内容正文:
重难点06 常见无机物的性质、用途及转化
考点
2025考向预测
考向1.常见无机化合物的成分、性质及用途
金属、非金属元素及其化合物是高考的重点考查内容,对钠、镁及其化合物的主要性质单独考查的题目很少,一般与其他专题内容同时考查,考查题型多是与其有关的工艺流程题或实验题。铁、铜及其化合物的性质是高考热点之一,铁盐(Fe3+)、亚铁盐(Fe2+)的性质是考查的重点。
预计在2025年高考中,仍会结合社会热点综合物质性质,以转化关系图或流程图的形式考查物质的转化,或与生产、生活、科技、医疗等联系起来考查知识的灵活应用能力。元素化合物的知识是题源,高考中无处不在,掌握好元素化合物是获取高分的关键。
考向2.元素及其化合物之间的转化
考向3.价类二维图考察元素及其化合物的性质
考向4.选择性综合实验考察无机物的性质与制备
考向5.微型工业流程考察无机物的性质与制备
考向6.无机工业流程考察无机物的性质与制备
【思维导图】
【高分技巧】
一、常见金属及其化合物的重要性质和应用
重要性质
应用
锂密度小、比能量大
可用作电池负极材料
钠具有较强的还原性
可用于冶炼钛、锆、铌等金属
Na2O2与H2O、CO2反应均生成O2
作供氧剂
Na2CO3水解使溶液显碱性
用热的纯碱溶液洗去油污
NaHCO3受热分解生成CO2
用作焙制糕点的膨松剂
NaHCO3具有弱碱性,能与酸反应
可用于制胃酸中和剂
NaCl使细菌细胞脱水死亡
可以杀菌,可作为防腐剂
钠钾合金呈液态,导热
作原子反应堆的导热剂
小苏打溶液和硫酸铝溶液反应生成CO2
作泡沫灭火器
Al具有良好的延展性和抗腐蚀性
常用铝箔包装物品
常温下,铝、铁遇浓硫酸、浓硝酸钝化
盛装、运输浓硫酸、浓硝酸
铝有还原性,能发生铝热反应
可用于焊接铁轨、冶炼难熔金属
镁铝合金密度小、强度大
可用作高铁车厢材料
MgO、Al2O3熔点高
做耐高温材料
Al3+水解生成的氢氧化铝胶体具有吸附性
明矾作净水剂(混凝剂)
明矾溶液显酸性
利用明矾溶液清除铜镜表面的铜锈
Al(OH)3有弱碱性
中和胃酸,用作抗酸药
Fe具有还原性
防止食品氧化变质
Fe2O3是红棕色粉末
作红色颜料
Fe3+水解生成的氢氧化铁胶体具有吸附性
铁盐作净水剂(混凝剂)
K2FeO4是强氧化剂,还原产物Fe3+水解生成氢氧化铁胶体
作新型消毒剂、净水剂
Cu+2FeCl3===2FeCl2+CuCl2
FeCl3溶液腐蚀Cu刻制印刷电路板
CuSO4使蛋白质变性
配制成波尔多液用于树木杀虫,误服CuSO4溶液,喝牛奶、蛋清或豆浆解毒
BaSO4难溶于水,不与胃酸反应
在医疗上用作“钡餐”透视
生石灰、无水氯化钙能与水反应
作(食品)干燥剂
KMnO4有强氧化性
能杀菌消毒浸泡
KMnO4有强氧化性,能和乙烯反应
常用KMnO4的硅藻土来保鲜水果
AgBr、AgI
感光材料
AgI分解吸热
人工降雨
二、常见非金属及其化合物的重要性质和应用
重要性质
应用
Cl2具有较强的氧化性
自来水杀菌消毒剂
ClO2具有较强的氧化性
用于自来水的杀菌消毒
次氯酸盐具有强氧化性
作杀菌消毒剂、漂白剂
碘酸钾在常温下稳定
食盐中的加碘物质
SO2具有漂白性
用于漂白纸浆、毛、丝等
二氧化硫的还原性
二氧化硫可用作制作葡萄酒的食品添加剂
浓硫酸具有吸水性
作干燥剂(不能干燥NH3、H2S、HI)
氮气的化学性质稳定
作保护气
浓氨水具有挥发性和还原性
检验输送Cl2的管道是否漏气
液氨汽化吸收大量的热
做制冷剂
草木灰和硫酸铵反应生成氨气
草木灰和硫酸铵不能混合施用
NH4HCO3、NH4NO3是可溶的含氮化合物
用作氮肥
硅的半导体性能(硅是常用的半导体材料)
制半导体、芯片、太阳能电池
二氧化硅导光能力强,并且有硬度和柔韧度
可作光导纤维
4HF+SiO2===2H2O+SiF4↑
用氢氟酸刻蚀玻璃
2C+SiO2Si+2CO↑
碳还原二氧化硅制备粗硅
P2O5能与水反应
作干燥剂(不可干燥食品)
水玻璃不燃不爆
可用作防火材料
硅酸钠的水溶液是一种无机黏合剂
盛放碱性溶液的试剂瓶不能用玻璃塞
氦气化学性质稳定、密度小
可用于填充飞艇、气球
干冰升华吸收大量的热
人工降雨
白磷(P4)易燃烧
制高纯度磷酸,红磷制安全火柴、农药等
肥皂水显碱性
肥皂水作蚊虫叮咬处的清洗剂
三、金属及其化合物考点
1.有关钠及其化合物的考点
Na在空气中加热:2Na+O2Na2O2 Na与H2O的反应:2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
Na与盐酸反应:2Na+2HCl===2NaCl+H2↑
Na与CH3CH2OH的反应:2CH3CH2OH+2NaCH3CH2ONa+H2↑
Na与CuSO4溶液反应:2Na+2H2O+CuSO4===Na2SO4+Cu(OH)2↓+H2↑
Na制备Ti:4Na+TiCl4(熔融)4NaCl+Ti Na2O2与H2O的反应:2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
Na2O2与CO2的反应:2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2 Na2O2和SO2的反应:Na2O2+SO2===Na2SO4
向饱和Na2CO3溶液中通入CO2:Na2CO3+H2O+CO2===2NaHCO3↓
NaHCO3与过量Ca(OH)2溶液的反应:NaHCO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O+NaOH
NaHCO3与少量Ca(OH)2溶液的反应:2NaHCO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+2H2O+Na2CO3
工业制备金属钠:2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑
①钠和盐溶液反应,不能置换出盐中的金属,与熔融的盐反应才能置换出盐中的金属
②无论Na与O2反应生成Na2O还是Na2O2,只要参与反应的Na的质量相等,转移电子的物质的量一定相等
③Na分别与H2O和乙醇发生的反应均属于置换反应,二者现象明显不同,前者剧烈,后者缓慢
④1 mol Na2O2参与反应转移电子的物质的量不一定为1 mol,如Na2O2与SO2的反应转移电子应为2 mol
⑤不能用Ca(OH)2鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液,应选用CaCl2或BaCl2溶液
⑥除去CO2中的HCl气体,应选用饱和的NaHCO3溶液
⑦焰色试验是元素的性质,无论游离态还是化合态,均具有相同的焰色试验,它不是化学变化,在观察钾元素的焰色试验时,应通过蓝色的钴玻璃片
2.有关镁及其化合物的考点
Mg与N2反应:3Mg+N2Mg3N2 Mg3N2 与水反应:Mg3N2+6H2O===3Mg(OH)2+2NH3↑
Mg与CO2反应:2Mg+CO22MgO+C MgCO3与水反应:MgCO3+H2OMg(OH)2+CO2↑
电解熔融的MgCl2制备镁:MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑
①Mg、MgO、Mg(OH)2只溶于强酸溶液不溶于强碱溶液
②Mg在CO2中燃烧,集气瓶底需放少量沙子,其他还有铁丝在纯氧中燃烧,Cu丝在Cl2中燃烧等
3.有关铝及其化合物的考点
铝与稀盐酸反应:2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑
铝与氢氧化钠反应:2Al+6H2O+2NaOH===2NaAl(OH)4+3H2↑
铝与氧化铁反应(铝热反应):2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe 工业制备铝:2Al2O34Al+3O2↑
Al2O3与盐酸反应:Al2O3+6HCl===2AlCl3+3H2O
Al2O3与氢氧化钠反应:Al2O3+2NaOH+3H2O===2NaAl(OH)4
Al(OH)3与稀盐酸反应:Al(OH)3+3HCl===AlCl3+3H2O
Al(OH)3与氢氧化钠反应:Al(OH)3+NaOH===NaAl(OH)4
AlCl3溶液中加入少量氢氧化钠溶液:AlCl3+3NaOH===Al(OH)3↓+3NaCl
AlCl3溶液中加入过量氢氧化钠溶液:AlCl3+4NaOH===NaAl(OH)4+3NaCl
NaAl(OH)4溶液中加入少量稀盐酸:NaAl(OH)4+HCl===Al(OH)3↓+NaCl+H2O
NaAl(OH)4溶液中加入过量稀盐酸:NaAl(OH)4+4HCl===NaCl+AlCl3+4H2O
向NaAl(OH)4溶液通入少量二氧化碳:2NaAl(OH)4+CO2(少量)===2Al(OH)3 ↓+Na2CO3+H2O
向NaAl(OH)4溶液通入过量二氧化碳:NaAl(OH)4+CO2(过量)===Al(OH)3 ↓+NaHCO3
AlCl3溶液与氨水的反应:AlCl3+3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH4Cl
4.有关铁及其化合物的考点
Fe在少量 Cl2 中燃烧:2Fe+3Cl22FeCl3 Fe和S混合加热:Fe+SFeS
Fe和H2O(g)高温下反应:4H2O(g)+3FeFe3O4+4H2
少量的Fe与稀HNO3反应:Fe(少量)+4HNO3(稀)===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O
过量的Fe与稀HNO3反应:3Fe(过量)+8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O
FeO与稀HNO3反应:3FeO+10HNO3===3Fe(NO3)3+NO↑+5H2O
Fe2O3与HI反应:Fe2O3+6HI===2FeI2+I2+3H2O
Fe3O4与稀HNO3反应:3Fe3O4+28HNO3===9Fe(NO3)3+NO↑+14H2O
Fe3O4与HI反应:Fe3O4+8HI===3FeI2+I2+4H2O
Fe(OH)2与稀硝酸反应:3Fe(OH)2+10HNO3===3Fe(NO3)3+NO↑+8H2O
Fe(OH)2露置于空气中:4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3
Fe(OH)3与HI反应:2Fe(OH)3+6HI===2FeI2+I2+6H2O
FeCl3溶液与KSCN溶液反应Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3 (血红色溶液)
①Fe与O2、H2O(g)反应产生的都是Fe3O4而不是Fe2O3。Fe与Cl2反应时生成FeCl3,与S反应时生成FeS,说明Cl2的氧化能力大于S。常温下,Fe、Al在冷的浓硫酸和浓硝酸中发生钝化,但加热后继续反应。Fe在Cl2中燃烧,无论Cl2过量还是不足均生成FeCl3
②向含Fe2+的溶液中加入硝酸、KMnO4溶液、氯水等具有氧化性的物质时,溶液会出现浅绿色―→棕黄色的颜色变化,该现象可用于Fe2+的检验
