高考大二輪專題復(fù)習(xí)沖刺化學(xué)經(jīng)典版學(xué)案:專題重點突破 專題五 化學(xué)反應(yīng)與能量變化 Word版含解析

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1、 專題五 元素及其化合物 主干知識梳理 常見元素及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系 1.鈉及其重要化合物 2.鋁及其重要化合物 3.鐵及其重要化合物 4.銅及其重要化合物 5.硅及其重要化合物 6.氯及其重要化合物 7.硫及其重要化合物 8.氮及其重要化合物 考點1 以化學(xué)實驗和STSE為載體考查元素及其化合物的性質(zhì)與轉(zhuǎn)化 例1 (2019·全國卷Ⅱ)下列實驗現(xiàn)象與實驗操作不相匹配的是(  ) 實驗操作 實驗現(xiàn)象 A 向盛有高錳酸鉀酸性溶液的試管中通入足量的乙烯后靜置 溶液的紫色逐漸褪去,靜置后溶液分層 B 將

2、鎂條點燃后迅速伸入集滿CO2的集氣瓶 集氣瓶中產(chǎn)生濃煙并有黑色顆粒產(chǎn)生 C 向盛有飽和硫代硫酸鈉溶液的試管中滴加稀鹽酸 有刺激性氣味氣體產(chǎn)生,溶液變渾濁 D 向盛有FeCl3溶液的試管中加過量鐵粉,充分振蕩后加1滴KSCN溶液 黃色逐漸消失,加KSCN后溶液顏色不變 [批注點撥]  [解析] 乙烯與酸性高錳酸鉀溶液反應(yīng)生成Mn2+(紫色褪去)和CO2、H2O,靜置后溶液不分層;2Mg+CO22MgO+C;Na2S2O3+2HCl===2NaCl+S↓+SO2↑+H2O;2FeCl3+Fe===3FeCl2,F(xiàn)e2+不能使KSCN顯色,故答案為A。 [答案] A  

3、 一、金屬及其化合物 1.掌握常見物質(zhì)的顏色 Na2O(白色)、Na2O2(淡黃色)、MgO(白色)、Al2O3(白色)、Fe2O3(紅棕色)、FeO(黑色)、Fe3O4(黑色)、CuO(黑色)、Cu(OH)2(藍(lán)色)、Fe(OH)2(白色)、Fe(OH)3(紅褐色)。 2.熟記四種物質(zhì)的俗名 Na2CO3—純堿、蘇打,NaHCO3—小蘇打, KAl(SO4)2·12H2O—明礬,CuSO4·5H2O—膽礬、藍(lán)礬。 3.知道十一種物質(zhì)的重要用途 鈉——制Na2O2、冶煉Ti等金屬、鈉鉀合金作原子反應(yīng)堆導(dǎo)熱劑 鐵粉——袋裝食品中的脫氧劑 生石灰(CaO)——袋裝食品中的干燥劑

4、 氧化鐵(Fe2O3)——紅色涂料、冶煉鐵 氧化鋁(Al2O3)——耐火材料、冶煉鋁 氫氧化鋁——中和胃酸 明礬(KAl(SO4)2·12H2O)——凈水劑 氯化鐵——印刷電路板回收銅、凈水劑 小蘇打(NaHCO3)——治療胃酸過多、發(fā)酵粉、滅火劑 純堿(Na2CO3)——去油污 高鐵酸鈉(Na2FeO4)——殺菌、消毒、凈水 4.掌握兩個數(shù)據(jù) 等量的鋁與足量的NaOH溶液、鹽酸反應(yīng),產(chǎn)生H2的物質(zhì)的量之比為1∶1,消耗NaOH、HCl的物質(zhì)的量之比為1∶3。 5.掌握常見認(rèn)識誤區(qū) (1)Na2O2的認(rèn)識誤區(qū) ①Na2O2不是堿性氧化物。 ②Na2O2與CO2或H2

