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專題02 物質的循環(huán)轉化關系 1．一定條件下，下列各組物質能一步實現(xiàn)圖中所示轉化關系的是 選項 X Y Z W A Al Al2O3 NaAlO2 Al(OH)3 B Fe3O4 Fe FeCl2 FeCl3 C H2SO4 SO2 S SO3 D CH3CH2Br CH2=CH2 C2H5OH CH2BrCH2Br 【答案】B 【解析】分析：A項，Al與O2反應生成Al2O3，Al2O3與NaOH反應生成NaAlO2和H2O，NaAlO2溶液與過量CO2反應生成Al（OH）3和NaHCO3，Al（OH）3與NaOH反應生成NaAlO2和H2O，Al2O3不能一步生成Al（OH）3；B項，F(xiàn)e3O4與CO高溫反應生成Fe和CO2，F(xiàn)e與HCl反應生成FeCl2和H2，F(xiàn)e與Cl2加熱時反應生成FeCl3，F(xiàn)eCl2與Cl2反應生成FeCl3，F(xiàn)eCl3與Fe反應生成FeCl2；C項，Cu與濃H2SO4加熱反應生成CuSO4、SO2和H2O，SO2與H2S反應生成S和H2O，SO2發(fā)生催化氧化反應生成SO3，S與SO3相互間不能一步轉化；D項，CH3CH2Br在NaOH醇溶液中發(fā)生消去反應生成CH2=CH2，CH2=CH2與H2O一定條件下發(fā)生加成反應生成C2H5OH，CH2=CH2與Br2發(fā)生加成反應生成CH2BrCH2Br，C2H5OH與CH2BrCH2Br相互間不能一步轉化。 詳解：A項，Al與O2反應生成Al2O3，Al2O3與NaOH反應生成NaAlO2和H2O，NaAlO2溶液與過量CO2反應生成Al（OH）3和NaHCO3，Al（OH）3與NaOH反應生成NaAlO2和H2O，Al2O3不能一步生成Al（OH）3，Y→W不能一步實現(xiàn)；B項，F(xiàn)e3O4與CO高溫反應生成Fe和CO2，F(xiàn)e與HCl反應生成FeCl2和H2，F(xiàn)e與Cl2加熱時反應生成FeCl3，F(xiàn)eCl2與Cl2反應生成FeCl3，F(xiàn)eCl3與Fe反應生成FeCl2，圖中反應均能一步實現(xiàn)；C項，Cu與濃H2SO4加熱反應生成CuSO4、SO2和H2O，SO2與H2S反應生成S和H2O，SO2發(fā)生催化氧化反應生成SO3，S與SO3相互間不能一步轉化，Z與W間的相互轉化不能一步實現(xiàn)；D項，CH3CH2Br在NaOH醇溶液中發(fā)生消去反應生成CH2=CH2，CH2=CH2與H2O一定條件下發(fā)生加成反應生成C2H5OH，CH2=CH2與Br2發(fā)生加成反應生成CH2BrCH2Br，C2H5OH與CH2BrCH2Br相互間不能一步轉化，Z與W間的相互轉化不能一步實現(xiàn)；答案選B。 2．X、Y、Z 是中學化學中常見的三種物質，下表各組物質之間通過一步反應不能實現(xiàn)右圖所示轉化關系的是 X Y Z 箭頭上所標數(shù)字的反應條件 A． NO NO2 HNO3 ①常溫遇氧氣 B． Cl2 NaClO HClO ②通入CO2 C． Na2O2 NaOH NaCl ③加入H2O2 D． Al2O3 NaAlO2 Al(OH)3 ④加NaOH溶液 【答案】C 3．已知A、B、D、E均為化學中的常見物質，它們之間的轉化關系如圖所示(部分產物略去)，則下列有關物質的推斷不正確的是（ ） A. 若A是鐵，則E可能為稀硝酸 B. 若A是CuO，E是碳，則B為CO C. 若A是NaOH溶液，E是CO2，則B為NaHCO3 D. 