高考化学丨物质化合物转换图,新鲜干货!速速收藏!

高考化学中,物质及其化合物的转化关系是重要的考点之一。掌握这些转化关系不仅有助于理解化学反应的本质,还能帮助我们在考试中迅速解决问题。今天,小编将为大家详细介绍几种常见金属及其化合物之间的相互转化关系,并附上详细的方程式,希望大家能够通过这篇文章加深记忆、提升解题能力。
一、钠及其化合物转化图
钠(Na)是一种活泼的碱金属,它在自然界中以化合物的形式存在。常见的钠化合物包括氧化钠(NaO)、过氧化钠(NaO)、氢氧化钠(NaOH)、碳酸钠(NaCO)和碳酸氢钠(NaHCO)。以下是它们之间的转化关系:
1. 钠与氧气反应生成氧化钠:
\[ 4Na + O_2 \rightarrow 2Na_2O \]
氧化钠是一种白色的固体,在空气中易吸收二氧化碳和水蒸气,逐渐转化为碳酸钠。
2. 氧化钠与水反应生成氢氧化钠:
\[ Na_2O + H_2O \rightarrow 2NaOH \]
氢氧化钠俗称烧碱或火碱,是一种强碱,广泛用于工业生产和实验室中。
3. 钠与水剧烈反应生成氢氧化钠和氢气:
\[ 2Na + 2H_2O \rightarrow 2NaOH + H_2↑ \]
这个反应非常剧烈,甚至可能引发爆炸,因此实验时需要特别小心。
4. 氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和水:
\[ 2NaOH + CO_2 \rightarrow Na_2CO_3 + H_2O \]
碳酸钠俗称纯碱,是一种重要的化工原料。
5. 碳酸钠与水及二氧化碳反应生成碳酸氢钠:
\[ Na_2CO_3 + H_2O + CO_2 \rightarrow 2NaHCO_3 \]
碳酸氢钠俗称小苏打,常用于食品加工和药物制备。
6. 碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水:
\[ 2NaHCO_3 \xrightarrow{\Delta} Na_2CO_3 + CO_2↑ + H_2O \]
二、铁及其化合物转化图
铁(Fe)是过渡金属元素,其化合物有多种价态,如+2价和+3价。常见的铁化合物包括氧化亚铁(FeO)、三氧化二铁(FeO)、四氧化三铁(FeO)、氯化亚铁(FeCl)、氯化铁(FeCl)、硫酸亚铁(FeSO)、硫酸铁(Fe(SO))等。以下是它们之间的转化关系:
1. 铁与氧气反应生成四氧化三铁:
\[ 3Fe + 2O_2 \rightarrow Fe_3O_4 \]
四氧化三铁是一种黑色磁性固体,具有复杂的晶体结构。
2. 铁与氯气反应生成氯化铁:
\[ 2Fe + 3Cl_2 \rightarrow 2FeCl_3 \]
氯化铁是一种黄色固体,溶于水后呈黄色溶液,具有较强的腐蚀性。
3. 氯化铁与铁粉反应生成氯化亚铁:
\[ 2FeCl_3 + Fe \rightarrow 3FeCl_2 \]
氯化亚铁是一种绿色固体,溶于水后呈浅绿色溶液。
4. 硫酸亚铁与氧气反应生成硫酸铁:
\[ 4FeSO_4 + O_2 \rightarrow 2Fe_2(SO_4)_3 \]
硫酸铁是一种黄色固体,常用于污水处理和染料工业。
5. 铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气:
\[ Fe + H_2SO_4 \rightarrow FeSO_4 + H_2↑ \]
这个反应常用于实验室制备氢气。
三、铝及其化合物转化图
铝(Al)是地壳中含量最丰富的金属元素之一,其化合物有多种形态。常见的铝化合物包括氧化铝(AlO)、氢氧化铝(Al(OH))、氯化铝(AlCl)、硫酸铝(Al(SO))等。以下是它们之间的转化关系:
1. 铝与氧气反应生成氧化铝:
\[ 4Al + 3O_2 \rightarrow 2Al_2O_3 \]
氧化铝是一种白色固体,熔点极高,常用于耐火材料。
2. 氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和水:
\[ Al_2O_3 + 2NaOH \rightarrow 2NaAlO_2 + H_2O \]
偏铝酸钠是一种可溶性的铝化合物,可用于制备其他铝盐。