5、O反應(yīng)時,Na2O2既是氧化劑又是還原劑。 ③過氧化鈉中陰離子為O。 (2)鋁及其重要化合物“兩性”的理解 ①鋁可與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿反應(yīng),但鋁不能叫兩性元素。 ②Al2O3、Al(OH)3分別屬于兩性氧化物、兩性氫氧化物,但它們只能與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿反應(yīng)。 ③既能與酸反應(yīng)生成氣體,又能與堿反應(yīng)生成氣體的物質(zhì)未必一定是Al,還可能是(NH4)2CO3或NH4HCO3等。 (3)Fe3+、Fe2+的檢驗誤區(qū) ①溶液中加入KSCN溶液,溶液變紅色,只能說明溶液中含有Fe3+,無法證明是否含有Fe2+。 ②當(dāng)溶液中含有Fe3+時,若要檢驗是否含F(xiàn)e2+只能利用Fe2+的還原性,如加入KMnO4溶液

6、,看紫色是否褪去。 ③某溶液中加入堿溶液后,最終得到紅褐色沉淀,并不能斷定該溶液中一定含有Fe3+,也可能含有Fe2+。 二、非金屬及其化合物 1.Si與強(qiáng)堿溶液的反應(yīng) 非金屬單質(zhì)與堿液反應(yīng)一般無H2放出,但Si除外: Si+2NaOH+H2O===Na2SiO3+2H2↑。 2.SiO2的性質(zhì) 二氧化硅存在以下兩個反應(yīng):①SiO2+4HF===SiF4↑+2H2O;②SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2O,但二氧化硅不是兩性氧化物。 3.濃度變化對反應(yīng)的影響 (1)Cu+H2SO4(稀)―→不反應(yīng); Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O。 (

7、2)MnO2+HCl(稀)―→不反應(yīng); MnO2+4HCl(濃)MnCl2+2H2O+Cl2↑。 (3)3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O; Cu+4HNO3(濃)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O。 4.注意區(qū)分SO2的還原性和漂白性 如SO2使溴水褪色體現(xiàn)了SO2的還原性;而SO2的漂白性是由于它溶于水與有色物質(zhì)直接化合,形成不穩(wěn)定的無色化合物。 5.NH3的實驗室制法 (1)反應(yīng)原理:2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O。 (2)實驗裝置:固體+固體氣體。 (3)凈化措施:用堿石灰干燥。 (4)收集方

8、法:用向下排空氣法收集。 (5)驗滿方法:用濕潤的紅色石蕊試紙或蘸有濃鹽酸的玻璃棒靠近試管口。 6.氯及其化合物中的熱點 (1)HClO、HClO2、HClO3、HClO4酸性依次增強(qiáng),但氧化性依次減弱。 (2)Cl2的實驗室制法,氧化劑可以為 7.鹵素化合物以次氯酸鹽為重點 (1)ClO-類似NO,酸性環(huán)境氧化性增強(qiáng),但ClO-又不同于NO,任何環(huán)境都體現(xiàn)氧化性,如ClO-與I-、Fe2+均不能共存。 (2)ClO-能水解,因HClO酸性很弱,ClO-水解顯堿性,如ClO-+H2OOH-+HClO。 8.兩大強(qiáng)酸與金屬反應(yīng)的有關(guān)規(guī)律 (1)硝酸與金屬反應(yīng)時存在著如下幾條

9、規(guī)律,可作為硝酸與金屬反應(yīng)計算的依據(jù): ①反應(yīng)中生成的NO和NO2氣體的物質(zhì)的量之和等于反應(yīng)中被還原的硝酸的物質(zhì)的量。 ②反應(yīng)中生成的NO和NO2的物質(zhì)的量與生成的硝酸鹽中NO的物質(zhì)的量之和等于參加反應(yīng)的硝酸的物質(zhì)的量。 ③反應(yīng)所生成的氮的氧化物與O2混合后被水恰好完全吸收時,消耗的O2的量決定于反應(yīng)的金屬的物質(zhì)的量,定量關(guān)系可依據(jù)得失電子守恒確定。 (2)硫酸與金屬反應(yīng)的規(guī)律 ①稀硫酸具有弱氧化性,與金屬活動性順序表中排在氫后面的金屬不反應(yīng),其氧化性由溶液中的H+表現(xiàn);濃硫酸具有強(qiáng)氧化性,能氧化絕大多數(shù)金屬,其氧化性由H2SO4分子中的+6價S表現(xiàn),是強(qiáng)氧化性酸。 ②濃硫酸與足量

