框图题中“连续氧化”与“三角转化”关系
2015-08-01邱志俊
邱志俊
无机框图题是高考及各类考试的热点试题。试题以物质间的转化关系为背景，在考查学生对以物质的结构、性质为核心的基础知识掌握程度的同时，又能很好的反映出学生的分析、判断、推理等综合能力及较好的思维品质。解析无机框图试题的关键在于根据给出的转化关系，通过分析、推理、判断与所掌握的基础知识有机的组合在一起。其中“连续氧化”和“三角转化”是无机框图试题中较为普遍和再现率较高的转化关系。
一、连续氧化
存在连续氧化关系的主要物质有：
①C（或CH4及烃）→CO→CO2； ②Na→Na2O→Na2O2；
③N2（或NH3）→NO→NO2； ④S（或H2S）→SO2→SO3；
⑤醇（或烯烃）→醛→羧酸。
例1下列关系图中，A是一种正盐，D的相对分子质量比C的相对分子质量大16，E是酸。当X无论是强酸还是强碱时都有如下转化关系（其它产物及反应所需的条件均已删去）：
AX
BY
CY
DZ
E
回答如下问题：
（1）A是，Y是，Z是；
（2）当X是强酸时，A、B、C、D、E均含有同一种元素，E是；
（3）当X是强碱时，A、B、C、D、E均含有同一种元素，E是；
（4）写出X在两种情况下B→C的化学方程式：；
（5）当X是强碱时，写出E的稀溶液与铜片发生反应的离子方程式：。
解析此题在推断过程中存在三个重要的信息：①A为正盐，既能与强酸反应又能与强碱反应；②B转化为C及C转化为D均有Y物质介入，属于C与Y连续反应的过程，且D的相对分子质量比C的相对分子质量大16，则应考虑D比C在组成上多一个O原子，则Y可能为O2， B转化D的过程为连续氧化的过程；③由D若为氧化物，能与Z反应生成E，而E为酸，则Z可能为H2O，E应为含氧酸。综合以上信息确定A为（NH4）2S。
例2化学中有许多物质之间的反应符合如下图所示关系，图中其他产物及反应所需条件均已略去。对于如下的变化下列判断不正确的是（ ）。
AX
BO2
CO2
D
A.当A是正盐、X是强酸时，D是酸性氧化物
B.当X是强碱溶液时，B一定是NH3
C.B可能是单质
D.D可能是一种酸
解析B、C、D三种物质间存在连续氧化关系，根据所给出的能够发生连续氧化的物质可知，当X为酸时，D可以为SO2、SO3，B可以为S，而当X为碱时，B可能为NH3或醇，因此D可以为有机酸，故B项是错误的。
例3已知A-L所代表的物质（或溶液中的溶质）都是中学化学中常见的物质。通常状况下，D是气体单质，E是无色无味气体，K是不溶水的酸，反应①②③是工业生产L的全部反应，反应④是工业生产普通玻璃的反应之一，一定条件下，各物质间的相互转化关系如图所示：
（1）写出下列物质的化学式：A，D的同素异形体。
（2）B中金属在周期表中的位置是，B的化学式是。
（3）实验测得1 g B与足量D完全反应放出7.1 kJ的热量，写出反应的热化学方程式。
（4）完成下列反应方程式：I+G→M+L的离子方程式，反应④的化学方程式。
（5）工业上对生产L的废水进行处理的同时还可以得到一种工业产品是（写化学式）。
解析在物质间的转化关系中还存在一个重要的连续氧化信息，即B与D反应生成G，G又与D反应生成J，因此结合试题所给其它信息可知D为O2，G为SO2，从而进一步确定其它物质。
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、三角转化
存在“三角转化”关系的主要物质如图所示：
例4A、B、C、D四种无机物具有如图所示的转化关系：
（1）若以上反应均为氧化还原反应，且A、B、C均含有同一种元素，则：
①若D为非金属单质，则C可能为；
②若D为金属单质，写出检验B中阳离子的一种方法。
（2）若以上反应均为非氧化还原反应，则：
①若D为酸或酸性气体，则A、B、C、D分别可以是、、、。
②若D为碱，则A、B、C、D分别可以是、、、。
解析由三者间的反应特点结合连续氧化反应关系及典型物质间的三角转化关系可知：
若以上反应均为氧化还原反应，①当D为非金属单质时，A可能为C、CxHy或H2S，C可能为CO2或SO2。
②若D为金属单质，则B可能为变价元素，因此D为Fe，B为FeCl3，C为FeCl2。
若以上反应均为非氧化还原反应，则由典型的物质的三角转化关系可知：
①若D为酸或酸性气体，则A、B、C、D分别可以是碱、B为多元弱酸的正盐、C为多元弱酸的酸式盐。D可能为CO2、SO2、H2SO3、H2S等。
②若D为碱，则A、B、C、D分别可以是多元弱酸或酸性气体（如CO2、SO2、H2SO3、H2S等）。B为酸式盐、C为正盐，D为碱。
（收稿日期：2015-01-15）
