高考大二輪專題復習沖刺化學經(jīng)典版學案：專題重點突破 專題五 化學反應與能量變化 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化關系 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　以化學實驗和STSE為載體考查元素及其化合物的性質與轉化 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 集氣瓶中產生濃煙并有黑色顆粒產生 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(藍色)、Fe(OH)2(白色)、Fe(OH)3(紅褐色)。 2．熟記四種物質的俗名 Na2CO3—純堿、蘇打，NaHCO3—小蘇打， KAl(SO4)2·12H2O—明礬，CuSO4·5H2O—膽礬、藍礬。 3．知道十一種物質的重要用途 鈉——制Na2O2、冶煉Ti等金屬、鈉鉀合金作原子反應堆導熱劑 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，產生H2的物質的量之比為1∶1，消耗NaOH、HCl的物質的量之比為1∶3。 5．掌握常見認識誤區(qū) (1)Na2O2的認識誤區(qū) ①Na2O2不是堿性氧化物。 ②Na2O2與CO2或H2

5、O反應時，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鋁可與強酸、強堿反應，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，但它們只能與強酸、強堿反應。 ③既能與酸反應生成氣體，又能與堿反應生成氣體的物質未必一定是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與強堿溶液的反應 非金屬單質與堿液反應一般無H2放出，但Si除外： Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。 2．SiO2的性質 二氧化硅存在以下兩個反應：①SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O；②SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O，但二氧化硅不是兩性氧化物。 3．濃度變化對反應的影響 (1)Cu＋H2SO4(稀)―→不反應； Cu＋2H2SO4(濃)CuSO4＋SO2↑＋2H2O。 (

7、2)MnO2＋HCl(稀)―→不反應； 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，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，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。 8．兩大強酸與金屬反應的有關規(guī)律 (1)硝酸與金屬反應時存在著如下幾條

9、規(guī)律，可作為硝酸與金屬反應計算的依據(jù)： ①反應中生成的NO和NO2氣體的物質的量之和等于反應中被還原的硝酸的物質的量。 ②反應中生成的NO和NO2的物質的量與生成的硝酸鹽中NO的物質的量之和等于參加反應的硝酸的物質的量。 ③反應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的量決定于反應的金屬的物質的量，定量關系可依據(jù)得失電子守恒確定。 (2)硫酸與金屬反應的規(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，其氧化性由溶液中的H＋表現(xiàn)；濃硫酸具有強氧化性，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)，是強氧化性酸。 ②濃硫酸與足量

10、活潑金屬反應時，其還原產物除SO2外，還有H2。這是因為隨著反應的進行，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時，不論金屬是否足量，酸均不可能消耗完，還原產物只有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

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；鐵與氧氣反應得到Fe3O4，F(xiàn)e3O4再和鹽酸反應得到FeCl3和FeCl2溶液，過量的Fe和Fe3＋反應得到Fe2＋，故滴加KSCN溶液可能不變血紅色，B正確；NaAlO2與CO2反應得到Al(OH)3沉淀，Na2SiO3和CO2反應得到H2SiO3沉淀，C正確；濃硫酸和蔗糖混合產生的氣體有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·河北武邑高三調研)甲

12、、乙、丙、丁、戊五種物質是中學化學常見的物質，其中甲、乙均為單質，它們的轉化關系如圖所示(某些條件和部分產物已略去)。下列說法正確的是(　　) A．若甲可以與NaOH溶液反應放出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 C．若丙、丁混合產生大量白煙，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，若甲可以與NaOH溶液反應放出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，當丙為氧化鈉時，丙生成戊不是氧化還原反應，故B錯誤；丙、丁混合產生白煙，則丙、丁可為HCl和NH3或HNO3和NH3等，甲、乙均為單質，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，例如當甲為S、乙為氧氣、丙為二氧化硫、丁為HClO等具有強氧化性的物質、戊為硫酸時，則含S元素的物質中S的化合價由低到高的順序為甲<丙<戊，故D正確。 考點2　以無機化工流程圖為載體考查元素及其化合物的性質與轉化 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)為原料生產硼酸及輕質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，產生的氣體在“吸收”中反應的化學方程式為_______________________。 (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＋，可選用的化學試劑是________。 (3)根據(jù)H3BO3的解離反應：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的實質是(NH4)2SO4產生的NH與H2O反應生成H＋和NH3·H2O。其中H＋的消耗使的NH向水解的方向進行，從而產生“氣體”——NH3；NH3與NH4HCO3溶液反應生成(NH4)2CO3，產生的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pH＝3.5是為了讓[B(OH)4]－轉化為弱酸H3BO3從溶液中析出。 (4)根據(jù)流程圖結合問題(1)和“過濾2”的成分可知反應物為