10、活潑金屬反應(yīng)時,其還原產(chǎn)物除SO2外,還有H2。這是因為隨著反應(yīng)的進(jìn)行,硫酸不斷消耗,水不斷生成,硫酸的濃度逐漸變小,濃硫酸變成了稀硫酸,此時由H+表現(xiàn)氧化性,生成H2。 ③濃硫酸與金屬活動性順序表中排在氫后面的金屬反應(yīng)時,不論金屬是否足量,酸均不可能消耗完,還原產(chǎn)物只有SO2。 1.(2019·A10聯(lián)考段考)下列說法錯誤的是(  ) A.H2O2使氯水淺黃綠色褪去,體現(xiàn)了H2O2的漂白性 B.過量的鐵在純氧氣中燃燒后所得固體,加稀鹽酸溶解,再滴加KSCN溶液可能不變紅色 C.向NaAlO2和Na2SiO3的混合溶液中通入過量的CO2,可以得到兩種沉淀 D.濃硫酸和蔗糖混合產(chǎn)

11、生的氣體通入足量酸性KMnO4溶液中,氣體不可能完全被吸收 答案 A 解析 H2O2使氯水淺黃綠色褪去,得到O2和Cl-,體現(xiàn)H2O2的還原性,并非漂白性,A錯誤;鐵與氧氣反應(yīng)得到Fe3O4,F(xiàn)e3O4再和鹽酸反應(yīng)得到FeCl3和FeCl2溶液,過量的Fe和Fe3+反應(yīng)得到Fe2+,故滴加KSCN溶液可能不變血紅色,B正確;NaAlO2與CO2反應(yīng)得到Al(OH)3沉淀,Na2SiO3和CO2反應(yīng)得到H2SiO3沉淀,C正確;濃硫酸和蔗糖混合產(chǎn)生的氣體有SO2和CO2,SO2可以被酸性KMnO4溶液吸收,而CO2不能被酸性KMnO4溶液吸收,D正確。 2.(2019·河北武邑高三調(diào)研)甲

12、、乙、丙、丁、戊五種物質(zhì)是中學(xué)化學(xué)常見的物質(zhì),其中甲、乙均為單質(zhì),它們的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示(某些條件和部分產(chǎn)物已略去)。下列說法正確的是(  ) A.若甲可以與NaOH溶液反應(yīng)放出H2,則丙一定是兩性氧化物 B.若甲為短周期中最活潑的金屬,且戊為堿,則丙生成戊一定是氧化還原反應(yīng) C.若丙、丁混合產(chǎn)生大量白煙,則乙可能會使高錳酸鉀溶液褪色 D.若甲、丙、戊都含有同一種元素,則三種物質(zhì)中,該元素的化合價由低到高的順序可能為甲<丙<戊 答案 D 解析 甲為單質(zhì),若甲可以與NaOH溶液反應(yīng)放出H2,則甲為Al或Si,所以丙可能是氧化鋁,也可能是二氧化硅,不一定是兩性氧化物,故A錯誤;若甲

13、為短周期中最活潑的金屬,且戊為堿,則甲為Na,乙為氧氣,所以丙可以為氧化鈉或過氧化鈉,當(dāng)丙為氧化鈉時,丙生成戊不是氧化還原反應(yīng),故B錯誤;丙、丁混合產(chǎn)生白煙,則丙、丁可為HCl和NH3或HNO3和NH3等,甲、乙均為單質(zhì),則乙可能是氯氣、氫氣或氮氣,都不能使高錳酸鉀溶液褪色,故C錯誤;若甲、丙、戊含有同一種元素,例如當(dāng)甲為S、乙為氧氣、丙為二氧化硫、丁為HClO等具有強(qiáng)氧化性的物質(zhì)、戊為硫酸時,則含S元素的物質(zhì)中S的化合價由低到高的順序為甲<丙<戊,故D正確。 考點2 以無機(jī)化工流程圖為載體考查元素及其化合物的性質(zhì)與轉(zhuǎn)化 例2 (2019·全國卷Ⅰ)硼酸(H3BO3)是一種重要的化

