2019年高考化学二轮复习专题04元素化合物与物质推断考点讲解学案.doc
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1、1专题 4 元素化合物与物质推断【考情报告】考查角度 考查内容 命题特点有关元素化合物选择题以C、S、Fe、Al、Cu等重要元素及其化合物为载体涉及反应原理和相关计算有关元素化合物的综合题以航空航天新材料或者工业生产提纯为背景考察相关重要无机化合物知识有关元素化合物的选择题以及综合题结合图形考察中学化学常见重要元素化合物知识。元素化合物知识是高考考查的核心内容,从近几年各地高考试题来看,主要以选择题、实验探究题、工业流程题以及填空简答题的形式进行考查,难度中等,分值较大,区分度较高。随着高考中联系实际、学以致用的试题所占的比例比重增大,C、N、S、Si、Fe、Al、Cu 等元素及其化合物的应用
2、将成为高考命题的热点之一。【考向预测】对于高考命题,命题中心一直坚持稳中有变原则。因此在元素化合物部分,高考试题在保持原有考点不变的情况下,弱化了对镁、磷的考查,但在以往高考中不被看好的元素硅、铜及其化合物的性质在新高考中的地位相当突出,要引起重视。复习中要关注重点元素如 Na、Al、Fe、Cu、C、Si、N、S、Cl 等相关单质及其化合物的知识并形成知识网络,同时注意与相关基本概念和理论如物质组成、化学用语、常用化学计量、氧化还原反应、离子反应、物质结构、元素周期律、元素周期表、化学反应速率与限度、化学反应中能量的变化、电化学以及电解质溶液等结合。本部分高考题型主要是元素化合物和基本概念、基
3、本理论相结合的选择型小综合题,考查学生对元素及化合物和概念、理论的掌握情况,能从物质的视角理解本节概念和理论的实际应用。也会与物质推断、元素推断、工业流程、化学实验等结合考察重要元素及其化合物的结构、性质、制备等内容,涉及化学反应原理中的大部分内容和化学计算中守恒思想、关系式法应用等内容,综合性较强。预计 2019 年的高考中,将会进一步关注重要元素及其化合物性质知识的整体性和探究性,强化与生产生活、社会实际问题的联系,试题可能采用“1+1”模式,既可能以选择题的形式出现,也会以实验题、工业流程题或无机推断题的形式出现,以环保为主题设计问题的可能性也比较大,大家在复习时应多关注!2【经典在线】
4、1.知识梳理一、常见金属及其化合物分析近几年高考可知金属考查的热点为钠及其化合物(Na 2O2、NaHCO 3、Na 2CO3)的性质、Al 及其化合物的两性;Fe 2 与 Fe3 之间的转换关系及鉴别;铜的冶炼及铜的化合物铜绿、CuO、Cu(OH) 2的性质。复习金属及其化合物的思路是:单质氧化物碱盐。1、金属单质及其化合物的基础知识金属活动性顺序表 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au性质变化规律元素的金属性逐渐减弱,单质的还原性依次减弱,离子的氧化性逐渐增强与冷水剧烈反应与沸水缓慢反应高温与水蒸气反应和水的反应生成碱和氢气生成氧化物和氢
