框圖題中“連續氧化”與“三角轉化”關系

邱志俊

無機框圖題是高考及各類考試的熱點試題。試題以物質間的轉化關系為背景，在考查學生對以物質的結構、性質為核心的基礎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。解析無機框圖試題的關鍵在于根據給出的轉化關系，通過分析、推理、判斷與所掌握的基礎知識有機的組合在一起。其中“連續氧化”和“三角轉化”是無機框圖試題中較為普遍和再現率較高的轉化關系。

一、連續氧化

存在連續氧化關系的主要物質有：

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下列關系圖中，A是一種正鹽，D的相對分子質量比C的相對分子質量大16，E是酸。當X無論是強酸還是強堿時都有如下轉化關系（其它產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轉化為C及C轉化為D均有Y物質介入，屬于C與Y連續反應的過程，且D的相對分子質量比C的相對分子質量大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轉化D的過程為連續氧化的過程；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化學中有許多物質之間的反應符合如下圖所示關系，圖中其他產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

D.D可能是一種酸

解析B、C、D三種物質間存在連續氧化關系，根據所給出的能夠發生連續氧化的物質可知，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（或溶液中的溶質）都是中學化學中常見的物質。通常狀況下，D是氣體單質，E是無色無味氣體，K是不溶水的酸，反應①②③是工業生產L的全部反應，反應④是工業生產普通玻璃的反應之一，一定條件下，各物質間的相互轉化關系如圖所示：

（1）寫出下列物質的化學式：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）工業上對生產L的廢水進行處理的同時還可以得到一種工業產品是（寫化學式）。

解析在物質間的轉化關系中還存在一個重要的連續氧化信息，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。

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、三角轉化

存在“三角轉化”關系的主要物質如圖所示：

例4A、B、C、D四種無機物具有如圖所示的轉化關系：

（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，則C可能為；

②若D為金屬單質，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合連續氧化反應關系及典型物質間的三角轉化關系可知：

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

②若D為金屬單質，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，則由典型的物質的三角轉化關系可知：

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）