14、工原料,廣泛應(yīng)用于玻璃、醫(yī)藥、肥料等工業(yè)。一種以硼鎂礦(含Mg2B2O5·H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3)為原料生產(chǎn)硼酸及輕質(zhì)氧化鎂的工藝流程如下: 回答下列問題: (1)在95 ℃“溶浸”硼鎂礦粉,產(chǎn)生的氣體在“吸收”中反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________________。 (2)“濾渣1”的主要成分有__________。為檢驗“過濾1”后的濾液中是否含有Fe3+,可選用的化學(xué)試劑是________。 (3)根據(jù)H3BO3的解離反應(yīng):H3BO3+H2OH++B(OH),Ka=5.81×10-10,可判斷H3BO3是__________酸;在“過濾2

15、”前,將溶液pH調(diào)節(jié)至3.5,目的是_______________________。 (4)在“沉鎂”中生成Mg(OH)2·MgCO3沉淀的離子方程式為_______________________, 母液經(jīng)加熱后可返回________工序循環(huán)使用。由堿式碳酸鎂制備輕質(zhì)氧化鎂的方法是________。 [批注點撥]  [解析] 首先根據(jù)逆推法推出過濾1濾液中含有的成分,由沉鎂得過濾1濾液中含Mg2+。由過濾2→H3BO3結(jié)合問題(3)推出過濾1濾液中含B(OH),再由硼鎂礦的成分推知能溶于(NH4)2SO4溶液的是Mg2B2O5·H2O,故濾渣1為SiO2、Fe2O3、Al2O

16、3。 (1)能溶解Mg2B2O5·H2O的實質(zhì)是(NH4)2SO4產(chǎn)生的NH與H2O反應(yīng)生成H+和NH3·H2O。其中H+的消耗使的NH向水解的方向進(jìn)行,從而產(chǎn)生“氣體”——NH3;NH3與NH4HCO3溶液反應(yīng)生成(NH4)2CO3,產(chǎn)生的CO使Mg2+沉淀(沉鎂)。 (2)檢驗“過濾1”濾液中是否含F(xiàn)e3+可用試劑KSCN溶液,若變紅,則含F(xiàn)e3+,不變紅,則不含F(xiàn)e3+。 (3)根據(jù)H3BO3+H2OB(OH)+H+可知H3BO3是一元弱酸,調(diào)pH=3.5是為了讓[B(OH)4]-轉(zhuǎn)化為弱酸H3BO3從溶液中析出。 (4)根據(jù)流程圖結(jié)合問題(1)和“過濾2”的成分可知反應(yīng)物為

17、MgSO4和(NH4)2CO3,則反應(yīng)的離子方程式為2Mg2++3CO+2H2O===Mg(OH)2·MgCO3↓+2HCO[或2Mg2++2CO+H2O===Mg(OH)2·MgCO3↓+CO2↑],同時得到母液(NH4)2SO4溶液循環(huán)使用,用于溶浸硼鎂礦;難溶的金屬的氫氧化物和碳酸鹽高溫焙燒能分解生成金屬氧化物、水和CO2。 [答案] (1)NH4HCO3+NH3===(NH4)2CO3 (2)SiO2、Fe2O3、Al2O3 KSCN (3)一元弱 轉(zhuǎn)化為H3BO3,促進(jìn)析出 (4)2Mg2++3CO+2H2O===Mg(OH)2·MgCO3↓+2HCO[或2Mg2++2CO+