③Fe3+的检验方法较多,如观察溶液颜色法(棕黄色)、NaOH溶液法(生成红褐色沉淀)、KSCN溶液法(生成血红色溶液),前面两种方法需溶液中Fe3+浓度较大时才适用,最好也最灵敏的方法是KSCN溶液法。Fe2+的检验可采用先加入KSCN溶液后再加入氧化剂的方法;也可用铁氰化钾检验Fe2+,现象是生成蓝色沉淀(Fe3[Fe(CN)6]2)
④制备Fe(OH)2的方法很多,原则有两点:一是溶液中的溶解氧必须提前除去;二是反应过程中必须与O2隔绝。同时要牢记Fe(OH)2转化为Fe(OH)3时溶液的颜色变化(白色沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色)
⑤Fe(OH)3胶体的制备方法是将饱和FeCl3溶液滴加到沸水中,加热至呈红褐色后立即停止加热。胶体不带电,带电的是胶粒
5.有关铜及其化合物的考点
铜绿的生成:2Cu+O2+CO2+H2O===Cu2(OH)2CO3 Cu在Cl2中燃烧:Cu+Cl2CuCl2
铜与硫粉共热:2Cu+SCu2S FeCl3溶液腐蚀铜板:Cu+2FeCl3===CuCl2+2FeCl2
铜与浓硫酸共热:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
铜与浓硝酸反应:Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
铜与稀硝酸反应:3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
用惰性电极电解CuSO4溶液:2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4
乙醛与新制Cu(OH)2悬浊液反应 CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOHCH3COONa+Cu2O↓+3H2O
①铜在潮湿的空气中最终不是生成CuO,而是铜绿[Cu2(OH)2CO3]
②常用灼热的铜粉除去N2中的O2,灼热的CuO除去CO2中的CO
③新制Cu(OH)2悬浊液常用来检验醛基
④Cu和一定量的浓HNO3反应,产生的是NO2和NO的混合气体,当Cu有剩余,再加入稀H2SO4,Cu继续溶解
四、非金属及其化合物考点
1.有关氯及其化合物的考点
Cl2与H2O的反应:Cl2+H2OHCl+HClO
Cl2通入石灰乳制漂白粉:2Ca(OH)2+2Cl2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
Cl2通入NaOH溶液:Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O
Cl2通入热的NaOH溶液:3Cl2+6NaOH5NaCl+NaClO3+3H2O
向Ca(ClO)2溶液通入少量CO2:Ca(ClO)2+H2O+CO2(少量)===CaCO3↓+2HClO
向Ca(ClO)2溶液通入过量CO2:Ca(ClO)2+2H2O+2CO2(过量)===Ca(HCO3)2+2HClO
向NaClO溶液通入CO2:NaClO+CO2+H2O===HClO+NaHCO3
MnO2与浓盐酸共热:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
向氯水中通入二氧化硫:Cl2+SO2+2H2O===2HCl+H2SO4
①液氯密封在钢瓶中,而氯水、次氯酸应保存在棕色试剂瓶中
②1 mol Cl2参加反应,转移电子数可能为2NA、NA或小于NA(Cl2和H2O的反应为可逆反应)
③ClO-不论在酸性环境中还是在碱性环境中均能体现强氧化性,如ClO-与SO、I-、Fe2+均不能大量共存;ClO-体现水解性,因HClO酸性很弱,ClO-水解显碱性,如:Fe3++3ClO-+3H2O===Fe(OH)3↓+3HClO,所以ClO-与Fe3+、Al3+均不能大量共存
④向Ca(ClO)2溶液中通入SO2气体生成CaSO4而不是CaSO3,其离子方程式为:
Ca2++3ClO-+SO2+H2O===CaSO4↓+Cl-+2HClO(少量SO2)
Ca2++2ClO-+2SO2+2H2O===CaSO4↓+2Cl-+SO+4H+(过量SO2)
⑤当Fe和Cl2在点燃条件下反应时,不论Fe过量或不足,由于Cl2的强氧化性,产物一定是FeCl3
⑥84消毒液的主要成分为NaClO,漂粉精的有效成分为Ca(ClO)2。84消毒液和洁厕灵不能混合使用,其原因是ClO-+Cl-+2H+===Cl2↑+H2O
⑦由于电离常数Ka1(H2CO3)>Ka(HClO)>Ka2(H2CO3),所以向NaClO溶液通入CO2,不论CO2过量还是少量,均发生CO2+H2O+ClO-===HClO+HCO,但CO2(少)+Ca(ClO)2+H2O===CaCO3↓+2HClO
⑧液溴需要用水封,溴蒸气呈红棕色,液溴呈深红棕色,溴水呈橙色,溴的CCl4溶液呈橙红色
⑨实验室制Cl2,除了用MnO2和浓盐酸反应外,还可以用KMnO4、KClO3、NaClO与浓盐酸反应且都不需要加热,如:ClO-+Cl-+2H+===Cl2↑+H2O
2.有关硫及其化合物的考点
S与NaOH溶液反应:3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O
Na2S、Na2SO3溶液中加入稀H2SO4:2Na2S+Na2SO3+3H2SO4===3S↓+3Na2SO4+3H2O
SO2与H2S反应:SO2+2H2S===3S↓+2H2O
SO2与O2反应:2SO2+O22SO3
SO2与酸性高锰酸钾溶液反应:5SO2+2MnO4-+2H2O===5SO+2Mn2++4H+
SO2与FeCl3溶液反应SO2+2Fe3++2H2O===SO42-+2Fe2++4H+
少量SO2与NaClO溶液反应:SO2(少量)+3ClO-+H2O===Cl-+SO42—+2HClO
过量SO2与NaClO溶液反应:SO2(过量)+ClO-+H2O===Cl-+SO42—+2H+
SO2的实验室制法:Na2SO3+H2SO4(浓)Na2SO4+SO2↑+H2O
H2S通入FeCl3溶液中:2Fe3++H2S===2Fe2++2H++S↓
Na2SO3溶液被O2氧化:2Na2SO3+O2===2Na2SO4
①除去附着在试管内壁上的硫,除了用热的NaOH溶液,还可以用CS2,但不能用酒精
②SO2使含有酚酞的NaOH溶液褪色,表现SO2酸性氧化物的性质;使品红溶液褪色,表现SO2的漂白性;能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色,表现SO2的还原性;SO2与H2S反应,表现SO2的氧化性;SO2和Cl2等体积混合通入溶液中,漂白性不但不增强,反而消失
③把SO2气体通入BaCl2溶液中,没有沉淀生成,但若通入NH3或加入NaOH溶液,或把BaCl2改成Ba(NO3)2均有白色沉淀生成,前两者生成BaSO3沉淀,后者生成BaSO4沉淀
④浓HNO3和Cu(足量)、浓H2SO4和Cu(足量)、浓盐酸和MnO2(足量)在反应时,随反应进行,产物会发生变化或反应停止。注意区分Zn和浓H2SO4的反应
3.有关氮及其化合物的考点
N2与H2反应:N2+3H22NH3 NO与O2反应:2NO+O2===2NO2
NO与酸性高锰酸钾溶液反应:5NO+3MnO4-+4H+===5NO3-+3Mn2++2H2O
NO与酸性重铬酸钾溶液反应:2NO+Cr2O7-+6H+===2NO3-+2Cr3++3H2O
NO2与H2O的反应:3NO2+H2O===2HNO3+NO
NO2溶于NaOH溶液:2NO2+2NaOH===NaNO3+NaNO2+H2O
NO、NO2溶于NaOH溶液:NO2+NO+2NaOH===2NaNO2+H2O NO2转化为N2O4:2NO2N2O4
NO2、O2溶于H2O:4NO2+O2+2H2O===4HNO3 NO、O2溶于H2O:4NO+3O2+2H2O===4HNO3
浓氨水与浓盐酸产生白烟:HCl+NH3===NH4Cl NH3催化氧化:4NH3+5O24NO+6H2O
NH3在纯氧中燃烧:4NH3+3O2(纯氧) 2N2+6H2O NH4Cl受热分解:NH4ClNH3↑+HCl↑
Cu与浓HNO3反应:Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
Cu与稀HNO3反应:3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
①NO只能用排水法或气囊法收集,NO2不能用排水法,一般用向上排空气法收集
②工业上制备的盐酸显黄色是因为溶有Fe3+,而浓HNO3显黄色是因为溶有NO2
③强氧化性酸(如HNO3、浓H2SO4)与金属反应不生成H2;金属和浓HNO3反应一般生成NO2,而金属和稀HNO3反应一般生成NO
④实验室制备NH3,除了用Ca(OH)2和NH4Cl反应外,还可用浓氨水的分解(加NaOH固体或CaO)制取,而检验NH须用浓NaOH溶液并加热,用湿润的红色石蕊试纸检验生成的气体,以确定NH的存在
⑤收集NH3时,把一团干燥的棉花放在试管口,以防止与空气对流;收集完毕,尾气处理时,应放一团用稀硫酸浸湿的棉花在试管口,以吸收NH3
⑥浓盐酸和浓氨水反应有白烟生成,常用于HCl和NH3的相互检验
⑦常见的氧化性酸和还原性酸:
氧化性酸:HNO3、浓H2SO4、HClO等,其发生氧化还原反应时,中心原子被还原,其还原产物为HNO3→NO2或NO(N2、N2O、NH等)、H2SO4(浓)→SO2、HClO→Cl-(或Cl2)
还原性酸:H2SO3、H2S、HI、HBr、HCl等
4.有关碳、硅及其化合物的考点
Si和HF反应:Si+4HF===SiF4+2H2
Si与NaOH溶液反应:Si+2NaOH+H2O===Na2SiO3+2H2↑
Si与NaOH溶液反应:Si+2NaOH+H2O===Na2SiO3+2H2↑
粗硅制取:2C+SiO2Si(粗)+2CO↑ SiO2与HF反应:SiO2+4HF===SiF4↑+2H2O
SiO2与NaOH溶液反应:SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2O
向Na2SiO3溶液中通入少量的CO2:Na2SiO3+H2O+CO2(少量)===H2SiO3↓+Na2CO3
向Na2SiO3溶液中通入过量的CO2:Na2SiO3+2H2O+2CO2(过量)===H2SiO3↓+2NaHCO3
Na2CO3与SiO2高温时的反应:Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑
CaCO3与SiO2高温时的反应:CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑
碳与水蒸气高温时的反应:C+H2O(g)CO+H2
CO与水蒸气高温时的反应:CO+H2O(g)CO2+H2
碳与浓硫酸共热:C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O
碳与浓硝酸共热:C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O
灼热的焦炭与二氧化碳反应:C+CO22CO
①Si的还原性大于C,但C却能在高温下还原出Si:SiO2+2CSi+2CO↑
②因H2CO3的酸性大于H2SiO3,所以在Na2SiO3溶液中通入CO2能发生下列反应:
Na2SiO3+CO2+H2O===H2SiO3↓ +Na2CO3,但在高温下SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑也能发生强
五、价类二维图
1.钠及其重要化合物之间的转化关系
2.铁及其重要化合物之间的转化关系
3.镁及其重要化合物之间的转化关系
4.铝及其重要化合物之间的转化关系
5.铜及其重要化合物之间的转化关系
6.氯及其重要化合物之间的转化关系
7.硫及其重要化合物之间的转化关系
8.氮及其重要化合物之间的转化关系
9.碳、硅及其重要化合物之间的转化关系
(建议用时:40分钟)
考向1.常见无机化合物的成分、性质及用途
1.(2024·山西运城·三模)奋进中的运城取得了令人瞩目的成就,对下列成就涉及的化学知识说法错误的是
A.临猗黄河大桥所使用的水泥属于传统的无机非金属材料
B.“数字运城”大数据中心的电子设备芯片使用的材料是晶体硅
C.亚洲最大铝厂河津铝厂生产的透明氧化铝陶瓷属于金属材料
D.高速路网“县县通高速”,高速路面使用的改性沥青是有机材料
2.(2024·山西运城·一模)下列关于物质使用及其解释均正确的是
选项
物质使用
解释
A
FeCl3可用作净水剂
FeCl3有氧化性
B
氯乙烷可用于冷冻麻醉应急处理
氯乙烷易分解且吸收热量
C
水玻璃(Na2SiO3水溶液)作防火剂
Na2SiO3溶液显碱性
D
漂粉精作游泳池消毒剂
遇空气易生成强氧化性物质
A.A B.B C.C D.D
3.(2024·山西朔州·模拟预测)化学物质的研究与社会发展息息相关,下列说法错误的是
A.我国中核集团核理化院获得公斤级丰度为99%的100Mo产品,其中100Mo与98Mo互为同位素
B.2023年诺贝尔化学奖授予“发现和合成量子点”的研究者,纳米量子点分散到溶剂中形成的分散系可能具有丁达尔效应
C.镁铝合金是建造航空母舰的主体材料,可以在N2的保护下由镁、铝熔融后煅烧而成
D.制作“青玉交龙纽”玉玺的材料的主要成分属于无机非金属材料
4.(2024·山西运城·二模)化学与人类生活息息相关。下列有关物质性质与用途具有对应关系的是
选项
用途
性质
A
常用甲苯除去家具表面油漆斑点
甲苯易挥发
B
小苏打可以缓解服用阿司匹林引起的酸中毒
受热易分解
C
活性炭粉除去汽车、冰箱里异味
活性炭具有强还原性
D
维生素C常作食品抗氧化剂
维生素易与反应
A.A B.B C.C D.D
5.(2024·陕西·模拟预测)“结构决定性质,性质决定用途”。下列说法正确的是
A.铂丝灼烧不产生发射光谱,火焰呈无色,焰色试验可以使用铂丝
B.Na2O2作呼吸面具中的供氧剂时,体现了Na2O2的强氧化性
C.用浓硫酸和NaCl固体制备少量HCl,利用了浓硫酸的强酸性
D.氨基酸分子中既有氨基又有羧基,是一种两性化合物
6.(2024·陕西汉中·调研)硫和氮及其化合物的转化对人类生存和社会发展具有重要意义,下列说法正确的是
A.与水反应生成硝酸,说明是酸性氧化物
B.能使溶液褪色,说明具有漂白性
C.因氨气具有还原性,所以可用作制冷剂
D.侯氏制碱法以、、、NaCl为原料制备和
考向2.元素及其化合物之间的转化
7.(2024·山西·一模)在中学常见的物质中,选择合适的物质和条件按以下流程进行转化。
下列表格中所选的物质或试剂(所需条件已略去),不能完全满足以上转化流程的是
选项
X
试剂1
试剂2
A
B
C
C
D
稀盐酸
A.A B.B C.C D.D
8.(2024·安徽·模拟预测)实验是探究元素化合物性质的重要方法。利用下列实验装置和试剂能实现相应元素不同价态间转化的是
选项
试剂
元素不同价态间的转化
a
b
c
A
硫酸
亚硫酸钠
新制氯水
B
稀硫酸
硫化亚铁
氯化铁溶液
C
浓硝酸
铜片
水
D
浓盐酸
高锰酸钾
溴化钾溶液
A.A B.B C.C D.D
9.(2025·青海西宁·开学考试)下列关于元素及其化合物之间转化反应的离子方程式书写错误的是
A.氧化物转化为另一种氧化物:
B.碱转化为两种盐:
C.过氧化钠转化为碱:
D.足量较强酸制备较弱酸:
考向3.价类二维图考察元素及其化合物的性质
10.(2024·青海海东·联考)氮及其化合物的“价一类”二维图体现了化学变化之美。下列说法正确的是
A.由a、b转化为N2的过程称为氮的固定
B.b、c都是大气污染物,可导致形成光化学烟雾
C.将铜丝插入足量d的浓溶液中可产生b
D.a与d形成的化合物溶于水,对水的电离没有影响
11.(2025·山西朔州·联考)“价一类二维图”是学习元素及其化合物知识的重要模型。氯元素的“价一类二维图”如图所示。下列说法错误的是
A.a是HCl,从元素价态看,HCl既具有氧化性又具有还原性
B.b与水反应可以得到d
C.对应的水化物的水溶液的pH小于1
D.可溶性e溶液中的阴离子可用稀硝酸和溶液检验
12.(2024·山西·联考)“价类二维图”是学习元素及其化合物的重要模型和工具。如图为铁元素的“价类二维图”。下列说法正确的是
A.a与水蒸气在高温条件下反应生成c B.b与NaOH溶液反应生成d
C.可用KSCN溶液检验f中是否含有g D.e是红褐色物质,常用作红色颜料
13.(2024·山西长治·联考)元素的价类二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具,它指的是以元素的化合价为纵坐标,以物质的类别为横坐标所绘制的二维平面图像。如图为铁元素的价类二维图,其中的箭头表示部分物质间的转化关系,下列说法错误的是
A.铁在高温条件下与水蒸气反应不能实现转化①
B.酸性溶液敞口放置在空气中发生反应的离子方程式为
C.由图可预测高铁酸盐()具有强氧化性
D.生成不可通过化合反应制得
14.(2024·陕西·模拟预测)元素的“价类二维图”体现了化学变化之美。部分含硫、氮物质的类别与硫元素和氮元素化合价的对应关系如图所示。下列有关图中所示物质的叙述错误的是
A.只有c、d属于酸性氧化物 B.只有k、e、f属于电解质
C.g、a、d均不能用浓硫酸干燥 D.雷雨天可实现h→i→j→k转化
15.(2025·陕西·开学考试)下图为氯及其化合物的“价类”二维图。
下列推断错误的是
A.可利用c的强氧化性进行自来水杀菌消毒
B.d的结构式为H−Cl−O
C.实验室可使用g和a的浓溶液制备b
D.酸性强弱顺序为e > H2CO3 > d
考向4.选择性综合实验考察无机物的性质与制备
16.(2024·陕西汉中·联考)铁粉具有平肝镇心、消痈解毒之功效,主治惊痫、贫血等。某兴趣小组探究用H2与碳酸亚铁制取铁粉并检验气体产物,实验装置如下图所示(夹持装置省略),下列说法错误的是
A.装置⑤中盛放澄清石灰水 B.装置①、④均应是干燥剂
C.装置③中是无水 CaCl2 D.点燃②处酒精灯前应先通入一段时间的H2
17.(2025·山西·联考)实验室通常会根据药品和反应条件选择制备气体的发生装置,下列各组能通过图示装置完成气体制备的是
选项
A
B
C
D
药品
MnO2和浓盐酸
电石和饱和食盐水
粗锌和稀硫酸
FeS和稀硝酸
气体
Cl2
C2H2
H2
H2S
A.A B.B C.C D.D
18.(2025高三上·山西太原·调研)下列实验方案能达到实验目的的是
A.制取无水MgCl2
B.制备并收集NO2
C.验证非金属性:Cl>C>Si
D.探究苯与液溴取代反应的产物
A.A B.B C.C D.D
19.(2025·山西·调研)下列关于各实验装置的说法错误的是
A.装置甲可用于洗涤BaSO4
B.装置乙可用于除去CO2气体中混有的HCl
C.装置丙可用于制取、收集并吸收HCl
D.装置丁制备氨气时,试管口放置一团棉花
20.(2024·陕西铜川·模拟预测)实验室利用以下装置配制2的稀硝酸并制取NO,其中装置及操作均正确且能达到实验目的的是
A.用装置甲制备NO气体 B.用装置乙收集NO气体
C.用装置丙进行NO的尾气吸收 D.用装置丁配制100mL2溶液
考向5.微型工业流程考察无机物的性质与制备
21.(2025·陕西西安·联考)硼酸(H3BO3)是重要的化工原料,一种以硼镁矿(含2MgO·B2O3·H2O,SiO2及少量Fe2O3、Al2O3)为原料生产硼酸的工艺流程如图所示,下列说法错误的是
[已知:硼酸和硼砂(Na2B4O7·10H2O)均易溶于热水,在冷水中溶解度小]
A.将硼镁矿研磨成粉末可以加快浸取速率
B.NaBO2溶液中的杂质主要是NaOH和Na[Al(OH)4]
C.一系列操作主要包括冷却结晶、过滤、洗涤、干燥
D.硼砂溶液与硫酸反应的离子方程式为B4O+5H2O+2H+4H3BO3
22.(2024·陕西渭南·模拟预测)钛酸钡()具有高介电常数和低介电损耗的性质,是电子陶瓷中使用最广泛的材料之一,被誉为“电子陶瓷工业的支柱”。一种超细微粉末的制备方法如图所示。下列说法错误的是
A.煅烧时得到的气体A是CO、、
B.用溶液2提取的一种副产物可作肥料
C.流程中的三步反应均为非氧化还原反应
D.配制溶液时,应先将固体溶于浓盐酸再加水稀释
23.(2024·陕西西安·二模)七水硫酸锌在农业中可用作微量元素肥料,也被广泛用于工业领域。锌渣制备的工艺流程如下。
锌渣的主要成分为,含有少量下列说法正确的是
A.滤渣①为,滤渣③为和
B.氧化操作发生的反应为:
C.加入的主要作用是调节溶液的
D.操作X用到的玻璃仪器有蒸发皿、玻璃棒、漏斗
24.(2025·山西·联考)(三草酸合铁酸钾晶体)常用来作为化学光量计,一种合成的流程如图所示。下列叙述正确的是
已知三草酸合铁酸钾晶体的部分性质如下:
①易溶于水(溶解度随温度的升高而增大),难溶于乙醇。
②一定温度下可失去全部结晶水,高温时会分解。
③具有光敏性,受光照射易分解。
A.“沉铁”后所得滤液中溶质的成分只有
B.“系列操作”是过滤、乙醇洗涤、干燥
C.产品应贮存于无色透明带软木塞的试剂瓶中
D.向产品的饱和溶液中加入乙醇,有利于析出产品
考向6.无机工业流程考察无机物的性质与制备
25.(2025·山西晋城·调研)I.“价类二维图”是学习元素及其化合物的重要工具,下图为钠元素的“价类二维图”。
(1)中氢元素的化合价为 。在水中发生电离的方程式为 。
(2)若物质A为碱性氧化物,则反应②的化学方程式为 。反应⑦的离子方程式为 。
(3)是维持人体内血清电解质平衡的重要离子,人体血清中的正常值范围是。若经体检测得某人血清中的含量为,此测量值 (填“处于”或“不处于”)人体血清中的正常值范围内。
II.侯德榜是我国近代化学工业的奠基人之一,“侯氏制碱法”将制碱技术发展到一个新的水平,赢得了国际化工界的高度评价。工业上“侯氏制碱法”的工艺流程示意图如下所示,其反应原理为:。
(4)操作的名称为 。
(5)“焙烧”过程中发生反应的化学方程式为 ,该工序中可回收再利用的物质是 。
(6)操作得到的晶体中可能含有少量、等杂质,请描述检验该晶体中是否含有杂质氯离子的具体实验操作: 。
26.(2025·山西·联考)我国化学家侯德榜发明了联合制碱法,对世界制碱工业做出了巨大贡献。联合制碱法的主要流程如下(部分物质已略去):
(1)“碳酸化”时反应生成碳酸氢钠沉淀,其反应的化学方程式为 。
(2)操作Ⅰ的实验步骤为 、洗涤、干燥,洗涤时需要检验氯离子,取最后一次洗涤液少许, ,则沉淀已洗涤干净。
某同学测定上述Na2CO3固体样品(仅含NaCl杂质)的纯度(即碳酸钠的质量分数),实验装置如下图所示(铁架台等夹持装置已略去)。
(3)B中的稀硫酸能否换成盐酸 (填“能”或“否”);反应结束后需继续通入一段时间空气的目的是 。