若A是AlCl3溶液，E可能是氨水 【答案】D 【解析】試題分析：A、如果A是Fe，E為稀硝酸，B為Fe(NO3)3，D為Fe(NO3)2，F(xiàn)e(NO)3和Fe反應生成Fe(NO3)2，F(xiàn)e(NO3)2和硝酸反應生成Fe(NO3)3，符合轉化關系，故說法正確；B、C＋CuO=Cu＋CO2，過量的C和CO2發(fā)生反應：C＋CO2=2CO，因此B為CO，D為CO2，符合轉化關系，故說法正確；C、2NaOH＋CO2(少量))=Na2CO3＋H2O，NaOH＋CO2(過量)=NaHCO3、2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O，Na2CO3＋CO2＋H2O=2NaHCO3，符合轉化關系，故說法正確；D、氫氧化鋁溶于強堿，不溶于弱堿，無論氨水是否過量，生成都是氫氧化鋁沉淀，不符合轉化關系，故說法錯誤。 4．現(xiàn)有三種短周期元素組成的單質a、b、c 及其二元化合物X、Y、Z，它們之間相互轉化關系如圖所示。已知:X 中a和b元素的原子個數(shù)比為1:1；常溫下L是一種無色黏稠油狀液體。下列說法不正確的是 A. b、c 單質中所含的元素屬于同主族元素 B. X、Y、Z 分子中一定都含有極性共價鍵 C. L、Y、Z 三種物質中兩兩之間能相互反應 D. 同溫同濃度的水溶液中酸性強弱為:L>Y>Z 【答案】C 5．下列各選項中,物質之間通過一步反應就能實現(xiàn)如圖所示變化的是 選項 甲 乙 丙 丁 A Al AlCl3 Al2O3 NaAlO2 B S H2S SO2 SO3 C Na Na2O NaOH Na2O2 D N2 NH3 NO NO2 【答案】A 【解析】Al與氯氣反應生成AlCl3，Al與反應生成Al2O3，Al與氫氧化鈉溶液反應生成NaAlO2，Al2O3與氫氧化鈉溶液反應生成NaAlO2，故A正確；S單質不能直接生成SO3，故B錯誤；NaOH不能直接生成Na2O2，故C錯誤；N2與氧氣不能直接生成NO2，故D錯誤。 6．a、b、c、X是中學化學中常見的四種物質,且a、b、c中含有同一種元素,其轉化關系如下圖所示。下列說法不正確的是 A. 若a、b、c均為廚房中常用的物質,則構成c中的陽離子半徑小于其陰離子半徑 B. 若a為一種氣態(tài)氫化物,X為O2,則a分子中可能含有10個或者18個電子 C. 若b為一種兩性氫氧化物,則X可能是強酸，也可能是強堿 D. 若a為固態(tài)非金屬單質,X為O2,則O元素與a元素的原子序數(shù)之差可能為8 【答案】D 【解析】若a、b、c均為廚房中常用的物質，a為碳酸鈉，X為鹽酸，碳酸鈉與鹽酸反應生成碳酸氫鈉b，碳酸氫鈉與鹽酸繼續(xù)反應生成氯化鈉c，鈉離子核外有2個電子層，氯離子核外有有3個電子層，所以氯化鈉中陽離子半徑小于其陰離子半徑，A正確；若a為氣態(tài)硫化氫，與氧氣反應生成單質硫b，硫繼續(xù)與氧氣反應生成二氧化硫c，硫化氫與氧氣直接反應生成二氧化硫，硫化氫為18個電子微粒；甲烷與氧氣不完全反應生成一氧化碳b，一氧化碳與氧氣繼續(xù)反應生成二氧化碳c，甲烷完全燃燒直接生成二氧化碳，甲烷為10個電子的微粒；綜上所述，C正確；若a為單質碳，可以燃燒生成一氧化碳b，二氧化碳c，但是和氧原子序數(shù)只差為2，不是8；若a為固態(tài)非金屬單質硫，與氧氣反應不能直接生成三氧化硫c；也就是說，硫原子和氧原子的原子序數(shù)雖然能夠差8，但是不能滿足題意要求，D錯誤；正確選項D。 7．如圖W、X、Y、Z為四種物質，若箭頭是能一步轉化的常見反應，其中常溫下能進行的是（ ） 選項 W X Y Z A S SO2 SO3 H2SO4 B Al AlCl3 NaAlO2 Al2(SO4)3 C Fe FeCl3 Fe(OH)2 FeCl2 D Na Na2O2 NaOH NaCl 【答案】B 8．