5、气 不跟水反应剧烈反应 反应逐渐减缓 不能置换稀酸中的氢和酸的反应与非氧化性酸反应放出 H2;与浓硫酸、浓硝酸及稀硝酸反应,不放出 H2,一般产物为:盐水成酸元素的低价化合物与氧化性酸反应(但不放出 H2)只溶于王水和盐溶液的反应金属先与水反应生成碱,碱再与盐反应排在前面的金属可将后面的金属从其盐溶液中置换出来和氧气的反应易被氧化常温生成氧化膜加热能被氧化 加热能被氧化不能被氧化金属氧化物对应的水化物及碱的热稳定性氧化物跟水剧烈反应,生成碱,碱受热不易分解氧化物不溶于水,也不跟水反应,对应碱的热稳定性逐渐减弱电解法 热还原法 煅烧法 金属的冶炼 电解熔融盐或氧化物高温下用 CO(或Al)从其氧
6、化物中还原出来 3自然界中存在的形式只以化合态(盐、氧化物)存在多以化合态存在,但有极少的游离态只以游离态存在我们除了应用上述金属活动顺序表进行记忆外,还要注意特性如 Al 既能与酸反应,也能与碱反应;Fe、Al 在冷浓硫酸或冷浓硝酸的条件下钝化;活泼性很强的金属(如钠、钾)不能把活泼性弱的金属从其盐溶液中置换出来。2、常见金属氧化物和氢氧化物物理性质:Na 2O(白色)、Na 2O2(淡黄色)、MgO(白色粉末、熔点高)、Al 2O3(白色、熔点高)、Fe 2O3(红棕色)、FeO(黑色)、Fe 3O4(黑色、具有磁性)、CuO(黑色)、Cu(OH) 2(蓝色)、Fe(OH) 2(白色)、F
7、e(OH) 3(红褐色)。化学性质:(1)规律:金属氧化物 Error! 通 性 碱的稳定性,四大强碱NaOH、KOH、Ba(OH) 2、Ca(OH) 2均溶于水,受热均不分解,对应的氧化物(Na2O、Na 2O2、K 2O、BaO、CaO)也与水剧烈反应,生成碱;其他金属氢氧化物一般不溶于水、受热分解,对应的氧化物也不与水反应,如 Cu(OH)2、Mg(OH) 2、Fe(OH) 3、Al(OH) 3等。(2)特性:金属氧化物:Na 2O2可分别与水、CO 2反应生成氧气;Al 2O3与强碱反应生成偏铝酸盐;FeO、Fe 3O4与强氧化性酸反应被氧化生成三价铁。碱:Al(OH) 3既能与酸反应
8、,又能与强碱反应;Fe(OH) 2极易被氧化,在空气中白色沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色。二、常见非金属及其化合物纵观近几年非金属考查的热点为 C、N、Si、S、Cl 等元素及其化合物的重要性质及用途,涉及重要化学方程式及离子方程式的书写、离子检验等。复习思路为单质氢化物氧化物酸盐。1.常见非金属单质的性质非金属单质 Cl2、Br 2、I 2、O 2、O 3、N 2、H 2、S、C、Si颜色、状态气态的有 Cl2、O 2、O 3、N 2、H 2;固态的有 S、C、Si、I 2;Br 2为液态。Cl 2黄绿色、Br 2深红棕色、I 2紫黑色、S 淡黄色溶解性Cl2、Br 2溶于水;S 不溶于
9、水、微溶于酒精、易溶于 CS2,其他均不易溶于水物理性质毒性 Cl2、Br 2、I 2有一定的毒性化学与 O2N 2放电或高温时反应;H 2、S、C、Si 加热或点燃时反应,其他一般不反应4与 H2 Cl 2光照爆炸;O 2点燃爆炸;N 2在高温高压催化剂条件下反应与 H2OCl 2、Br 2与水反应,既作氧化剂,又作还原剂;C 与水高温下反应与碱 Br2、I 2与碱反应,既作氧化剂,又作还原剂与氧化剂 S、C 与强氧化性酸如浓硫酸、浓硝酸反应性质与还原剂Cl2、Br 2、O 2、O 3与 H2SO3、Na 2SO3、H 2S、Na 2S、Fe 2 、I 等还原剂反应特性及用途 I2使淀粉变蓝