(4)反应前称取样品wg,称量干燥管D(碱石灰足量)质量为ag;样品与足量稀硫酸充分反应后再次称量干燥管D质量为bg,则Na2CO3的纯度表达式为 ,若去掉干燥管E,测得Na2CO3的纯度 (填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
(5)向30mL物质的量浓度为cmol/L的NaOH溶液中通入CO2气体后得溶液M,因CO2通入量不同,溶液M的组成也不同。若向M中逐滴加入0.1mol/L的盐酸,产生的气体体积V(CO2)与加入盐酸的体积V[HCl(aq]的关系有如图所示两种情况(不计CO2的溶解),则曲线Y表明M中的溶质为 (填化学式),c= ;由曲线X、Y可知,两次实验通入CO2的体积之比为 。
27.(2025·山西大同·联考)磁性氧化铁可作为锂离子电池的负极材料,以铝土矿(主要成分为、、、少量)为原料,生产,的部分工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)的磁性强度主要由决定,基态的电子排布式为 。
(2)提高第一次“焙烧”速率的措施是 (写一种)。
(3)“碱浸”中参与反应的离子方程式为 。
(4)已知上述流程中两次焙烧均会产生,滤渣中含大量的。
①铝土矿粉“焙烧”过程中还原剂和氧化剂的物质的量之比为 ,此过程中加入少量CaO的目的是 。
②“过滤”得到的滤液中含有的阴离子主要有、 。
③与混合后焙烧(隔绝空气条件下)反应的化学方程式为 。
(5)利用废气可生产连二亚硫酸钠(),其原理是先将HCOONa和纯碱加入乙醇中溶解,然后通入发生反应,同时有生成,以上反应的化学方程式为 。
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!2
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!2
学科网(北京)股份有限公司
$$
重难点06 常见无机物的性质、用途及转化
考点
2025考向预测
考向1.常见无机化合物的成分、性质及用途
金属、非金属元素及其化合物是高考的重点考查内容,对钠、镁及其化合物的主要性质单独考查的题目很少,一般与其他专题内容同时考查,考查题型多是与其有关的工艺流程题或实验题。铁、铜及其化合物的性质是高考热点之一,铁盐(Fe3+)、亚铁盐(Fe2+)的性质是考查的重点。
预计在2025年高考中,仍会结合社会热点综合物质性质,以转化关系图或流程图的形式考查物质的转化,或与生产、生活、科技、医疗等联系起来考查知识的灵活应用能力。元素化合物的知识是题源,高考中无处不在,掌握好元素化合物是获取高分的关键。
考向2.元素及其化合物之间的转化
考向3.价类二维图考察元素及其化合物的性质
考向4.选择性综合实验考察无机物的性质与制备
考向5.微型工业流程考察无机物的性质与制备
考向6.无机工业流程考察无机物的性质与制备
【思维导图】
【高分技巧】
一、常见金属及其化合物的重要性质和应用
重要性质
应用
锂密度小、比能量大
可用作电池负极材料
钠具有较强的还原性
可用于冶炼钛、锆、铌等金属
Na2O2与H2O、CO2反应均生成O2
作供氧剂
Na2CO3水解使溶液显碱性
用热的纯碱溶液洗去油污
NaHCO3受热分解生成CO2
用作焙制糕点的膨松剂
NaHCO3具有弱碱性,能与酸反应
可用于制胃酸中和剂
NaCl使细菌细胞脱水死亡
可以杀菌,可作为防腐剂
钠钾合金呈液态,导热
作原子反应堆的导热剂
小苏打溶液和硫酸铝溶液反应生成CO2
作泡沫灭火器
Al具有良好的延展性和抗腐蚀性
常用铝箔包装物品
常温下,铝、铁遇浓硫酸、浓硝酸钝化
盛装、运输浓硫酸、浓硝酸
铝有还原性,能发生铝热反应
可用于焊接铁轨、冶炼难熔金属
镁铝合金密度小、强度大
可用作高铁车厢材料
MgO、Al2O3熔点高
做耐高温材料
Al3+水解生成的氢氧化铝胶体具有吸附性
明矾作净水剂(混凝剂)
明矾溶液显酸性
利用明矾溶液清除铜镜表面的铜锈
Al(OH)3有弱碱性
中和胃酸,用作抗酸药
Fe具有还原性
防止食品氧化变质
Fe2O3是红棕色粉末
作红色颜料
Fe3+水解生成的氢氧化铁胶体具有吸附性
铁盐作净水剂(混凝剂)
K2FeO4是强氧化剂,还原产物Fe3+水解生成氢氧化铁胶体
作新型消毒剂、净水剂
Cu+2FeCl3===2FeCl2+CuCl2
FeCl3溶液腐蚀Cu刻制印刷电路板
CuSO4使蛋白质变性
配制成波尔多液用于树木杀虫,误服CuSO4溶液,喝牛奶、蛋清或豆浆解毒
BaSO4难溶于水,不与胃酸反应
在医疗上用作“钡餐”透视
生石灰、无水氯化钙能与水反应
作(食品)干燥剂
KMnO4有强氧化性
能杀菌消毒浸泡
KMnO4有强氧化性,能和乙烯反应
常用KMnO4的硅藻土来保鲜水果
AgBr、AgI
感光材料
AgI分解吸热
人工降雨
二、常见非金属及其化合物的重要性质和应用
重要性质
应用
Cl2具有较强的氧化性
自来水杀菌消毒剂
ClO2具有较强的氧化性
用于自来水的杀菌消毒
次氯酸盐具有强氧化性
作杀菌消毒剂、漂白剂
碘酸钾在常温下稳定
食盐中的加碘物质
SO2具有漂白性
用于漂白纸浆、毛、丝等
二氧化硫的还原性
二氧化硫可用作制作葡萄酒的食品添加剂
浓硫酸具有吸水性
作干燥剂(不能干燥NH3、H2S、HI)
氮气的化学性质稳定
作保护气
浓氨水具有挥发性和还原性
检验输送Cl2的管道是否漏气
液氨汽化吸收大量的热
做制冷剂
草木灰和硫酸铵反应生成氨气
草木灰和硫酸铵不能混合施用
NH4HCO3、NH4NO3是可溶的含氮化合物
用作氮肥
硅的半导体性能(硅是常用的半导体材料)
制半导体、芯片、太阳能电池
二氧化硅导光能力强,并且有硬度和柔韧度
可作光导纤维
4HF+SiO2===2H2O+SiF4↑
用氢氟酸刻蚀玻璃
2C+SiO2Si+2CO↑
碳还原二氧化硅制备粗硅
P2O5能与水反应
作干燥剂(不可干燥食品)
水玻璃不燃不爆
可用作防火材料
硅酸钠的水溶液是一种无机黏合剂
盛放碱性溶液的试剂瓶不能用玻璃塞
氦气化学性质稳定、密度小
可用于填充飞艇、气球
干冰升华吸收大量的热
人工降雨
白磷(P4)易燃烧
制高纯度磷酸,红磷制安全火柴、农药等
肥皂水显碱性
肥皂水作蚊虫叮咬处的清洗剂
三、金属及其化合物考点
1.有关钠及其化合物的考点
Na在空气中加热:2Na+O2Na2O2 Na与H2O的反应:2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
Na与盐酸反应:2Na+2HCl===2NaCl+H2↑
Na与CH3CH2OH的反应:2CH3CH2OH+2NaCH3CH2ONa+H2↑
Na与CuSO4溶液反应:2Na+2H2O+CuSO4===Na2SO4+Cu(OH)2↓+H2↑
Na制备Ti:4Na+TiCl4(熔融)4NaCl+Ti Na2O2与H2O的反应:2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
Na2O2与CO2的反应:2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2 Na2O2和SO2的反应:Na2O2+SO2===Na2SO4
向饱和Na2CO3溶液中通入CO2:Na2CO3+H2O+CO2===2NaHCO3↓
NaHCO3与过量Ca(OH)2溶液的反应:NaHCO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O+NaOH
NaHCO3与少量Ca(OH)2溶液的反应:2NaHCO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+2H2O+Na2CO3
工业制备金属钠:2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑
①钠和盐溶液反应,不能置换出盐中的金属,与熔融的盐反应才能置换出盐中的金属
②无论Na与O2反应生成Na2O还是Na2O2,只要参与反应的Na的质量相等,转移电子的物质的量一定相等
③Na分别与H2O和乙醇发生的反应均属于置换反应,二者现象明显不同,前者剧烈,后者缓慢
④1 mol Na2O2参与反应转移电子的物质的量不一定为1 mol,如Na2O2与SO2的反应转移电子应为2 mol
⑤不能用Ca(OH)2鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液,应选用CaCl2或BaCl2溶液
⑥除去CO2中的HCl气体,应选用饱和的NaHCO3溶液
⑦焰色试验是元素的性质,无论游离态还是化合态,均具有相同的焰色试验,它不是化学变化,在观察钾元素的焰色试验时,应通过蓝色的钴玻璃片
2.有关镁及其化合物的考点
Mg与N2反应:3Mg+N2Mg3N2 Mg3N2 与水反应:Mg3N2+6H2O===3Mg(OH)2+2NH3↑
Mg与CO2反应:2Mg+CO22MgO+C MgCO3与水反应:MgCO3+H2OMg(OH)2+CO2↑
电解熔融的MgCl2制备镁:MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑
①Mg、MgO、Mg(OH)2只溶于强酸溶液不溶于强碱溶液
②Mg在CO2中燃烧,集气瓶底需放少量沙子,其他还有铁丝在纯氧中燃烧,Cu丝在Cl2中燃烧等
3.有关铝及其化合物的考点
铝与稀盐酸反应:2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑
铝与氢氧化钠反应:2Al+6H2O+2NaOH===2NaAl(OH)4+3H2↑
铝与氧化铁反应(铝热反应):2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe 工业制备铝:2Al2O34Al+3O2↑
Al2O3与盐酸反应:Al2O3+6HCl===2AlCl3+3H2O
Al2O3与氢氧化钠反应:Al2O3+2NaOH+3H2O===2NaAl(OH)4
Al(OH)3与稀盐酸反应:Al(OH)3+3HCl===AlCl3+3H2O
Al(OH)3与氢氧化钠反应:Al(OH)3+NaOH===NaAl(OH)4
AlCl3溶液中加入少量氢氧化钠溶液:AlCl3+3NaOH===Al(OH)3↓+3NaCl
AlCl3溶液中加入过量氢氧化钠溶液:AlCl3+4NaOH===NaAl(OH)4+3NaCl
NaAl(OH)4溶液中加入少量稀盐酸:NaAl(OH)4+HCl===Al(OH)3↓+NaCl+H2O
NaAl(OH)4溶液中加入过量稀盐酸:NaAl(OH)4+4HCl===NaCl+AlCl3+4H2O
向NaAl(OH)4溶液通入少量二氧化碳:2NaAl(OH)4+CO2(少量)===2Al(OH)3 ↓+Na2CO3+H2O
向NaAl(OH)4溶液通入过量二氧化碳:NaAl(OH)4+CO2(过量)===Al(OH)3 ↓+NaHCO3
AlCl3溶液与氨水的反应:AlCl3+3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH4Cl
4.有关铁及其化合物的考点
Fe在少量 Cl2 中燃烧:2Fe+3Cl22FeCl3 Fe和S混合加热:Fe+SFeS
Fe和H2O(g)高温下反应:4H2O(g)+3FeFe3O4+4H2