18、H2O===Mg(OH)2·MgCO3↓+CO2↑] 溶浸 高溫焙燒   1.原料預(yù)處理的五種措施 研磨 減小固體的顆粒度,增大固體與液體或氣體的接觸面積,加快反應(yīng)速率 水浸 與水接觸反應(yīng)或溶解 酸浸 與酸接觸反應(yīng)或溶解,使可溶性金屬離子進(jìn)入溶液,不溶物通過過濾除去 灼燒 除去可燃性雜質(zhì)或使原料初步轉(zhuǎn)化,如從海帶中提取碘時的灼燒就是為了除去可燃性雜質(zhì) 煅燒 改變結(jié)構(gòu),使一些物質(zhì)能溶解,并使一些雜質(zhì)在高溫下氧化、分解,如煅燒高嶺土 2.物質(zhì)提純的六種方法 方法 目的 水溶法 除去可溶性雜質(zhì) 酸溶法 除去堿性雜質(zhì) 堿溶法 除去酸性雜質(zhì) 氧化劑或還原劑

19、法 除去還原性或氧化性雜質(zhì) 加熱灼燒法 除去受熱易分解或易揮發(fā)的雜質(zhì) 調(diào)節(jié)pH法 如除去酸性銅鹽溶液中的Fe3+等 3.審題技巧 無機(jī)化工流程題中經(jīng)常會出現(xiàn)一些表述性詞語,這些表述性詞語常為隱性信息,它可以暗示我們審題所應(yīng)考慮的角度。常見的有: (1)“控制較低溫度”——??紤]物質(zhì)的揮發(fā)、物質(zhì)的不穩(wěn)定性等。 (2)“加過量試劑”——??紤]反應(yīng)完全或增大轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)率等。 (3)“能否加其他物質(zhì)”——??紤]會不會引入雜質(zhì)或是否影響產(chǎn)品的純度。 (4)“在空氣中或在其他氣體中”——主要考慮O2、H2O、CO2或其他氣體是否參與反應(yīng)或達(dá)到防氧化、防水解、防潮解等目的。 (5

20、)“控制pH”——??紤]防水解、促進(jìn)生成沉淀或除去雜質(zhì)等。 (6)“用某些有機(jī)試劑清洗”——常考慮降低物質(zhì)溶解度,有利于析出、減少損耗和提高利用率等。 4.無機(jī)化工流程題的解題步驟 第一步:要通過學(xué)過的化學(xué)知識明確原料和產(chǎn)品(包括副產(chǎn)品)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系,即箭頭方向所代表的含義。 第二步:分析流程中的每一步驟,從幾個方面了解流程:①反應(yīng)物是什么;②發(fā)生了什么反應(yīng);③該反應(yīng)造成了什么后果,對制造產(chǎn)品有什么作用。抓住一個關(guān)鍵點:一切反應(yīng)或操作都是為獲得產(chǎn)品而服務(wù)的。 第三步:由于該類試題多與實際的工業(yè)生產(chǎn)相聯(lián)系,有些問題就需要從生產(chǎn)成本、物質(zhì)的循環(huán)利用、環(huán)境污染等角度進(jìn)行考慮。 第四步

21、:注意從題設(shè)問題中獲取信息,幫助解題。 3.(2018·全國卷Ⅰ)焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)在醫(yī)藥、橡膠、印染、食品等方面應(yīng)用廣泛?;卮鹣铝袉栴}: (1)生產(chǎn)Na2S2O5,通常是由NaHSO3過飽和溶液經(jīng)結(jié)晶脫水制得。寫出該過程的化學(xué)方程式:__________________________________。 (2)利用煙道氣中的SO2生產(chǎn)Na2S2O5的工藝為: ①pH=4.1時,Ⅰ中為________溶液(寫化學(xué)式)。 ②工藝中加入Na2CO3固體,并再次充入SO2的目的是______________________________。 答案 (1)2NaHSO3=