10、、Si 作半导体材料我们不仅要熟记上述规律和特性,最重要的是学以致用,如:Cl 2与碱反应,所以可以用碱性溶液吸收尾气中的 Cl2;硅是半导体材料,故可以做电路板、太阳能电池等。2.常见非金属氧化物的性质非金属氧化物 CO、CO 2、SO 2、SO 3、NO、NO 2、SiO 2色、状、味除 SiO2外,其余均为气体;除 NO2红棕色外,其他均无色;SO 2、NO 2有刺激性气味;SO 2易液化物理性质毒性 除 CO2、SiO 2外均有毒类型 CO2、SO 2、SO 3、SiO 2是酸性氧化物;CO、NO、NO 2是不成盐氧化物与 H2OSO 2、SO 3、CO 2生成相应酸;NO 2生成酸和
11、 NO;SiO 2、NO、CO 不溶于水与碱 CO2、SO 2、SO 3、SiO 2等酸性氧化物与碱溶液反应生成正盐或酸式盐氧化性 SO 2能氧化 H2S;CO 2、SiO 2能在高温下被 C 还原化学性质还原性SO 2具有较强还原性,能被 Cl2、Br 2、I 2、O 3、MnO 、Fe 3 、HNO 3等 4氧化剂氧化为 SO ;NO 遇空气被氧化为红棕色的 NO224特性 SO 2具有漂白性;SiO 2能与氢氟酸反应;2NO 2 N2O4环保SO2、NO、NO 2、CO 均是大气污染物:SO 2酸雨、NO、NO 2光化学烟雾、CO有毒气体具体应用(1)气体收集:NO 与氧气反应,所以不能
12、用排空气法收集,能用排水法收集;CO 2、SO 2、NO 2均与水反应,所以不能用排水法收集,可以用向上排空气法收集。(2)尾气处理:除 CO 外,大多数非金属氧化物均能与强碱反应,所以可以用强碱溶液吸收,CO 可用点燃方法除去。(3)检验:依据 SO2具有较强还原性、漂白性,检验 SO2常用方法:a.通入酸性高锰酸钾溶液,溶液褪色;b.通入品红溶液,溶液褪色,加热后恢复红色。检验 CO2常用方法:通入澄清石灰水,石灰水变浑浊,但要排除 SO2的干扰。(4)除杂:依据 SO2具有较强还原性、H 2SO3的酸性大于 H2CO3,所以除去 CO2中的 SO2常用方法:a.通5过盛有酸性高锰酸钾溶液
13、的洗气瓶;b.通过盛有饱和 NaHCO3溶液的洗气瓶。3、常见无机酸的重要规律及特性重要规律(1)酸性强弱:最高价含氧酸的酸性强弱取决于元素非金属性强弱,如酸性:HClO4H 2SO4H 3PO4H 2CO3H 2SiO3;记忆酸性强弱:H 2SO4H 2SO3H 2CO3HClO。(2)证明酸性强弱:可利用复分解反应中“强酸制弱酸”的规律,如:Na 2SiO3H 2OCO 2=H2SiO3Na 2CO3 Ca(ClO) 2H 2OCO 2=2HClOCaCO 3(3)与金属反应:非氧化性酸(如盐酸、稀硫酸、磷酸)与排在 H 前面的金属反应生成氢气;氧化性酸(如 HNO3、浓硫酸)与金属反应,
14、一般不会生成氢气;金属和浓硝酸反应一般生成 NO2,与稀硝酸反应一般生成 NO。重要特性(1)H2SiO3(或 H4SiO4)为唯一难溶性酸,盐酸、硝酸是挥发性酸;(2)HNO3、浓硫酸、HClO 具有强氧化性,属于氧化性酸,其中 HNO3、HClO 见光受热易分解;(3)浓硝酸和 Cu(足量)、浓硫酸和 Zn(足量)等反应,随着反应的进行,产物会发生变化;浓硫酸和Cu(足量)、浓盐酸和 MnO2(足量)等反应,随着反应的进行,酸逐渐变为稀酸,反应停止;(4)浓硫酸具有吸水性、脱水性、强氧化性;(5)常温下,铁、铝遇浓硫酸、浓硝酸发生钝化。(6)浓盐酸、浓硝酸等挥发性酸遇氨气能冒白烟,这些挥发