少量的Fe与稀HNO3反应:Fe(少量)+4HNO3(稀)===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O
过量的Fe与稀HNO3反应:3Fe(过量)+8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O
FeO与稀HNO3反应:3FeO+10HNO3===3Fe(NO3)3+NO↑+5H2O
Fe2O3与HI反应:Fe2O3+6HI===2FeI2+I2+3H2O
Fe3O4与稀HNO3反应:3Fe3O4+28HNO3===9Fe(NO3)3+NO↑+14H2O
Fe3O4与HI反应:Fe3O4+8HI===3FeI2+I2+4H2O
Fe(OH)2与稀硝酸反应:3Fe(OH)2+10HNO3===3Fe(NO3)3+NO↑+8H2O
Fe(OH)2露置于空气中:4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3
Fe(OH)3与HI反应:2Fe(OH)3+6HI===2FeI2+I2+6H2O
FeCl3溶液与KSCN溶液反应Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3 (血红色溶液)
①Fe与O2、H2O(g)反应产生的都是Fe3O4而不是Fe2O3。Fe与Cl2反应时生成FeCl3,与S反应时生成FeS,说明Cl2的氧化能力大于S。常温下,Fe、Al在冷的浓硫酸和浓硝酸中发生钝化,但加热后继续反应。Fe在Cl2中燃烧,无论Cl2过量还是不足均生成FeCl3
②向含Fe2+的溶液中加入硝酸、KMnO4溶液、氯水等具有氧化性的物质时,溶液会出现浅绿色―→棕黄色的颜色变化,该现象可用于Fe2+的检验
③Fe3+的检验方法较多,如观察溶液颜色法(棕黄色)、NaOH溶液法(生成红褐色沉淀)、KSCN溶液法(生成血红色溶液),前面两种方法需溶液中Fe3+浓度较大时才适用,最好也最灵敏的方法是KSCN溶液法。Fe2+的检验可采用先加入KSCN溶液后再加入氧化剂的方法;也可用铁氰化钾检验Fe2+,现象是生成蓝色沉淀(Fe3[Fe(CN)6]2)
④制备Fe(OH)2的方法很多,原则有两点:一是溶液中的溶解氧必须提前除去;二是反应过程中必须与O2隔绝。同时要牢记Fe(OH)2转化为Fe(OH)3时溶液的颜色变化(白色沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色)
⑤Fe(OH)3胶体的制备方法是将饱和FeCl3溶液滴加到沸水中,加热至呈红褐色后立即停止加热。胶体不带电,带电的是胶粒
5.有关铜及其化合物的考点
铜绿的生成:2Cu+O2+CO2+H2O===Cu2(OH)2CO3 Cu在Cl2中燃烧:Cu+Cl2CuCl2
铜与硫粉共热:2Cu+SCu2S FeCl3溶液腐蚀铜板:Cu+2FeCl3===CuCl2+2FeCl2
铜与浓硫酸共热:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
铜与浓硝酸反应:Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
铜与稀硝酸反应:3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
用惰性电极电解CuSO4溶液:2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4
乙醛与新制Cu(OH)2悬浊液反应 CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOHCH3COONa+Cu2O↓+3H2O
①铜在潮湿的空气中最终不是生成CuO,而是铜绿[Cu2(OH)2CO3]
②常用灼热的铜粉除去N2中的O2,灼热的CuO除去CO2中的CO
③新制Cu(OH)2悬浊液常用来检验醛基
④Cu和一定量的浓HNO3反应,产生的是NO2和NO的混合气体,当Cu有剩余,再加入稀H2SO4,Cu继续溶解
四、非金属及其化合物考点
1.有关氯及其化合物的考点
Cl2与H2O的反应:Cl2+H2OHCl+HClO
Cl2通入石灰乳制漂白粉:2Ca(OH)2+2Cl2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
Cl2通入NaOH溶液:Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O
Cl2通入热的NaOH溶液:3Cl2+6NaOH5NaCl+NaClO3+3H2O
向Ca(ClO)2溶液通入少量CO2:Ca(ClO)2+H2O+CO2(少量)===CaCO3↓+2HClO
向Ca(ClO)2溶液通入过量CO2:Ca(ClO)2+2H2O+2CO2(过量)===Ca(HCO3)2+2HClO
向NaClO溶液通入CO2:NaClO+CO2+H2O===HClO+NaHCO3
MnO2与浓盐酸共热:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
向氯水中通入二氧化硫:Cl2+SO2+2H2O===2HCl+H2SO4
①液氯密封在钢瓶中,而氯水、次氯酸应保存在棕色试剂瓶中
②1 mol Cl2参加反应,转移电子数可能为2NA、NA或小于NA(Cl2和H2O的反应为可逆反应)
③ClO-不论在酸性环境中还是在碱性环境中均能体现强氧化性,如ClO-与SO、I-、Fe2+均不能大量共存;ClO-体现水解性,因HClO酸性很弱,ClO-水解显碱性,如:Fe3++3ClO-+3H2O===Fe(OH)3↓+3HClO,所以ClO-与Fe3+、Al3+均不能大量共存
④向Ca(ClO)2溶液中通入SO2气体生成CaSO4而不是CaSO3,其离子方程式为:
Ca2++3ClO-+SO2+H2O===CaSO4↓+Cl-+2HClO(少量SO2)
Ca2++2ClO-+2SO2+2H2O===CaSO4↓+2Cl-+SO+4H+(过量SO2)
⑤当Fe和Cl2在点燃条件下反应时,不论Fe过量或不足,由于Cl2的强氧化性,产物一定是FeCl3
⑥84消毒液的主要成分为NaClO,漂粉精的有效成分为Ca(ClO)2。84消毒液和洁厕灵不能混合使用,其原因是ClO-+Cl-+2H+===Cl2↑+H2O
⑦由于电离常数Ka1(H2CO3)>Ka(HClO)>Ka2(H2CO3),所以向NaClO溶液通入CO2,不论CO2过量还是少量,均发生CO2+H2O+ClO-===HClO+HCO,但CO2(少)+Ca(ClO)2+H2O===CaCO3↓+2HClO
⑧液溴需要用水封,溴蒸气呈红棕色,液溴呈深红棕色,溴水呈橙色,溴的CCl4溶液呈橙红色
⑨实验室制Cl2,除了用MnO2和浓盐酸反应外,还可以用KMnO4、KClO3、NaClO与浓盐酸反应且都不需要加热,如:ClO-+Cl-+2H+===Cl2↑+H2O
2.有关硫及其化合物的考点
S与NaOH溶液反应:3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O
Na2S、Na2SO3溶液中加入稀H2SO4:2Na2S+Na2SO3+3H2SO4===3S↓+3Na2SO4+3H2O
SO2与H2S反应:SO2+2H2S===3S↓+2H2O
SO2与O2反应:2SO2+O22SO3
SO2与酸性高锰酸钾溶液反应:5SO2+2MnO4-+2H2O===5SO+2Mn2++4H+
SO2与FeCl3溶液反应SO2+2Fe3++2H2O===SO42-+2Fe2++4H+
少量SO2与NaClO溶液反应:SO2(少量)+3ClO-+H2O===Cl-+SO42—+2HClO
过量SO2与NaClO溶液反应:SO2(过量)+ClO-+H2O===Cl-+SO42—+2H+
SO2的实验室制法:Na2SO3+H2SO4(浓)Na2SO4+SO2↑+H2O
H2S通入FeCl3溶液中:2Fe3++H2S===2Fe2++2H++S↓
Na2SO3溶液被O2氧化:2Na2SO3+O2===2Na2SO4
①除去附着在试管内壁上的硫,除了用热的NaOH溶液,还可以用CS2,但不能用酒精
②SO2使含有酚酞的NaOH溶液褪色,表现SO2酸性氧化物的性质;使品红溶液褪色,表现SO2的漂白性;能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色,表现SO2的还原性;SO2与H2S反应,表现SO2的氧化性;SO2和Cl2等体积混合通入溶液中,漂白性不但不增强,反而消失
③把SO2气体通入BaCl2溶液中,没有沉淀生成,但若通入NH3或加入NaOH溶液,或把BaCl2改成Ba(NO3)2均有白色沉淀生成,前两者生成BaSO3沉淀,后者生成BaSO4沉淀
④浓HNO3和Cu(足量)、浓H2SO4和Cu(足量)、浓盐酸和MnO2(足量)在反应时,随反应进行,产物会发生变化或反应停止。注意区分Zn和浓H2SO4的反应
3.有关氮及其化合物的考点
N2与H2反应:N2+3H22NH3 NO与O2反应:2NO+O2===2NO2
NO与酸性高锰酸钾溶液反应:5NO+3MnO4-+4H+===5NO3-+3Mn2++2H2O
NO与酸性重铬酸钾溶液反应:2NO+Cr2O7-+6H+===2NO3-+2Cr3++3H2O
NO2与H2O的反应:3NO2+H2O===2HNO3+NO
NO2溶于NaOH溶液:2NO2+2NaOH===NaNO3+NaNO2+H2O
NO、NO2溶于NaOH溶液:NO2+NO+2NaOH===2NaNO2+H2O NO2转化为N2O4:2NO2N2O4
NO2、O2溶于H2O:4NO2+O2+2H2O===4HNO3 NO、O2溶于H2O:4NO+3O2+2H2O===4HNO3
浓氨水与浓盐酸产生白烟:HCl+NH3===NH4Cl NH3催化氧化:4NH3+5O24NO+6H2O
NH3在纯氧中燃烧:4NH3+3O2(纯氧) 2N2+6H2O NH4Cl受热分解:NH4ClNH3↑+HCl↑
Cu与浓HNO3反应:Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
Cu与稀HNO3反应:3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
①NO只能用排水法或气囊法收集,NO2不能用排水法,一般用向上排空气法收集
②工业上制备的盐酸显黄色是因为溶有Fe3+,而浓HNO3显黄色是因为溶有NO2
③强氧化性酸(如HNO3、浓H2SO4)与金属反应不生成H2;金属和浓HNO3反应一般生成NO2,而金属和稀HNO3反应一般生成NO
④实验室制备NH3,除了用Ca(OH)2和NH4Cl反应外,还可用浓氨水的分解(加NaOH固体或CaO)制取,而检验NH须用浓NaOH溶液并加热,用湿润的红色石蕊试纸检验生成的气体,以确定NH的存在
⑤收集NH3时,把一团干燥的棉花放在试管口,以防止与空气对流;收集完毕,尾气处理时,应放一团用稀硫酸浸湿的棉花在试管口,以吸收NH3
⑥浓盐酸和浓氨水反应有白烟生成,常用于HCl和NH3的相互检验
⑦常见的氧化性酸和还原性酸:
氧化性酸:HNO3、浓H2SO4、HClO等,其发生氧化还原反应时,中心原子被还原,其还原产物为HNO3→NO2或NO(N2、N2O、NH等)、H2SO4(浓)→SO2、HClO→Cl-(或Cl2)