A、B、C、D、E 五種物質中均含有同一種短周期主族元素R， 它們能發(fā)生如圖所示的轉化關系，已知A、B、D、E四種物質均難溶于水，單質R能與NaOH溶液反應生成鹽和氫氣。 下列說法正確的是（ ） A. 反應①中氧化劑與還原劑的物質的量之比為1∶1 B. 化合物A既能溶于NaOH又能溶于氫氟酸 C. 反應④的離子方程式為：2R+2OH-+2H2O=2RO2-+3H2↑ D. 化合物C的溶液與反應①產生的氣體能夠發(fā)生化學反應 【答案】B 【解析】單質R能與NaOH溶液反應生成鹽和氫氣，常見的是Al或Si，由圖中轉化關系可知，若R是Al，則C應為NaAlO2，但NaAlO2與過量鹽酸反應生成NaCl和AlCl3的混合溶液，不能生成難溶物，所以R是Si，A在高溫下能與焦炭和石灰石反應，說明A是SiO2，根據圖中轉化關系可推知，B為CaSiO3、D為Si、C為Na2SiO3、E為H2SiO3。A. 反應①的化學方程式為：SiO2＋2CSi＋2CO↑，由方程式可知，氧化劑與還原劑的物質的量之比為1:2，故A錯誤；B. SiO2既能與NaOH溶液反應，又能和氫氟酸反應，故B正確；C. 反應④的離子方程式為Si＋2OH－＋H2O=SiO32－＋2H2↑，故C錯誤；D. 反應①產生的氣體是CO，Na2SiO3溶液與CO不反應，故D錯誤；答案選B。 9．甲、乙、丙三種物質存在如圖所示的轉化關系(圖中“→”表示一步轉化)。下列各組物質轉化，不能滿足此關系的是 甲 乙 丙 A NaOH Na2CO3 NaHCO3 B AlCl3 Al(OH)3 NaAlO2 C NH3 N2 HNO3 D S SO2 H2SO4 【答案】C 【解析】A.甲→乙，2NaOH+CO2Na2CO3+H2O，乙丙，Na2CO3+H2O+CO22NaHCO3，2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑，甲+丙→乙，NaHCO3+NaOHNa2CO3+H2O ，故A不符合題意；B. 甲→乙，AlCl3+3NaOHAl(OH)3↓+3NaCl，乙丙，Al(OH)3+NaOHNaAlO2+2H2O，NaAlO2＋HCl＋H2OAl(OH)3↓+NaCl，甲+丙→乙，3NaAlO2＋AlCl34Al(OH)3↓+3NaCl ，故B不符合題意； C. 乙→丙，不能一步轉化，故C符合題意；D.甲→乙，S+ O2SO2，乙丙，SO2+H2O2H2SO4，C+2H2SO4(濃)CO2↑+2SO2↑+2H2O，甲+丙→乙，S+2H2SO4(濃) 3SO2↑+2H2O，故D不符合題意。故選C。 10．下列各組物質中，不能滿足表中圖示物質在一定條件下一步轉化關系的組合為 組別 X Y Z W A Al AlCl3 Al(OH)3 Al2O3 B Na Na2O2 Na2CO3 NaCl C Fe FeCl2 FeCl3 Fe(OH)3 D Si Na2SiO3 H2SiO3 SiO2 【答案】C 【解析】A、Al與鹽酸得AlCl3，再加NH3H2O得Al(OH)3加熱得Al2O3，電解得Al，故A正確；B、Na在氧氣中點燃生成Na2O2，與二氧化反應生成Na2CO3，再與鹽酸反應生成NaCl，電解熔融氯化鈉生成鈉，故B正確；C、Fe與鹽酸生成FeCl2，通入氯氣生成FeCl3，與氫氧化鈉反應Fe(OH)3，但由Fe(OH)3無法直接生成鐵，故C錯誤；D、Si與氫氧化鈉溶液反應生成Na2SiO3，與酸反應生成H2SiO3，加熱生成SiO2，與碳在高溫生成硅，故D正確；故選C。 11．短周期元素a、b、c、d的原子序數(shù)依次增大，b和c為兩種常見的金屬元素，a、b、c、d的最高價氧化物對應的水化物依次為甲、乙、丙、丁，它們之間存在如圖所示的反應關系(圖中用“--“相連的兩種物質間能發(fā)生反應)。下列判斷一定正確的是 A. 簡單離子半徑:d>b>c>a B. 