15、出来的酸遇氨气生成铵盐固体小颗粒,形成白烟;(7)SO2具有还原性,但不与浓硫酸反应,能用浓硫酸干燥。2.经典精讲例 1.甲、乙、丙、丁四种物质中,甲、乙、丙均含有相同的某种元素,它们之间具有如下转化关系:。下列有关物质的推断不正确的是A.若甲为焦炭,则丁可能是 O2 B.若甲为 SO2,则丁可能是氨水C.若甲为 Fe,则丁可能是盐酸 D.若甲为 NaOH 溶液,则丁可能是 CO2答案:C解析:本题属于元素及其化合物知识的考查范畴,有一定的难度,代入逐一对照验证法是一种比较简单的方法。A.若甲为焦炭,则乙为一氧化碳,丙为二氧化碳,二氧化碳与炭反应生成一氧化碳。B.若甲为二氧化硫,则乙为亚硫酸氢
16、铵,丙为亚硫酸铵,亚硫酸铵与二氧化硫反应生成亚硫酸氢铵。C.若甲为铁,丁为盐酸,则乙为氯化亚铁,氯化亚铁不可能再与盐酸反应。D.若甲为氢氧化钠,丁为二氧化碳,则乙为碳酸钠,丙为碳酸氢钠,碳酸氢钠与氢氧化钠反应生成碳酸钠。6例 2.下列实验的现象与对应结论均正确的是选项 操作 现象 结论A 将浓硫酸滴到蔗糖表面 固体变黑膨胀 浓硫酸有脱水性和强氧化性B 常温下将 Al 片放入浓硝酸中 无明显变化 Al 与浓硝酸不反应C 将一小块 Na 放入无水乙醇中 产生气泡 Na 能置换出醇羟基中的氢D 将水蒸气通过灼热的铁粉 粉末变红 铁与水在高温下发生反应答案:AC例 3.一定条件下,将 0.1LCO、0
17、.2LCO 2、0.1LNO、0.2LNO 2和 0.2LNH3混合,然后通过分别盛有足量蒸馏水、饱和碳酸氢钠溶液和氢氧化钠溶液的三个洗气瓶(洗气瓶排列顺序不确定) 。假设气体通过每个洗气瓶都能充分反应,则尾气(已干燥)A.可能是单一气体 B.不可能含有一氧化碳C.可能存在原气体中的两种气体 D.成分和洗气瓶的排列顺序无关答案:AC解析:若混合气体先通入 NaOH 溶液,然后再依次通入饱和碳酸氢钠溶液、水(或水、饱和碳酸氢钠溶液)则最后得到尾气为 CO;若混合气体先通过饱和碳酸氢钠溶液、水(或水、饱和碳酸氢钠溶液) ,最后通入NaOH 溶液,则尾气为 CO 和 NO,由此可知尾气中一定含有 C
18、O,故答案为:AC。例 4.1.52g 铜镁合金完全溶解于 50mL 密度为 1.40 g/mL、质量分数为 63%的浓硝酸中,得到 NO2和 N2O4的混合气体 1120 mL(标准状况) ,向反应后的溶液中加入 1.0 mol/L NaOH 溶液,当金属离子全部沉淀时,得到 2.54 g 沉淀。下列说法不正确的是( )A该合金中铜与镁的物质的量之比是 2:1B. 该浓硝酸中 HNO3的物质的量浓度是 14.0 mol/LCNO 2和 N2O4的混合气体中,NO 2的体积分数是 80%D得到 2.54 g 沉淀时,加入 NaOH 溶液的体积是 600 mL答案:D 解析:A. 设 Cu Xg