还原性酸:H2SO3、H2S、HI、HBr、HCl等
4.有关碳、硅及其化合物的考点
Si和HF反应:Si+4HF===SiF4+2H2
Si与NaOH溶液反应:Si+2NaOH+H2O===Na2SiO3+2H2↑
Si与NaOH溶液反应:Si+2NaOH+H2O===Na2SiO3+2H2↑
粗硅制取:2C+SiO2Si(粗)+2CO↑ SiO2与HF反应:SiO2+4HF===SiF4↑+2H2O
SiO2与NaOH溶液反应:SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2O
向Na2SiO3溶液中通入少量的CO2:Na2SiO3+H2O+CO2(少量)===H2SiO3↓+Na2CO3
向Na2SiO3溶液中通入过量的CO2:Na2SiO3+2H2O+2CO2(过量)===H2SiO3↓+2NaHCO3
Na2CO3与SiO2高温时的反应:Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑
CaCO3与SiO2高温时的反应:CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑
碳与水蒸气高温时的反应:C+H2O(g)CO+H2
CO与水蒸气高温时的反应:CO+H2O(g)CO2+H2
碳与浓硫酸共热:C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O
碳与浓硝酸共热:C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O
灼热的焦炭与二氧化碳反应:C+CO22CO
①Si的还原性大于C,但C却能在高温下还原出Si:SiO2+2CSi+2CO↑
②因H2CO3的酸性大于H2SiO3,所以在Na2SiO3溶液中通入CO2能发生下列反应:
Na2SiO3+CO2+H2O===H2SiO3↓ +Na2CO3,但在高温下SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑也能发生强
五、价类二维图
1.钠及其重要化合物之间的转化关系
2.铁及其重要化合物之间的转化关系
3.镁及其重要化合物之间的转化关系
4.铝及其重要化合物之间的转化关系
5.铜及其重要化合物之间的转化关系
6.氯及其重要化合物之间的转化关系
7.硫及其重要化合物之间的转化关系
8.氮及其重要化合物之间的转化关系
9.碳、硅及其重要化合物之间的转化关系
(建议用时:40分钟)
考向1.常见无机化合物的成分、性质及用途
1.(2024·山西运城·三模)奋进中的运城取得了令人瞩目的成就,对下列成就涉及的化学知识说法错误的是
A.临猗黄河大桥所使用的水泥属于传统的无机非金属材料
B.“数字运城”大数据中心的电子设备芯片使用的材料是晶体硅
C.亚洲最大铝厂河津铝厂生产的透明氧化铝陶瓷属于金属材料
D.高速路网“县县通高速”,高速路面使用的改性沥青是有机材料
【答案】C
【详解】A.水泥是一种粉状的水硬性无机胶凝材料,由石灰石、黏土和其他辅助材料组成,属于传统的无机非金属材料,A正确;
B.硅是一种半导体材料,具有耐高电压、耐高温、晶带宽度大等优点,因此被广泛用于制造电子设备芯片,B正确;
C.氧化铝陶瓷是一种以Al2O3为主晶相的陶瓷材料,其氧化铝含量一般在75%~99%之间,属于无机非金属材料,不属于金属材料,C错误;
D.沥青是由不同分子量的碳氢化合物及其非金属衍生物组成的黑褐色复杂混合物,是高黏度有机液体的一种,是有机材料,D正确;
故选C。
2.(2024·山西运城·一模)下列关于物质使用及其解释均正确的是
选项
物质使用
解释
A
FeCl3可用作净水剂
FeCl3有氧化性
B
氯乙烷可用于冷冻麻醉应急处理
氯乙烷易分解且吸收热量
C
水玻璃(Na2SiO3水溶液)作防火剂
Na2SiO3溶液显碱性
D
漂粉精作游泳池消毒剂
遇空气易生成强氧化性物质
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.可用作净水剂是由于水解生成胶体,与的氧化性无关,A错误;
B.氯乙烷可用于冷冻麻醉应急处理是利用其沸点低,易挥发吸热的特点,B错误;
C.水玻璃(水溶液)作防火剂是因为其耐高温,C错误;
D.漂粉精中的与空气中的生成强氧化性的HClO消毒,D正确;
故选D。
3.(2024·山西朔州·模拟预测)化学物质的研究与社会发展息息相关,下列说法错误的是
A.我国中核集团核理化院获得公斤级丰度为99%的100Mo产品,其中100Mo与98Mo互为同位素
B.2023年诺贝尔化学奖授予“发现和合成量子点”的研究者,纳米量子点分散到溶剂中形成的分散系可能具有丁达尔效应
C.镁铝合金是建造航空母舰的主体材料,可以在N2的保护下由镁、铝熔融后煅烧而成
D.制作“青玉交龙纽”玉玺的材料的主要成分属于无机非金属材料
【答案】C
【详解】A.100Mo与98Mo的质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子,故互为同位素,A正确;
B.纳米量子点分散到溶剂中形成的分散系中分散质粒子直径大小在1~100nm之间,属于胶体,可能具有丁达尔效应,B正确;
C.制备该合金如果在氮气保护下,Mg单质在一定温度下熔炼时,镁和氮气反应3Mg+N2Mg3N2,故镁铝合金不可以在N2的保护下由镁、铝熔融后煅烧而成,C错误;
D.制作“青玉交龙纽”玉玺的材料的主要成分一般为SiO2,故属于无机非金属材料,D正确;
故答案为:C。
4.(2024·山西运城·二模)化学与人类生活息息相关。下列有关物质性质与用途具有对应关系的是
选项
用途
性质
A
常用甲苯除去家具表面油漆斑点
甲苯易挥发
B
小苏打可以缓解服用阿司匹林引起的酸中毒
受热易分解
C
活性炭粉除去汽车、冰箱里异味
活性炭具有强还原性
D
维生素C常作食品抗氧化剂
维生素易与反应
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.甲苯是有机溶剂,油漆是有机物,极性较弱,二者相互溶解,即与甲苯易挥发无关,A错误;
B.碳酸氢钠可以与酸反应,缓解酸中毒,与受热易分解无关,B错误;
C.活性炭除去异味,利用炭粉吸附性,与还原性无关,C错误;
D.维生素保鲜食品,利用其还原性,与反应,消耗,避免食品腐败,D正确;
故选D。
5.(2024·陕西·模拟预测)“结构决定性质,性质决定用途”。下列说法正确的是
A.铂丝灼烧不产生发射光谱,火焰呈无色,焰色试验可以使用铂丝
B.Na2O2作呼吸面具中的供氧剂时,体现了Na2O2的强氧化性
C.用浓硫酸和NaCl固体制备少量HCl,利用了浓硫酸的强酸性
D.氨基酸分子中既有氨基又有羧基,是一种两性化合物
【答案】D
【详解】A.元素灼烧时均会产生发射光谱,只是灼烧铂丝时产生的光波的波长不在可见光范围内,所以火焰呈无色,且铂的活动性弱,不与其他物质发生化学反应,A错误;
B.用作呼吸面具中的供氧剂时,Na2O2与CO2及H2O均能反应,Na2O2中O的化合价既升高又降低,既表现氧化性又表现还原性,B错误;
C.用浓硫酸和NaCl固体制备少量HCl,利用了浓硫酸的高沸点、难挥发性和HCl的低沸点、易挥发性,C错误;
D.氨基酸分子中既有氨基又有羧基,既可与酸反应又可与碱反应,是一种两性化合物,D正确;
故选D。
6.(2024·陕西汉中·调研)硫和氮及其化合物的转化对人类生存和社会发展具有重要意义,下列说法正确的是
A.与水反应生成硝酸,说明是酸性氧化物
B.能使溶液褪色,说明具有漂白性
C.因氨气具有还原性,所以可用作制冷剂
D.侯氏制碱法以、、、NaCl为原料制备和
【答案】D
【详解】A.酸性氧化物与反应只生成对应的酸,NO2与水反应除了生成硝酸,还生成了NO,则NO2不属于酸性氧化物,故A错误;
B.二氧化硫能与高锰酸钾发生氧化还原反应,反应中高锰酸钾作氧化剂,二氧化硫作还原剂,说明二氧化硫有还原性,故B错误;
C.液氨汽化吸收大量的热,所以可用作制冷剂,与其还原性无关,故C错误;
D.侯氏制碱法的流程是在氨化饱和的氯化钠溶液里通CO2气体,因碳酸氢钠的溶解度比碳酸钠小,有碳酸氢钠沉淀生成,其主要反应原理为:NaCl+NH3+CO2+H2O═NaHCO3↓+NH4Cl,故D正确。
答案选D。
考向2.元素及其化合物之间的转化
7.(2024·山西·一模)在中学常见的物质中,选择合适的物质和条件按以下流程进行转化。
下列表格中所选的物质或试剂(所需条件已略去),不能完全满足以上转化流程的是
选项
X
试剂1
试剂2
A
B
C
C
D
稀盐酸
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A. Fe与Cl2反应生成FeCl3,FeCl3与Cu反应生成FeCl2,FeCl2和Cl2反应生成FeCl3,转化能完全实现,A不选;
B.NH3与CuO高温条件下反应生成N2,N2和O2在高温或放电条件下反应生成NO,NO和NH3在催化剂并加热条件下反应生成N2,转化能完全实现,B不选;
C.C和SiO2高温条件下反应生成CO,CO和O2反应生成CO2,CO2与C高温条件下反应生成CO,转化能完全实现,C不选;
D.与稀盐酸反应生成或,和均不与反应,转化不能完全实现,D选;
故选D。
8.(2024·安徽·模拟预测)实验是探究元素化合物性质的重要方法。利用下列实验装置和试剂能实现相应元素不同价态间转化的是
选项
试剂
元素不同价态间的转化
a
b
c
A
硫酸
亚硫酸钠
新制氯水
B
稀硫酸
硫化亚铁
氯化铁溶液
C
浓硝酸
铜片
水
D
浓盐酸
高锰酸钾
溴化钾溶液
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.硫酸和亚硫酸钠反应生成SO2,没有发生氧化还原反应,S的化合价没有变化,故A不符合题意;
B.稀硫酸和硫化亚铁生成H2S,铁的化合价没有变化,故B不符合题意;
C.浓硝酸和铜片生成NO2,N元素从+5价转化为+4价,NO2和水反应生成HNO3和NO,N元素化合价从+4变为+5和+2,故C不符合题意;
D.浓盐酸和高锰酸钾生成Cl2,Cl元素化合价从-1价变为0价,Cl2和溴化钾溶液反应为,Cl元素化合价从0价变为-1价,故D符合题意;
故答案选D 。
9.(2025·青海西宁·开学考试)下列关于元素及其化合物之间转化反应的离子方程式书写错误的是
A.氧化物转化为另一种氧化物:
B.碱转化为两种盐:
C.过氧化钠转化为碱:
D.足量较强酸制备较弱酸:
【答案】C
【详解】A.与反应生成硝酸和NO,离子方程式为,A项正确;
B.S可与强碱溶液发生歧化反应生成硫离子、亚硫酸根,反应为:,B项正确;
C.可以与水反应生成氢氧化钠,但在离子方程式中,不能拆成离子形式,正确的是:,C项错误;
D.硅酸的酸性小于碳酸,反应的离子方程式为(过量),D项正确;
答案选C。
考向3.价类二维图考察元素及其化合物的性质
10.(2024·青海海东·联考)氮及其化合物的“价一类”二维图体现了化学变化之美。下列说法正确的是
A.由a、b转化为N2的过程称为氮的固定
B.b、c都是大气污染物,可导致形成光化学烟雾
C.将铜丝插入足量d的浓溶液中可产生b
D.a与d形成的化合物溶于水,对水的电离没有影响
【答案】B
【分析】由题干价类二维图可知,a为NH3、b为NO,c为NO2或N2O4,d为HNO3,据此分析解题。
