框圖題中“連續(xù)氧化”與“三角轉(zhuǎn)化”關(guān)系

邱志俊

無機框圖題是高考及各類考試的熱點試題。試題以物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系為背景，在考查學生對以物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)為核心的基礎(chǔ)知識掌握程度的同時，又能很好的反映出學生的分析、判斷、推理等綜合能力及較好的思維品質(zhì)。解析無機框圖試題的關(guān)鍵在于根據(jù)給出的轉(zhuǎn)化關(guān)系，通過分析、推理、判斷與所掌握的基礎(chǔ)知識有機的組合在一起。其中“連續(xù)氧化”和“三角轉(zhuǎn)化”是無機框圖試題中較為普遍和再現(xiàn)率較高的轉(zhuǎn)化關(guān)系。

一、連續(xù)氧化

存在連續(xù)氧化關(guān)系的主要物質(zhì)有：

①C（或CH4及烴）→CO→CO2； ②Na→Na2O→Na2O2；

③N2（或NH3）→NO→NO2； ④S（或H2S）→SO2→SO3；

⑤醇（或烯烴）→醛→羧酸。

例1下列關(guān)系圖中，A是一種正鹽，D的相對分子質(zhì)量比C的相對分子質(zhì)量大16，E是酸。當X無論是強酸還是強堿時都有如下轉(zhuǎn)化關(guān)系（其它產(chǎn)物及反應所需的條件均已刪去）：

AX

BY

CY

DZ

E

回答如下問題：

（1）A是，Y是，Z是；

（2）當X是強酸時，A、B、C、D、E均含有同一種元素，E是；

（3）當X是強堿時，A、B、C、D、E均含有同一種元素，E是；

（4）寫出X在兩種情況下B→C的化學方程式：；

（5）當X是強堿時，寫出E的稀溶液與銅片發(fā)生反應的離子方程式：。

解析此題在推斷過程中存在三個重要的信息：①A為正鹽，既能與強酸反應又能與強堿反應；②B轉(zhuǎn)化為C及C轉(zhuǎn)化為D均有Y物質(zhì)介入，屬于C與Y連續(xù)反應的過程，且D的相對分子質(zhì)量比C的相對分子質(zhì)量大16，則應考慮D比C在組成上多一個O原子，則Y可能為O2， B轉(zhuǎn)化D的過程為連續(xù)氧化的過程；③由D若為氧化物，能與Z反應生成E，而E為酸，則Z可能為H2O，E應為含氧酸。綜合以上信息確定A為（NH4）2S。

例2化學中有許多物質(zhì)之間的反應符合如下圖所示關(guān)系，圖中其他產(chǎn)物及反應所需條件均已略去。對于如下的變化下列判斷不正確的是（ ）。

AX

BO2

CO2

D

A.當A是正鹽、X是強酸時，D是酸性氧化物

B.當X是強堿溶液時，B一定是NH3

C.B可能是單質(zhì)

D.D可能是一種酸

解析B、C、D三種物質(zhì)間存在連續(xù)氧化關(guān)系，根據(jù)所給出的能夠發(fā)生連續(xù)氧化的物質(zhì)可知，當X為酸時，D可以為SO2、SO3，B可以為S，而當X為堿時，B可能為NH3或醇，因此D可以為有機酸，故B項是錯誤的。

例3已知A-L所代表的物質(zhì)（或溶液中的溶質(zhì)）都是中學化學中常見的物質(zhì)。通常狀況下，D是氣體單質(zhì)，E是無色無味氣體，K是不溶水的酸，反應①②③是工業(yè)生產(chǎn)L的全部反應，反應④是工業(yè)生產(chǎn)普通玻璃的反應之一，一定條件下，各物質(zhì)間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示：

（1）寫出下列物質(zhì)的化學式：A，D的同素異形體。

（2）B中金屬在周期表中的位置是，B的化學式是。

（3）實驗測得1 g B與足量D完全反應放出7.1 kJ的熱量，寫出反應的熱化學方程式。

（4）完成下列反應方程式：I+G→M+L的離子方程式，反應④的化學方程式。

（5）工業(yè)上對生產(chǎn)L的廢水進行處理的同時還可以得到一種工業(yè)產(chǎn)品是（寫化學式）。

解析在物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系中還存在一個重要的連續(xù)氧化信息，即B與D反應生成G，G又與D反應生成J，因此結(jié)合試題所給其它信息可知D為O2，G為SO2，從而進一步確定其它物質(zhì)。

答案：Na2O2、O3；第四周期第Ⅷ族；FeS2；4FeS2（s）+11O2（g）2Fe2O3（s）+8SO2（g），ΔH=-3408 kJ/mol；2Fe3++SO2+2H2OFe2++SO2-4+4H+，Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2；CaSO4。

二、三角轉(zhuǎn)化

存在“三角轉(zhuǎn)化”關(guān)系的主要物質(zhì)如圖所示：

例4A、B、C、D四種無機物具有如圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系：

（1）若以上反應均為氧化還原反應，且A、B、C均含有同一種元素，則：

①若D為非金屬單質(zhì)，則C可能為；

②若D為金屬單質(zhì)，寫出檢驗B中陽離子的一種方法。

（2）若以上反應均為非氧化還原反應，則：

①若D為酸或酸性氣體，則A、B、C、D分別可以是、、、。

②若D為堿，則A、B、C、D分別可以是、、、。

解析由三者間的反應特點結(jié)合連續(xù)氧化反應關(guān)系及典型物質(zhì)間的三角轉(zhuǎn)化關(guān)系可知：

若以上反應均為氧化還原反應，①當D為非金屬單質(zhì)時，A可能為C、CxHy或H2S，C可能為CO2或SO2。

②若D為金屬單質(zhì)，則B可能為變價元素，因此D為Fe，B為FeCl3，C為FeCl2。

若以上反應均為非氧化還原反應，則由典型的物質(zhì)的三角轉(zhuǎn)化關(guān)系可知：

①若D為酸或酸性氣體，則A、B、C、D分別可以是堿、B為多元弱酸的正鹽、C為多元弱酸的酸式鹽。D可能為CO2、SO2、H2SO3、H2S等。

②若D為堿，則A、B、C、D分別可以是多元弱酸或酸性氣體（如CO2、SO2、H2SO3、H2S等）。B為酸式鹽、C為正鹽，D為堿。

（收稿日期：2015-01-15）