17、MgSO4和(NH4)2CO3，則反應的離子方程式為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　轉化為H3BO3，促進析出 (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，加快反應速率 水浸 與水接觸反應或溶解 酸浸 與酸接觸反應或溶解，使可溶性金屬離子進入溶液，不溶物通過過濾除去 灼燒 除去可燃性雜質或使原料初步轉化，如從海帶中提取碘時的灼燒就是為了除去可燃性雜質 煅燒 改變結構，使一些物質能溶解，并使一些雜質在高溫下氧化、分解，如煅燒高嶺土 2．物質提純的六種方法 方法 目的 水溶法 除去可溶性雜質 酸溶法 除去堿性雜質 堿溶法 除去酸性雜質 氧化劑或還原劑

19、法 除去還原性或氧化性雜質 加熱灼燒法 除去受熱易分解或易揮發(fā)的雜質 調節(jié)pH法 如除去酸性銅鹽溶液中的Fe3＋等 3．審題技巧 無機化工流程題中經(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考慮的角度。常見的有： (1)“控制較低溫度”——?？紤]物質的揮發(fā)、物質的不穩(wěn)定性等。 (2)“加過量試劑”——?？紤]反應完全或增大轉化率、產率等。 (3)“能否加其他物質”——常考慮會不會引入雜質或是否影響產品的純度。 (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或達到防氧化、防水解、防潮解等目的。 (5

20、)“控制pH”——?？紤]防水解、促進生成沉淀或除去雜質等。 (6)“用某些有機試劑清洗”——?？紤]降低物質溶解度，有利于析出、減少損耗和提高利用率等。 4．無機化工流程題的解題步驟 第一步：要通過學過的化學知識明確原料和產品(包括副產品)間的轉化關系，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反應物是什么；②發(fā)生了什么反應；③該反應造成了什么后果，對制造產品有什么作用。抓住一個關鍵點：一切反應或操作都是為獲得產品而服務的。 第三步：由于該類試題多與實際的工業(yè)生產相聯(lián)系，有些問題就需要從生產成本、物質的循環(huán)利用、環(huán)境污染等角度進行考慮。 第四步

21、：注意從題設問題中獲取信息，幫助解題。 3．(2018·全國卷Ⅰ)焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)在醫(yī)藥、橡膠、印染、食品等方面應用廣泛?；卮鹣铝袉栴}： (1)生產Na2S2O5，通常是由NaHSO3過飽和溶液經(jīng)結晶脫水制得。寫出該過程的化學方程式：__________________________________。 (2)利用煙道氣中的SO2生產Na2S2O5的工藝為： ①pH＝4.1時，Ⅰ中為________溶液(寫化學式)。 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?、诘玫絅aHSO3過飽和溶液 解析　(1)亞硫酸氫鈉過飽和溶液經(jīng)結晶脫水生成焦亞硫酸鈉，根據(jù)原子守恒可知反應的方程式為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，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 E．鐵在冷的濃硫酸或濃硝酸中鈍化，加熱也不反應 (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制?。?Fe(OH)3＋3NaClO＋4NaOH===2Na2FeO4＋3X＋5H2O，則X的化學式為____________。 ②高鐵酸鈉在水中可以

24、發(fā)生如下反應：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?、趶娧趸⒕?、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，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，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，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制?。?Fe(OH)3＋3NaClO＋4NaOH===2Na2FeO4＋3X＋5H2O，根據(jù)得失電子守恒和質量守恒，則X的化學式為NaCl。②高鐵酸鈉在水中可以發(fā)生如下反應：4FeO＋10H2O4Fe(OH)3＋8OH－＋3O2↑。高鐵酸鈉能夠殺菌消毒是因為它具有強氧化性，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，從而起凈水作用，ClO2和“84”消毒液只能殺菌消毒，不能凈水。