【详解】A.氮的固定是氮气转化为化合物的过程,A错误;
B.由分析可知,b、c为NO、NO2或N2O4,故都是大气污染物,可引起光化学烟雾,B正确;
C.铜丝插入浓硝酸中产生的是NO2,C错误;
D.a与d形成的化合物(NH4NO3)为强酸弱碱盐,能够发生水解,故对水的电离有促进作用,D错误;
故选B。
11.(2025·山西朔州·联考)“价一类二维图”是学习元素及其化合物知识的重要模型。氯元素的“价一类二维图”如图所示。下列说法错误的是
A.a是HCl,从元素价态看,HCl既具有氧化性又具有还原性
B.b与水反应可以得到d
C.对应的水化物的水溶液的pH小于1
D.可溶性e溶液中的阴离子可用稀硝酸和溶液检验
【答案】C
【详解】A.由图可知a是HCl,H元素显价,处于最高价态,HCl又具有氧化性,Cl元素显价,处于最低价态,HCl具有还原性,A正确;
B.由图可知b是,d是HClO,与水反应可得到HClO,B正确;
C.由图可知c是,对应的含氧酸为,是一元强酸,溶液的pH为1,C错误;
D.由图可知e是价氯对应的盐,该盐溶液中的可用稀硝酸和溶液检验,D正确;
故选C。
12.(2024·山西·联考)“价类二维图”是学习元素及其化合物的重要模型和工具。如图为铁元素的“价类二维图”。下列说法正确的是
A.a与水蒸气在高温条件下反应生成c B.b与NaOH溶液反应生成d
C.可用KSCN溶液检验f中是否含有g D.e是红褐色物质,常用作红色颜料
【答案】C
【分析】从“价类二维图”横纵坐标可知,a为Fe、b为FeO、c为Fe2O3、d为Fe(OH)2、e为Fe(OH)3、f为FeSO4、g为Fe2(SO4)3。
【详解】A.Fe与水蒸气在高温条件下反应生成Fe3O4,故A错误;
B.FeO与NaOH溶液不反应,故B错误;
C.可用KSCN溶液检验FeSO4中是否含有Fe2(SO4)3,故C正确;
D.Fe2O3为红棕色,可用作红色颜料,故D错误;
故答案为:C。
13.(2024·山西长治·联考)元素的价类二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具,它指的是以元素的化合价为纵坐标,以物质的类别为横坐标所绘制的二维平面图像。如图为铁元素的价类二维图,其中的箭头表示部分物质间的转化关系,下列说法错误的是
A.铁在高温条件下与水蒸气反应不能实现转化①
B.酸性溶液敞口放置在空气中发生反应的离子方程式为
C.由图可预测高铁酸盐()具有强氧化性
D.生成不可通过化合反应制得
【答案】D
【详解】A.铁在高温条件下与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气,不能实现转化①,A项正确;
B.FeSO4具有还原性,易被空气中的氧气氧化,敞口放置在空气中发生的离子方程式为4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O,B项正确;
C.中Fe的化合价为+6价,推测高铁酸盐()具有强氧化性,C项正确;
D.Fe(OH)2生成Fe(OH)3可通过化合反应制得:4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,D项错误;
答案选D。
14.(2024·陕西·模拟预测)元素的“价类二维图”体现了化学变化之美。部分含硫、氮物质的类别与硫元素和氮元素化合价的对应关系如图所示。下列有关图中所示物质的叙述错误的是
A.只有c、d属于酸性氧化物 B.只有k、e、f属于电解质
C.g、a、d均不能用浓硫酸干燥 D.雷雨天可实现h→i→j→k转化
【答案】B
【分析】结合N、S的价态及物质类型可知,a为H2S、b为S、c为SO2、d为SO3、e为H2SO4、f为硫酸盐或硫酸氢盐、g为NH3、h为N2、i为NO、j为NO2或N2O4、k为HNO3,f为铵盐,故f为硫酸铵或硫酸氢铵,据此解答;
【详解】A.酸性氧化物是能和碱反应只生成盐和水,只有 SO2、SO3属于酸性氧化物,故A正确;
B.HNO3、硫酸氢铵、H2SO4、H2S均属于电解质,故B错误;
C.g为NH3、a为H2S、d为SO3,三者中NH3具碱性与还原性,H2S具有还原性,不能用浓硫酸干燥,SO3会被浓硫酸吸收,因此g、a、d均不能用浓硫酸干燥,故C正确;
D.雷雨天气可实现的转化,故D正确;
故选B。
15.(2025·陕西·开学考试)下图为氯及其化合物的“价类”二维图。
下列推断错误的是
A.可利用c的强氧化性进行自来水杀菌消毒
B.d的结构式为H−Cl−O
C.实验室可使用g和a的浓溶液制备b
D.酸性强弱顺序为e > H2CO3 > d
【答案】B
【分析】根据价类二维图可知,a为HCl,b为Cl2,c 为ClO2,d为HClO,e为HClO4,g为氯酸盐,f为次氯酸盐。
【详解】A.ClO2具有强氧化性,常用于自来水的杀菌消毒,A正确;
B.HClO的结构式为H−O−Cl,B错误;
C.实验室可使用KClO3和浓盐酸制备氯气,C正确;
D.酸性强弱顺序为HClO4 > H2CO3 > HClO,D正确;
答案选B。
考向4.选择性综合实验考察无机物的性质与制备
16.(2024·陕西汉中·联考)铁粉具有平肝镇心、消痈解毒之功效,主治惊痫、贫血等。某兴趣小组探究用H2与碳酸亚铁制取铁粉并检验气体产物,实验装置如下图所示(夹持装置省略),下列说法错误的是
A.装置⑤中盛放澄清石灰水 B.装置①、④均应是干燥剂
C.装置③中是无水 CaCl2 D.点燃②处酒精灯前应先通入一段时间的H2
【答案】C
【分析】由实验装置图可知,装置①中盛有的浓硫酸用于干燥氢气,装置②为氢气与碳酸亚铁共热反应生成铁、二氧化碳和水的装置,装置③中盛有的五水硫酸铜用于检验反应生成的水,装置④中盛有的固体干燥剂如无水氯化钙用于吸收⑤中产生的水蒸气,防止水蒸气进入③中干扰水的检验,装置⑤中盛有的澄清石灰水用于检验二氧化碳的生成。
【详解】A.由分析可知,装置⑤中盛有的澄清石灰水用于检验二氧化碳的生成,故A正确;
B.由分析可知,装置①中盛有的浓硫酸用于干燥氢气,装置④中盛有的固体干燥剂如无水氯化钙用于吸收⑤中产生的水蒸气,防止水蒸气进入③中干扰水的检验,故B正确;
C.由分析可知,装置③中盛有的五水硫酸铜用于检验反应生成的水,故C错误;
D.为防止氢氧混合气体加热条件下爆炸,实验时应先通入一段时间的氢气把装置内的空气赶净后,再点燃Y处酒精灯,故D正确;
故选C。
17.(2025·山西·联考)实验室通常会根据药品和反应条件选择制备气体的发生装置,下列各组能通过图示装置完成气体制备的是
选项
A
B
C
D
药品
MnO2和浓盐酸
电石和饱和食盐水
粗锌和稀硫酸
FeS和稀硝酸
气体
Cl2
C2H2
H2
H2S
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【分析】该装置为块状固体和溶液不加热反应制备难溶于水的气体的装置。
【详解】A.浓盐酸与二氧化锰共热反应生成氯化锰、氯气和水,所以不能用该装置制备氯气,故A不符合题意;
B.电石与饱和食盐水反应速率快,不宜控制,且反应放出大量的热,所以不能用该装置制备乙炔,故B不符合题意;
C.粗锌中的锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和难溶于水的氢气,该反应是块状固体和溶液不加热反应生成气体的装置,所以不能用该装置制备氢气,故C符合题意;
D.具有还原性的硫化亚铁与具有强氧化性的稀硝酸反应生成一氧化氮,不能生成硫化氢,所以不能用该装置制备硫化氢,故D不符合题意;
故选C。
18.(2025高三上·山西太原·调研)下列实验方案能达到实验目的的是
A.制取无水MgCl2
B.制备并收集NO2
C.验证非金属性:Cl>C>Si
D.探究苯与液溴取代反应的产物
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.氯化镁溶液在加热过程中会水解生成Mg(OH)2和HCl,HCl是挥发性组分,在加热条件下会逐渐挥发,所以蒸发得到Mg(OH)2,故需要在氯化氢气流中加热氯化镁溶液,避免发生水解,A项错误;
B.NO2常温下能和水反应生成HNO3和NO气体,所以不能用排水法收集NO2气体,NO2密度比空气大,因此可用向上排空气法收集,B项错误;
C.稀盐酸滴入CaCO3中有气泡产生,说明酸性:HCl>H2CO3,而HCl不是氯元素最高价含氧酸,不能根据HCl和H2CO3的酸性强弱比较Cl元素和C元素的非金属性强弱,C项错误;
D.打开分液漏斗,烧瓶中溴和铁反应生成FeBr3,苯在FeBr3催化作用下跟溴发生取代反应,生成溴苯和溴化氢,溴具有挥发性,生成的溴化氢中混有溴蒸气。溴蒸气被CCl4或苯除去,溴化氢和AgNO3溶液反应生成淡黄色溴化银沉淀,实验中排除了溴蒸气的干扰,该实验方案可以达到实验目的。D项正确;
答案选D。
19.(2025·山西·调研)下列关于各实验装置的说法错误的是
A.装置甲可用于洗涤BaSO4
B.装置乙可用于除去CO2气体中混有的HCl
C.装置丙可用于制取、收集并吸收HCl
D.装置丁制备氨气时,试管口放置一团棉花
【答案】B
【详解】A.洗涤沉淀的操作是向漏斗中加入清水至浸没沉淀,待水沥干后重复2~3次,故装置甲可用于洗涤BaSO4,A不合题意;
B.由Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3可知,装置乙中不可用饱和碳酸钠溶液来除去CO2气体中混有的HCl,而应该使用饱和的NaHCO3溶液,B符合题意;
C.浓硫酸具有吸水性,则向浓盐酸中加入浓硫酸能够制得HCl,且HCl的密度大于空气采用向上排空气法收集,故装置丙可用于制取、收集并吸收HCl,C不合题意;
D.实验室用Ca(OH)2和NH4Cl共热来制备NH3,且NH3的密度比空气小采用向下排空气法收集,故装置丁制备氨气时,试管口放置一团棉花,D不合题意;
故答案为:B。
20.(2024·陕西铜川·模拟预测)实验室利用以下装置配制2的稀硝酸并制取NO,其中装置及操作均正确且能达到实验目的的是
A.用装置甲制备NO气体 B.用装置乙收集NO气体
C.用装置丙进行NO的尾气吸收 D.用装置丁配制100mL2溶液
【答案】B
【详解】A.装置甲使用了长颈漏斗,会造成NO泄露,A项错误;
B.NO难溶于水,可用排水法收集NO气体,B项正确;
C.NO不与NaOH溶液反应,不能被吸收,C项错误;
D.定容时应用胶头滴管滴加蒸馏水,D项错误;
故选B。
考向5.微型工业流程考察无机物的性质与制备
21.(2025·陕西西安·联考)硼酸(H3BO3)是重要的化工原料,一种以硼镁矿(含2MgO·B2O3·H2O,SiO2及少量Fe2O3、Al2O3)为原料生产硼酸的工艺流程如图所示,下列说法错误的是
[已知:硼酸和硼砂(Na2B4O7·10H2O)均易溶于热水,在冷水中溶解度小]
A.将硼镁矿研磨成粉末可以加快浸取速率
B.NaBO2溶液中的杂质主要是NaOH和Na[Al(OH)4]
C.一系列操作主要包括冷却结晶、过滤、洗涤、干燥
D.硼砂溶液与硫酸反应的离子方程式为B4O+5H2O+2H+4H3BO3
【答案】B
【详解】A.硼镁矿研磨成粉末可以增大固体的表面积,有利于增大反应物的接触面积,加快浸取速率,故A正确;
B.由分析可知,硼酸钠溶液中的主要杂质为硅酸钠和四羟基合铝酸钠,故B错误;