3. 铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气:
\[ 2Al + 2NaOH + 2H_2O \rightarrow 2NaAlO_2 + 3H_2↑ \]
这个反应常用于实验室制备少量氢气。
4. 氯化铝与氨水反应生成氢氧化铝和氯化铵:
\[ AlCl_3 + 3NH_3·H_2O \rightarrow Al(OH)_3↓ + 3NH_4Cl \]
氢氧化铝是一种白色沉淀,可用于制备其他铝盐。
5. 氢氧化铝受热分解生成氧化铝和水:
\[ 2Al(OH)_3 \xrightarrow{\Delta} Al_2O_3 + 3H_2O \]
四、氯及其化合物转化图
氯(Cl)是一种卤素元素,其化合物广泛应用于日常生活和工业生产中。常见的氯化合物包括氯化氢(HCl)、次氯酸(HClO)、次氯酸钠(NaClO)、氯气(Cl)、氯化钙(CaCl)等。以下是它们之间的转化关系:
1. 氯气与水反应生成盐酸和次氯酸:
\[ Cl_2 + H_2O \rightleftharpoons HCl + HClO \]
次氯酸是一种弱酸,具有漂白性和杀菌作用。
2. 次氯酸分解生成盐酸和氧气:
\[ 2HClO \xrightarrow{\Delta} 2HCl + O_2↑ \]
这个反应常用于制备氧气。
3. 次氯酸钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和次氯酸:
\[ NaClO + CO_2 + H_2O \rightarrow NaHCO_3 + HClO \]
次氯酸钠俗称漂白粉,广泛用于消毒和漂白。
4. 氯化氢与氨气反应生成氯化铵:
\[ HCl + NH_3 \rightarrow NH_4Cl \]
氯化铵是一种白色固体,常用作化肥。
五、铜及其化合物转化图
铜(Cu)是一种重要的过渡金属元素,其化合物有多种价态,如+1价和+2价。常见的铜化合物包括氧化亚铜(CuO)、氧化铜(CuO)、氯化亚铜(CuCl)、氯化铜(CuCl)、硫酸铜(CuSO)等。以下是它们之间的转化关系:
1. 铜与氧气反应生成氧化铜:
\[ 2Cu + O_2 \rightarrow 2CuO \]
氧化铜是一种黑色固体,常用于制备其他铜盐。
2. 氧化铜与稀硫酸反应生成硫酸铜和水:
\[ CuO + H_2SO_4 \rightarrow CuSO_4 + H_2O \]
硫酸铜是一种蓝色晶体,广泛用于农业和工业。
3. 铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水:
\[ Cu + 4HNO_3 \rightarrow Cu(NO_3)_2 + 2NO_2↑ + 2H_2O \]
硝酸铜是一种蓝色溶液,具有较强的氧化性。
4. 硫酸铜与氢氧化钠反应生成氢氧化铜和硫酸钠:
\[ CuSO_4 + 2NaOH \rightarrow Cu(OH)_2↓ + Na_2SO_4 \]
氢氧化铜是一种蓝色沉淀,可用于制备其他铜盐。
5. 氢氧化铜受热分解生成氧化铜和水:
\[ Cu(OH)_2 \xrightarrow{\Delta} CuO + H_2O \]
六、硫及其化合物转化图
硫(S)是一种非金属元素,其化合物广泛存在于自然界中。常见的硫化合物包括二氧化硫(SO)、三氧化硫(SO)、亚硫酸(HSO)、硫酸(HSO)、硫化氢(HS)等。以下是它们之间的转化关系:
1. 硫与氧气反应生成二氧化硫:
\[ S + O_2 \rightarrow SO_2 \]
二氧化硫是一种无色气体,具有刺激性气味,是大气污染物之一。
2. 二氧化硫与氧气反应生成三氧化硫:
\[ 2SO_2 + O_2 \rightarrow 2SO_3 \]
三氧化硫是一种无色液体,常用于制备硫酸。
3. 三氧化硫与水反应生成硫酸:
\[ SO_3 + H_2O \rightarrow H_2SO_4 \]
硫酸是一种强酸,广泛用于工业生产和实验室中。
4. 硫酸与亚硫酸钠反应生成亚硫酸和硫酸钠:
\[ H_2SO_4 + Na_2SO_3 \rightarrow H_2O + SO_2↑ + Na_2SO_4 \]