等物質的量的ba3、b3a所含離子總數(shù)不相等 C. d的最高化合價和最低化合價的代數(shù)和為6 D. b和d組成的化合物的水溶液是中性 【答案】B 【解析】短周期元素a、b、c、d的原子序數(shù)依次增大，b和c為兩種常見的金屬元素，a、b、c、d的最高價氧化物對應的水化物依次為甲、乙、丙、丁，根據關系圖，乙與丙能夠反應，則說明c為Al元素，丙為氫氧化鋁，則b為鈉，乙為氫氧化鈉，丙能夠與甲和丁反應，說明甲和丁為酸，則a為N，甲為硝酸，d為S或Cl，丁為硫酸或高氯酸。A. 電子層結構相同的離子，核電荷數(shù)越大離子半徑越小，離子電子層越多離子半徑越大，則離子半徑a>b>c，故A錯誤；B. 等物質的量的NaN3和Na3N所含離子總數(shù)之比為2:4=1:2，故B正確；C. d為S或Cl，最高化合價和最低化合價的代數(shù)和為4或6，故C錯誤；D. b和d組成的化合物為硫化鈉或氯化鈉，其中硫化鈉水解，溶液顯堿性，故D錯誤；故選B。 12．已知甲、乙、丙、X是四種中學化學中常見的物質，其轉化關系如圖所示．則甲和X不可能是（ ） A. 甲為C，X為O2 B. 甲為SO2，X為NaOH溶液 C. 甲為Fe，X為Cl2 D. 甲為AlCl3，X為NaOH溶液 【答案】C 13．甲、乙、丙、丁四種物質，甲、乙、丙均含有相同的某種元素，它們之間有如圖轉化關系； 下列有關物質的推斷不正確的是 ( ) A. 若甲為焦炭，則丁可能是氧氣 B. 若甲為NaAlO2，則丁可能是鹽酸 C. 若甲為Fe，則丁可能是C12 D. 若甲為NaOH溶液，則丁可能是CO2 【答案】C 【解析】A、若甲為焦炭，丁為O2,則有,符合轉化，故A正確；B、若甲為NaAlO2,丁為鹽酸,則有，符合轉化，故B正確；C、若甲為Fe,丁為與氯氣，不能發(fā)生的轉化，故C錯誤；D、甲為NaOH溶液，丁是CO2,則有，符合轉化，故D正確；故選C。 14．甲、乙、丙、丁均為中學化學中常見的單質或化合物，它們之間的轉化關系如下圖所示，下列各組物質中不能按圖示關系轉化的是 選項 甲 乙 丙 丁 A Ca(OH)2 Ca(HCO3)2 CaCO3 CO2 B FeCl3 Fe FeCl2 Zn C Fe Fe(NO3)2 Fe(NO3)3 HNO3 D SO2 Na2SO3 NaHSO3 NaOH 【答案】C 15．X為一種常見氣體（常溫下），a、b、c是中學化學常見物質，均由常見元素組成，轉化關系如圖所示，下列說法不正確的是 A. 若a、b、c焰色反應均呈黃色，水溶液均呈堿性，則a中可能既含有離子鍵又含有共價鍵 B. 若X為O2，a為一種固態(tài)單質，則c可能為CO2和SO3 C. 若b為固態(tài)非金屬單質，b與X所含元素同主族，則a、b、c均能與X反應 D. 若a為固態(tài)非金屬單質，a與X所含元素同周期，常溫常壓下c為白色固體，則X與a所含元素原子的核電荷數(shù)相差2 【答案】B 【解析】A．a、b、c焰色反應均呈黃色，均含Na元素，其水溶液均為堿性，a為氫氧化鈉、X為二氧化碳、b為碳酸鈉，c為碳酸氫鈉，符合轉化關系，NaOH中含有離子鍵又含有共價鍵，故A正確；B．若X為O2，c為SO3，a為一種固態(tài)單質，則a為S，硫與氧氣反應生成二氧化硫，二氧化硫與氧氣反應生成三氧化硫，但硫燃燒不能生成三氧化硫，故B錯誤；C．若b為固態(tài)非金屬單質，X為氣體單質，且b與X所含元素同主族，a為硫化氫，b為S，c為二氧化硫，X為氧氣，a、b、c均能與X反應，故C正確；D．若a為固態(tài)非金屬單質，a與X為同周期元素，常溫常壓下c為白色固體，a為P，X為氯氣，b為三氯化磷，c為五氯化磷，X與a所含元素原子的核電荷數(shù)相差2，故D正確，故選B。 16．A、B、C、D都是中學化學中的常見物質，其中A、B、C均含有同一種元素，A是一種強堿，C為廚房中的用品，在一定條件下相互轉化關系如圖(部分反應中的水已略去)。