C.由分析可知,得到硼酸的一系列操作为冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,故C正确;
D.由分析可知,加入热水和稀硫酸调节溶液pH为2的目的是将硼砂转化为硼酸,反应的离子方程式为B4O+5H2O+2H+4H3BO3,故D正确;
故选B。
22.(2024·陕西渭南·模拟预测)钛酸钡()具有高介电常数和低介电损耗的性质,是电子陶瓷中使用最广泛的材料之一,被誉为“电子陶瓷工业的支柱”。一种超细微粉末的制备方法如图所示。下列说法错误的是
A.煅烧时得到的气体A是CO、、
B.用溶液2提取的一种副产物可作肥料
C.流程中的三步反应均为非氧化还原反应
D.配制溶液时,应先将固体溶于浓盐酸再加水稀释
【答案】C
【详解】A.煅烧时,失去结晶水生成水蒸气,草酸根离子生成二氧化碳和一氧化碳,A项正确;
B.溶液2的溶质中含有氯化铵,氯化铵可作氮肥,B项正确;
C.流程第三步中碳元素的化合价发生了变化,涉及了氧化还原反应,C项错误;
D.容易水解生成,配制溶液时应先将固体溶于浓盐酸再加水稀释,有助于抑制的水解,D项正确;
故答案选C。
23.(2024·陕西西安·二模)七水硫酸锌在农业中可用作微量元素肥料,也被广泛用于工业领域。锌渣制备的工艺流程如下。
锌渣的主要成分为,含有少量下列说法正确的是
A.滤渣①为,滤渣③为和
B.氧化操作发生的反应为:
C.加入的主要作用是调节溶液的
D.操作X用到的玻璃仪器有蒸发皿、玻璃棒、漏斗
【答案】C
【详解】A.根据分析可知,滤渣①中为SiO2和PbSO4,滤渣③中为Cu和过量的锌,A错误;
B.氧化操作发生的反应为:,B错误;
C.根据分析可知,ZnO调节溶液pH值,使Fe3+沉淀,C正确;
D.操作X用到的玻璃仪器有玻璃棒、漏斗、烧杯,D错误;
故选C。
24.(2025·山西·联考)(三草酸合铁酸钾晶体)常用来作为化学光量计,一种合成的流程如图所示。下列叙述正确的是
已知三草酸合铁酸钾晶体的部分性质如下:
①易溶于水(溶解度随温度的升高而增大),难溶于乙醇。
②一定温度下可失去全部结晶水,高温时会分解。
③具有光敏性,受光照射易分解。
A.“沉铁”后所得滤液中溶质的成分只有
B.“系列操作”是过滤、乙醇洗涤、干燥
C.产品应贮存于无色透明带软木塞的试剂瓶中
D.向产品的饱和溶液中加入乙醇,有利于析出产品
【答案】D
【分析】通过流程制备、净化的操作中,加入的试剂一般都是过量的,析出产品的操作一般是在溶解度小的溶剂中结晶。
【详解】A.“沉铁”中,滤液成分不止是(NH4)2SO4,还有H2SO4,还有过量的草酸,故A错误;
B.题给条件中:三草酸合铁酸钾,易溶于水,在低温溶解度小,所以“系列操作”在过滤前要进行冷却结晶,B错误;
C.三草酸合铁酸钾晶体具有光敏性,受光照射分解变为黄色,不可贮存于透明带软木塞的试剂瓶中,C错误;
D.三草酸合铁酸钾晶体,难溶于乙醇,有利于产品析出,D正确;
故选D。
考向6.无机工业流程考察无机物的性质与制备
25.(2025·山西晋城·调研)I.“价类二维图”是学习元素及其化合物的重要工具,下图为钠元素的“价类二维图”。
(1)中氢元素的化合价为 。在水中发生电离的方程式为 。
(2)若物质A为碱性氧化物,则反应②的化学方程式为 。反应⑦的离子方程式为 。
(3)是维持人体内血清电解质平衡的重要离子,人体血清中的正常值范围是。若经体检测得某人血清中的含量为,此测量值 (填“处于”或“不处于”)人体血清中的正常值范围内。
II.侯德榜是我国近代化学工业的奠基人之一,“侯氏制碱法”将制碱技术发展到一个新的水平,赢得了国际化工界的高度评价。工业上“侯氏制碱法”的工艺流程示意图如下所示,其反应原理为:。
(4)操作的名称为 。
(5)“焙烧”过程中发生反应的化学方程式为 ,该工序中可回收再利用的物质是 。
(6)操作得到的晶体中可能含有少量、等杂质,请描述检验该晶体中是否含有杂质氯离子的具体实验操作: 。
【答案】(1)
(2)
(3)不处于(4)过滤 (5)
(6)取少量样品于试管中,加入蒸馏水充分溶解,先加入足量稀硝酸,再加入适量硝酸银溶液,若有(或无)白色沉淀产生,则含有(或没有)杂质氯离子
【详解】(1)中氢元素的化合价为-1;在水中发生电离的方程式为;故答案是+1;;
(2)若物质A为碱性氧化物,则A为氧化钠,反应②的化学方程式为;反应⑦是钠转化为氢氧化钠,故反应⑦的离子方程式为;
(3)若经体检测得某人血清中的含量为,转化为为物质的量的浓度是=,超过正常范围,则此测量值不处于人体血清中的正常值范围内。故答案是不处于。
(4)饱和食盐水和氨气、二氧化碳反应生成碳酸氢钠和氯化铵,相同条件下,碳酸氢钠的溶解度较小,反应中以沉淀析出,经过滤得到,碳酸氢钠受热分解得到碳酸钠和二氧化碳、水。故操作的名称为过滤;
(5)“焙烧”过程中发生反应的化学方程式为;该工序中可回收再利用的物质是二氧化碳,故答案是;
(6)经过滤得到的晶体中可能含有少量、等杂质,可检验氯离子来检验杂质,检验氯离子的操作为取少量样品于试管中,加入蒸馏水充分溶解,先加入足量稀硝酸,再加入适量硝酸银溶液,若有(或无)白色沉淀产生,则含有(或没有)杂质氯离子。
26.(2025·山西·联考)我国化学家侯德榜发明了联合制碱法,对世界制碱工业做出了巨大贡献。联合制碱法的主要流程如下(部分物质已略去):
(1)“碳酸化”时反应生成碳酸氢钠沉淀,其反应的化学方程式为 。
(2)操作Ⅰ的实验步骤为 、洗涤、干燥,洗涤时需要检验氯离子,取最后一次洗涤液少许, ,则沉淀已洗涤干净。
某同学测定上述Na2CO3固体样品(仅含NaCl杂质)的纯度(即碳酸钠的质量分数),实验装置如下图所示(铁架台等夹持装置已略去)。
(3)B中的稀硫酸能否换成盐酸 (填“能”或“否”);反应结束后需继续通入一段时间空气的目的是 。
(4)反应前称取样品wg,称量干燥管D(碱石灰足量)质量为ag;样品与足量稀硫酸充分反应后再次称量干燥管D质量为bg,则Na2CO3的纯度表达式为 ,若去掉干燥管E,测得Na2CO3的纯度 (填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
(5)向30mL物质的量浓度为cmol/L的NaOH溶液中通入CO2气体后得溶液M,因CO2通入量不同,溶液M的组成也不同。若向M中逐滴加入0.1mol/L的盐酸,产生的气体体积V(CO2)与加入盐酸的体积V[HCl(aq]的关系有如图所示两种情况(不计CO2的溶解),则曲线Y表明M中的溶质为 (填化学式),c= ;由曲线X、Y可知,两次实验通入CO2的体积之比为 。
【答案】(1)NaCl+NH3+CO2+H2O =NaHCO3↓+NH4Cl
(2) 过滤 滴加酸化的AgNO3溶液,没有白色沉淀生成
(3) 否 将反应生成的CO2完全排入装置D中
(4) 偏大
(5) NaHCO3、Na2CO3 0.25mol/L 3:10
【详解】(1)由分析可知,“碳酸化”时发生的反应为二氧化碳与氨气、氯化钠溶液反应生成碳酸氢钠沉淀和氯化铵,反应的化学方程式为NaCl+NH3+CO2+H2O =NaHCO3↓+NH4Cl,故答案为:NaCl+NH3+CO2+H2O =NaHCO3↓+NH4Cl;
(2)由分析可知,操作Ⅰ的实验步骤为过滤、洗涤、干燥得到碳酸氢钠;过滤得到的碳酸氢钠表面附有可溶的氯化铵,需要洗涤除去氯化铵,检验沉淀已洗涤干净实际上就是检验洗涤液中不存在氯离子,具体操作为取最后一次洗涤液少许,滴加酸化的AgNO3溶液,没有白色沉淀生成,说明沉淀已洗涤干净,故答案为:过滤;滴加酸化的AgNO3溶液,没有白色沉淀生成;
(3)盐酸具有挥发性,挥发出的氯化氢能与装置D中的碱石灰反应,导致测定结果偏高,所以不能将B中的稀硫酸不能换成盐酸;碳酸钠与稀硫酸完全反应后,装置中会残留一部分二氧化碳,所以反应结束后需继续通入一段时间空气将反应生成的CO2完全排入装置D中,否则会导致测定结果偏低,故答案为:否;将反应生成的CO2完全排入装置D中;
(4)由题意可知,反应生成二氧化碳的质量为(b—a)g,由碳原子个数守恒可知,碳酸钠的纯度为=;装置E中盛有的碱石灰用于吸收空气中的二氧化碳和水蒸气,防止二氧化碳和水蒸气加入装置D中导致测定结果偏高,故答案为:;偏高;
(5)由离子反应规律可知,溶液中发生离子反应的顺序为NaOH+HCl=NaCl+H2O、Na2CO3+HCl= NaHCO3+NaCl、NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O,由图可知,曲线Y表明未生成二氧化碳消耗盐酸的体积和生成二氧化碳消耗盐酸的体积分别为25ml和(75—25)mL=50mL,所以M中的溶质为碳酸氢钠和碳酸钠,由钠原子个数守恒可知,氢氧化钠的浓度c==0.25mol/L,则碳酸钠的物质的量为0.1mol/L×0.025L=0.0025mol,随后碳酸氢钠的物质的量为0.1mol/L×0.05L=0.005mol,由碳原子个数守恒可知,与氢氧化钠溶液反应的二氧化碳的物质的量为0.005mol;曲线X表明未生成二氧化碳消耗盐酸的体积和生成二氧化碳消耗盐酸的体积分别为60ml和(75—60)mL=15mL,所以M中的溶质为氢氧化钠和碳酸钠,由方程式可知,碳酸钠的物质的量为0.1mol/L×0.015L=0.0015mol,由碳原子个数守恒可知,与氢氧化钠溶液反应的二氧化碳的物质的量为0.0015mol,则两次实验通入二氧化碳的体积之比为0.0015mol:0.005mol=3:10,故答案为:NaHCO3、Na2CO3;0.25mol/L;3:10。
27.(2025·山西大同·联考)磁性氧化铁可作为锂离子电池的负极材料,以铝土矿(主要成分为、、、少量)为原料,生产,的部分工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)的磁性强度主要由决定,基态的电子排布式为 。
(2)提高第一次“焙烧”速率的措施是 (写一种)。
(3)“碱浸”中参与反应的离子方程式为 。
(4)已知上述流程中两次焙烧均会产生,滤渣中含大量的。
①铝土矿粉“焙烧”过程中还原剂和氧化剂的物质的量之比为 ,此过程中加入少量CaO的目的是 。
②“过滤”得到的滤液中含有的阴离子主要有、 。
③与混合后焙烧(隔绝空气条件下)反应的化学方程式为 。
(5)利用废气可生产连二亚硫酸钠(),其原理是先将HCOONa和纯碱加入乙醇中溶解,然后通入发生反应,同时有生成,以上反应的化学方程式为 。
【答案】(1)
(2)粉碎铝土矿
(3)
(4) 吸收二氧化硫,防止污染空气 4:11
(5)
【详解】(1)Fe原子序数26,基态的电子排布式:;
(2)可以将铝土矿粉碎以提高“焙烧”的速率;
(3)三氧化二铝与氢氧化钠反应生成四羟基合氯酸钠,离子方程式:;
(4)①铝土矿粉“焙烧”过程中,被氧化为和,化学方程式:,还原剂和氧化剂的物质的量之比:4:11;过程中根据分析可知,“焙烧”过程中加入少量CaO的目的是吸收二氧化硫,防止污染空气;
②根据分析可知,“过滤”得到的滤液中含有的阴离子主要有、;
③根据得失电子守恒,与混合后焙烧(隔绝空气条件下)反应的化学方程式:;
(5)将HCOONa和纯碱加入乙醇中溶解,然后通入发生反应,生成同时有生成,化学方程式:。
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!2
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!2
学科网(北京)股份有限公司
$$