亚硫酸是一种弱酸,具有还原性。
5. 硫化氢与硫酸铜反应生成硫化铜和硫酸:
\[ H_2S + CuSO_4 \rightarrow CuS↓ + H_2SO_4 \]
硫化铜是一种黑色沉淀,可用于制备其他硫化物。
七、碳及其化合物转化图
碳(C)是有机化学的基础元素,其化合物种类繁多。常见的碳化合物包括一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO)、甲烷(CH)、乙醇(CHOH)、葡萄糖(CHO)等。以下是它们之间的转化关系:
1. 碳与氧气反应生成二氧化碳:
\[ C + O_2 \rightarrow CO_2 \]
二氧化碳是一种无色气体,常用于灭火和饮料中的添加剂。
2. 一氧化碳与氧气反应生成二氧化碳:
\[ 2CO + O_2 \rightarrow 2CO_2 \]
一氧化碳是一种有毒气体,燃烧时会放出大量热量。
3. 二氧化碳与石灰水反应生成碳酸钙和水:
\[ CO_2 + Ca(OH)_2 \rightarrow CaCO_3↓ + H_2O \]
碳酸钙是一种白色沉淀,广泛用于建筑材料。
4. 甲烷与氧气反应生成二氧化碳和水:
\[ CH_4 + 2O_2 \rightarrow CO_2 + 2H_2O \]
甲烷是一种清洁能源,广泛用于家庭取暖和发电。
5. 葡萄糖在酶的作用下发酵生成乙醇和二氧化碳:
\[ C_6H_{12}O_6 \xrightarrow{酶} 2C_2H_5OH + 2CO_2↑ \]
乙醇是一种常用的燃料和溶剂。
八、氮及其化合物转化图
氮(N)是大气中含量最多的元素,其化合物在自然界中广泛存在。常见的氮化合物包括氨气(NH)、硝酸(HNO)、亚硝酸(HNO)、硝酸铵(NHNO)、尿素(CO(NH))等。以下是它们之间的转化关系:
1. 氮气与氢气在高温高压催化剂条件下反应生成氨气:
\[ N_2 + 3H_2 \xrightarrow{高温高压催化剂} 2NH_3 \]
氨气是一种无色气体,具有强烈的刺激性气味,广泛用于化肥工业。
2. 氨气与水反应生成一水合氨:
\[ NH_3 + H_2O \rightleftharpoons NH_4OH \]
一水合氨是一种弱碱,常用于实验室制备其他氨盐。
3. 氨气与氯化氢反应生成氯化铵:
\[ NH_3 + HCl \rightarrow NH_4Cl \]
氯化铵是一种白色固体,常用作化肥。
4. 硝酸与铜反应生成硝酸铜、二氧化氮和水:
\[ Cu + 4HNO_3 \rightarrow Cu(NO_3)_2 + 2NO_2↑ + 2H_2O \]
硝酸铜是一种蓝色溶液,具有较强的氧化性。
5. 硝酸铵受热分解生成氮气、氧气和水:
\[ 2NH_4NO_3 \xrightarrow{\Delta} 2N_2↑ + O_2↑ + 4H_2O \]
九、硅及其化合物转化图
硅(Si)是地壳中含量第二丰富的元素,其化合物广泛应用于电子工业和建筑材料中。常见的硅化合物包括二氧化硅(SiO)、硅酸(HSiO)、硅酸钠(NaSiO)、硅酸钙(CaSiO)等。以下是它们之间的转化关系:
1. 硅与氧气反应生成二氧化硅:
\[ Si + O_2 \rightarrow SiO_2 \]
二氧化硅是一种无色透明的固体,广泛用于玻璃和半导体材料。
2. 二氧化硅与氢氟酸反应生成四氟化硅和水:
\[ SiO_2 + 4HF \rightarrow SiF_4 + 2H_2O \]
四氟化硅是一种无色气体,具有较强的腐蚀性。
3. 二氧化硅与氢氧化钠反应生成硅酸钠和水:
\[ SiO_2 + 2NaOH \rightarrow Na_2SiO_3 + H_2O \]
硅酸钠俗称水玻璃,广泛用于建筑和粘合剂。
4. 硅酸钠与二氧化碳反应生成硅酸和碳酸钠:
\[ Na_2SiO_3 + CO_2 + H_2O \rightarrow H_2SiO_3↓ + Na_2CO_3 \]
硅酸是一种白色沉淀,可用于制备其他硅酸盐。
通过以上对几种常见金属及其化合物之间相互转化关系的详细讲解,相信同学们对这些知识点有了更深刻的理解。希望这篇干货能帮助大家更好地掌握化学反应的本质,提高解题能力。祝大家在高考中取得优异成绩!