19、, Mg Yg. 则 X+Y=1.52 X/6498+Y/2458=2.54 7得 X=0.02 Y=0.01 B. c(HNO 3)=1000/M=10001.4063/63=14.0 (mol/L )C.电子守恒 n(NO 2)+2n(N 2O4) =0.022+0.012n(NO 2)+n(N 2O4)=1.12L/22.4L/mol, n(NO 2)=0.04 mol n(N 2O4)=0.01 mol 可知 C 正确。D. 与硝酸反应的 NaOH : n(HNO 3)=14.00.05=0.7mol,n(NaOH)=0.7-0.04-0.02=0.64 与金属离子反应的 NaOH :
20、 n(NaOH)=0.06 总 NaOH 的量 n 总 =0.64+0.06=0.7 mol 故需要 NaOH 700 mL例 5.某学生对 SO2与漂粉精的反应进行实验探究:操作 现象取 4g 漂粉精固体,加入 100mL 水 部分固体溶解,溶液略有颜色过滤,测漂粉精溶液的 pH pH 试纸先变蓝(约为 12) ,后褪色i. 液面上方出现白雾;ii. 稍后,出现浑浊,溶液变为黄绿色;.稍后,产生大量白色沉淀,黄绿色褪去(1)Cl 2和 Ca(OH) 2制取漂粉精的化学方程是 。(2)pH 试纸颜色的变化说明漂粉精溶液具有的性质是 。(3)向水中持续通入 SO2,未观察到白雾。推测现象 i 的
21、白雾由 HCl 小液滴形成,进行如下实验:a.用湿润的碘化钾淀粉试纸检验白雾,无变化;b.用酸化的 AgNO3溶液检验白雾,产生白色沉淀。 实验 a 目的是 。由实验 a、b 不能判断白雾中含有 HC1,理由是 。 (4)现象 ii 中溶液变为黄绿色的可能原因:随溶液酸性的增强,漂粉精的有效成分和 C1-发生反应。通过进一步实验确认了这种可能性,其实验方案是 。(5)将 A 瓶中混合物过滤、洗涤,得到沉淀 X。向沉淀 X 中加入稀 HC1,无明显变化。取上层清液,加入 BaC12溶液,产生白色沉淀。则沉淀 X 中含有的物质是 。 8用离子方程式解释现象 iii 中黄绿色褪去的原因: 。 答案:
22、(1)2Cl 22Ca(OH) 2=CaCl22Ca(ClO) 22H 2O;(2)碱性、漂白性;(3)检验白雾中是否含有 Cl2,排除 Cl2干扰;白雾中含有 SO2,SO 2可与酸化的 AgNO3溶液反应产生白色沉淀;(4)向漂白精溶液中逐滴滴入硫酸,观察溶液颜色是否变为黄绿色;(5)CaSO 4; Cl 2SO 22H 2O=4H 2Cl SO 42 。(5)取上层清液,加入 BaC12溶液,产生白色沉淀,说明 SO2被氧化为 SO42-,故沉淀 X 为 CaSO4;溶液呈黄绿色,有 Cl2生成,Cl 2与 SO2反应生成盐酸与硫酸。例 6.图中 X、Y、Z 为单质,其他为化学物,它们之
23、间存在如下转化关系(部分产物已略去) 。其中,A 俗称磁性氧化铁;E 是不溶于水的酸性氧化物,能与氢氟酸反应。回答下列问题:(1)组成单质 Y 的元素在周期表中的位置是 ;M 中存在的化学键类型为 ;R 的化学式是 。(2)一定条件下,Z 与 H2反应生成 ZH4,ZH4的电子式为 。(3)已知 A 与 1molAl 反应转化为 X 时(所有物质均为固体) 。放出 aKJ 热量。写出该反应的热化学方程式:。(4)写出 A 和 D 的稀溶液反应生成 G 的离子方程式: (5)向含 4mol D 的稀溶液中,逐渐加入 X 粉末至过量。假设生成的气体只有一种,请在坐标系中画9出 n(X2+)随 n(
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