22、==Na2S2O5+H2O (2)①NaHSO3 ②得到NaHSO3過飽和溶液 解析 (1)亞硫酸氫鈉過飽和溶液經(jīng)結(jié)晶脫水生成焦亞硫酸鈉,根據(jù)原子守恒可知反應(yīng)的方程式為2NaHSO3===Na2S2O5+H2O。 (2)①碳酸鈉飽和溶液吸收SO2后的溶液顯酸性,說明生成物是酸式鹽,即Ⅰ中為NaHSO3溶液。②要制備焦亞硫酸鈉,需要制備亞硫酸氫鈉過飽和溶液,因此工藝中加入碳酸鈉固體、并再次充入二氧化硫的目的是得到NaHSO3過飽和溶液。 4.(2019·安徽舒城高三統(tǒng)考)鐵是人類較早使用的金屬之一。運用鐵及其化合物的有關(guān)知識,回答下列問題: (1)鐵和鐵合金是生活中的常用材料,下列敘述

23、中正確的是________。 A.純鐵硬度比生鐵高 B.純鐵耐腐蝕性強(qiáng),不易生銹 C.不銹鋼是鐵合金,只含金屬元素 D.鐵在一定條件下,可與水蒸氣反應(yīng) E.鐵在冷的濃硫酸或濃硝酸中鈍化,加熱也不反應(yīng) (2)向沸水中逐滴滴加1 mol·L-1FeCl3溶液,至液體呈透明的紅褐色,該反應(yīng)的離子方程式為__________________________。 (3)高鐵酸鈉Na2FeO4是一種新型消毒凈水劑。 ①高鐵酸鈉主要通過如下反應(yīng)制取:2Fe(OH)3+3NaClO+4NaOH===2Na2FeO4+3X+5H2O,則X的化學(xué)式為____________。 ②高鐵酸鈉在水中可以

24、發(fā)生如下反應(yīng):4FeO+10H2O4Fe(OH)3+8OH-+3O2↑。高鐵酸鈉能夠殺菌消毒是因為它具有________性,使用高鐵酸鹽處理飲用水的優(yōu)點是______________________________。 ③下列物質(zhì)能作飲用水凈水劑的有________。 A.KAl(SO4)2·12H2O B.[Fe(OH)(SO4)]n C.ClO2 D.“84”消毒液 答案 (1)BD (2)Fe3++3H2OFe(OH)3(膠體)+3H+ (3)①NaCl?、趶?qiáng)氧化 殺菌消毒、凈水同時完成,無毒綠色環(huán)保 ③AB 解析 (1)生鐵屬于合金,比純鐵硬度高,A錯誤;純鐵不易形成

25、原電池,耐腐蝕性強(qiáng),不易生銹,B正確;不銹鋼是鐵合金,含有碳元素,C錯誤;鐵在一定條件下,可與水蒸氣反應(yīng),生成四氧化三鐵和氫氣,D正確;鐵在冷的濃硫酸或濃硝酸中鈍化,加熱會發(fā)生反應(yīng),E錯誤。 (2)向沸水中逐滴滴加1 mol·L-1 FeCl3溶液,至液體呈透明的紅褐色,該反應(yīng)的離子方程式為Fe3++3H2OFe(OH)3(膠體)+3H+。 (3)①高鐵酸鈉主要通過如下反應(yīng)制?。?Fe(OH)3+3NaClO+4NaOH===2Na2FeO4+3X+5H2O,根據(jù)得失電子守恒和質(zhì)量守恒,則X的化學(xué)式為NaCl。②高鐵酸鈉在水中可以發(fā)生如下反應(yīng):4FeO+10H2O4Fe(OH)3+8OH-+3O2↑。高鐵酸鈉能夠殺菌消毒是因為它具有強(qiáng)氧化性,生成的氫氧化鐵有吸附性,能凈水,故使用高鐵酸鹽處理飲用水的優(yōu)點是殺菌消毒、凈水同時完成,無毒綠色環(huán)保。③KAl(SO4)2·12H2O水解生成的氫氧化鋁膠體和[Fe(OH)(SO4)]n水解生成的氫氧化鐵膠體都吸附水中的雜質(zhì),從而起凈水作用,ClO2和“84”消毒液只能殺菌消毒,不能凈水。

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