(X)与过量HNO3(D)不反应,Mg(OH)2白色沉淀加NaNO3(B)溶液不溶解,BaSO4白色沉淀加NaNO3(B)溶液也不溶解,完全与题目图示相符。结论:A为NaOH溶液,B为NaNO3溶液,C为Ba(NO3)2溶液,D为HNO3溶液,X为MgSO4溶液。

  出现①误区,是由于判断正确,但元素符号写错或写得不规范,导致失误。出现②误区,是由于对物质间相互反应规律不掌握,造成失误。出现③误区,是由于未抓住白色沉淀溶解与不溶这一特征进行分析推断,造成失误。

  【正确答案】

  A:NaOH,B:NaNO3,C:Ba(NO3)2,D:HNO3,X:MgSO4。

  例4(1995-31) A,B,C是在中学化学中常见的三种化合物,它们各由两种元素组成,甲、乙是两种单质。这些化合物和单质之间存在如下的关系:


  据此判断:

  (1)在A,B,C这三种化合物中,必定含有乙元素的是______。(用A,B,C字母填写)

  (2)单质乙必定是______(填“金属”或“非金属”),其理由是____________。

  (3)单质乙的分子式可能是______,则化合物B的分子式是___________。

  【错解】 第(1)问:①只答A,②只答B,③错答C。第(2)问:①化合物A与化合物B反应生成单质乙和化合物C,有单质乙,所以乙必为非金属。②化合物之间能生成单质的必为非金属。③中学常见的符合题意的、生成单质的必为非金属。④化合物A和化合物B反应不可能生成单质金属。⑤化合物A和化合物B反应生成单质乙的反应属复分解反应,而金属为零价,必出现氧化还原反应。第(3)问:①S,SO2。②O2,H2O。③O2,H2O2。④Cl2,H2O。⑤P,PCl3。

  【评析】 粗读框图和文字,无实验现象描述,也没找到特征可以作为解决问题的突破口,这时要保持良好的心态,不要慌张,可根据题设问题按顺序思考。把框图改变一下写法,就会豁然开朗。


  按①→⑥顺序思考,可以断定乙元素一定是非金属元素,乙元素在A,B化合物中分别呈正、负价。于是根据已有的元素化合物知识,从大脑中调出S,SO2,H2S,令乙单质为S,A为SO2,B为H2S,

   
  即


  值得注意的是第(3)问的答案还有另外一组物质:乙为N2,B为NH3。即


  框图的左边是考生熟悉的重点知识——氨的催化氧化,右边是本次高考试题的第29题给出的新反应,这种异题迁移的设计,为思维敏捷的考生多提供了一条思路,也为一时还找不到思路的考生提供了一条线索。希望大家在备考时,要注意异题迁移,以提高思维的敏捷性。

  【错解】 中列举的种种失误,是由于一些同学面对一幅综合性强而又陌生度高的框图,不能通过分解、联想、迁移,将其改造成自己熟悉的思路图,找到各物质间相互转化的关系。反映出思维的整体性差,所以不能准确判断单质乙、化合物B的分子式,漏答或错答必含乙元素的化合物,也不会叙述乙必定为非金属单质的理由。希望能引起大家的注意。

  【正确答案】

  (1)A,B。

  (2)非金属,因为A+B→乙+C,且乙为单质,可知乙元素在A、B中分别呈正、负价,所以乙是非金属。

  (3)S,H2S(或N2,NH3)。

  例5(1994-32) 图中的每一方格表示有关的一种反应物或生成物,其中粗框表示初始反应物(反应时加入或生成的水,以及生成沉淀J时的其他产物均已略去)。


  请填写下列空白:

  (1)物质B是______,F是_______,J是______。

  (2)反应①的离子方程式是_____________。

  【错解】 第(1)问:①F是NaCl,J是AgCl。②F是Fe(正确),但J答成Fe(ClO)3。

  第(2)问:①Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O。

  ②Cl2+OH-=Cl-+ClO-+H2O。

  ③Cl2+2OH-=Cl-+HClO。

  ④Cl2+2Na++2OH-=Cl-+NaClO+H2O。

  ⑤Cl2+2NaOH=Cl-+ClO-+H2O。
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