下列有關B、C 的說法正確的是 A. 可以用BaCl2或CaCl2或Ba(OH)2稀溶液鑒別B、C兩種溶液 B. 分別取等質量的B、C兩種固體與等體積等濃度鹽酸反應，產生氣體的速率一樣 C. 取agB、C 的混合物充分加熱至恒重，測得固體質量減少bg，由此可計算出混合物中B的質量分數(shù) D. 取agB、C的混合物與足量稀硫酸充分反應，逸出的氣體被堿石灰完全吸收，測得堿石灰增重bg，由此可計算出混合物中B的質量分數(shù) 【答案】C 【解析】由框圖信息、結合題干中描述，A是一種強堿，C為廚房中的用品，可推知A、B、C、D分別是NaOH、Na2CO3 、NaHCO3 、CO2。Ba(OH)2稀溶液與Na2CO3 、NaHCO3增多生成BaCO3沉淀，無法鑒別B、C兩種溶液，A錯誤；B. 分別取等質量的Na2CO3 、NaHCO3與等體積等濃度鹽酸反應，產生氣體的速率：Na2CO3 ＜NaHCO3，B錯誤；C. 取agB、C的混合物充分加熱，固體質量減重bg，減少的質量就是碳酸氫鈉分解的質量，由此可計算出混合物中B的質量分數(shù)，C正確。D. 取a gB、C的混合物與足量稀硫酸充分反應，逸出的氣體中含二氧化碳和水蒸氣，無法計算出混合物中B的質量分數(shù)，D錯誤。 17．下列圖示箭頭方向表示與某種常見試劑在一定條件下(不含電解)發(fā)生轉化，其中6步轉化均能一步實現(xiàn)的一組物質是( ) 選頂 W X Y Z A N2 NH3 NO NO2 B Na Na2O2 NaOH Na2CO3 C Cu CuSO4 CuCl2 Cu(OH)2 D A1 Al2(SO4)3 AlCl3 NaAlO2 【答案】D 【解析】A中N2直接到NO2無法實現(xiàn)，A錯誤；B中Na2CO3直接到Na2O2無法實現(xiàn)，B錯誤；C中Cu直接到Cu(OH)2無法實現(xiàn)，C錯誤；D項均可以實現(xiàn)，D正確。 18．下列各組物質中，滿足表中圖示物質在一定條件下一步轉化關系的組合有 序號 X Y Z W ① Si Na2SiO3 H2SiO3 SiO2 ② Na NaOH Na2CO3 NaCl ③ Cl2 Ca(ClO)2 HClO HCl ④ Fe FeCl3 FeCl2 Fe(OH)2 A. ①②③ B. ①③④ C. ②③ D. ②③④ 【答案】A 【解析】①Si溶于NaOH溶液可得Na2SiO3，Na2SiO3溶液中滴加稀鹽酸可得H2SiO3，H2SiO3受熱分解生成SiO2，SiO2再與C高溫下反應可得Si，故①正確；②鈉與水反應生成氫氧化鈉，氫氧化鈉與碳酸反應生成碳酸鈉，碳酸鈉與稀鹽酸反應生成氯化鈉，氯化鈉熔融電解生成鈉，故②正確；③氯氣與石灰乳生成次氯酸鈣，次氯酸鈣與稀鹽酸生成次氯酸，次氯酸光照分解生成HCl，HCl電解生成氯氣，故③正確；④Fe與Cl2反應可生成FeCl3，F(xiàn)eCl3與Fe反應可得到FeCl2，F(xiàn)eCl2與氫氧化鈉生成氫氧化亞鐵，氫氧化亞鐵得不到Fe，故④錯誤，故選A 19．X、Y、Z、W為原子序數(shù)遞增的4種短正確元素，其中Y、Z為金屬元素，X、Y、Z、W的最高階氧化物對應的水化物甲、乙、丙、丁之間存在如圖所示反應關系(圖中“一”相連的兩種物質能發(fā)生反應) 。下列判斷一定正確的是 A. W一定是硫元素 B. 離子半徑X>Y>Z>W C. 乙、丙反應的離子方程式是OH-+Al(OH)3= AlO3-+2H2O D. X形成的氧化物最多有5種 【答案】C 20．下列各組物質中，不能按（“→”表示一步完成）關系相互轉化的是 選項 a b c A Fe FeCl3 FeCl2 B Cl2 NaClO NaCl C Si SiO2 H2SiO3 D AlCl3 Al(OH)3 NaAlO2 【答案】C