内容正文:
重难点06 常见无机物的性质、用途及转化
考点
三年考情分析
2025考向预测
常见无机化合物的成分、性质及用途
2024·北京卷;2024·山东卷;2024·浙江卷;2023·全国乙卷;2022·北京卷;2022·山东卷;2022·浙江卷;
复习时,要求熟练掌握常考元素(如Na、Mg、Al、Fe、Cu、C、N、O、Si、S、Cl等)及其重要化合物的主要性质和应用,了解常见元素及其重要化合物对环境的影响。同时扩展钴、镍、锰、铬等过渡金属的性质。
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。
元素及其化合物之间的转化
2024·全国甲卷;2024·江苏卷;2024·重庆卷;2024·安徽卷;2023·全国甲卷;2023·江苏卷;2022·重庆卷;2022·安徽卷;
“价类二维图”考察元素及其化合物的性质
2024·广东卷;2023·广东卷;
选择型综合实验考察无机物的性质、制备
2024·新课标卷;2024·海南卷;2024·河北卷;2024·广东卷;2024·湖北卷;2024·江西卷;2023·新课标卷;2023·海南卷;2023·河北卷;2022·广东卷;2022·湖北卷;2022·江西卷;
“微型工艺流程”考察元素的性质与转化
2024·北京卷;2024·湖南卷;2024·福建卷;2024·辽宁卷;2024·广西卷;2024·贵州卷;2024·甘肃卷;2023·北京卷;2023·湖南卷;2023·福建卷;2022·辽宁卷;2022·广西卷;2022·贵州卷;2022·甘肃卷;
无机工艺流程综合题
2024·新课标卷;2024·全国甲卷;2024·北京卷;2024·山东卷;2024·海南卷;2024·浙江卷;2024·河北卷;2024·广东卷;2024·湖北卷;2024·福建卷;2024·重庆卷;2024·辽宁卷;2024·江西卷;2024·广西卷;2024·贵州卷;2024·甘肃卷;2023·新课标卷;2023·海南卷;2023·辽宁卷;2023·浙江卷;2023·河北卷;2023·广东卷;2022·广东卷;2022·湖北卷;2022·福建卷;2022·重庆卷;2022·辽宁卷;2022·江西卷;2022·广西卷;2022·贵州卷;2022·甘肃卷;
【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:45分钟)
考向1.常见无机化合物的成分、性质及用途
1.(2024·山东·高考真题)物质性质决定用途,下列两者对应关系错误的是
A.石灰乳除去废气中二氧化硫,体现了的碱性
B.氯化铁溶液腐蚀铜电路板,体现了的氧化性
C.制作豆腐时添加石膏,体现了的难溶性
D.用氨水配制银氨溶液,体现了的配位性
2.(2024·浙江·高考真题)下列说法不正确的是
A.呈两性,不能用于治疗胃酸过多
B.能与反应产生,可作供氧剂
C.有还原性,能被氧化成
D.见光易分解,应保存在棕色试剂瓶中
3.(2025·哈尔滨九中·期中)下列关于物质的用途说法正确的是
A.碳酸钠能中和胃里过多的胃酸,缓解胃部不适
B.溶液作“腐蚀液”将覆铜板上不需要的铜腐蚀
C.漂白液可用作棉、麻、纸张的漂白剂,也可用作泳池消毒剂
D.铝制餐具日常生活中随处可见,通常用来蒸煮或存放所有食物
4.(2025·哈尔滨九中·期中)类推类比迁移的思维方法可以预测许多物质的性质,但类比是相对的,不能违背客观事实。下列类比分析结果正确的是
A.与反应生成和,推测与反应生成和
B.Mg-Al稀盐酸构成的原电池负极为Mg,推测Mg-Al稀NaOH构成的原电池负极为Mg
C.Cu与S反应生成,推测Cu与反应生成CuI
D.使紫色石蕊溶液先变红后褪色,推测使紫色石蕊溶液先变红后褪色
5.(2025·东北三省精准教学·12月联考)“幸福不会从天降,美好生活靠劳动创造”。下列劳动项目与所述的化学知识没有关联的是
选项
劳动项目
化学知识
A
玻璃厂工人以纯碱、石灰石和石英砂为原料生产普通玻璃
酸性:
B
工人利用铝热反应焊接钢轨
高温下铝能还原氧化铁
C
水厂工人用对自来水进行消毒
具有强氧化性
D
考古研究员通过测定文物年代
死亡生物体中不断衰变
(2025·哈尔滨九中·期中)根据以下信息,回答下小题。
1941年,我国科学家侯德榜结合地域条件改进索尔维制碱法,提出纯碱与铵肥()的联合生产工艺,被命名为“侯氏制碱法”。主要工艺流程如下图:
6.关于侯氏制碱法的主要工艺流程,下列说法错误的是
A.若用上图装置模拟沉淀池,应先从a通
B.冷析池中发生的反应的离子方程式:
C.盐析池中加入NaCl,使增大,逆向移动,析出
D.溶液2和溶液3中离子种类和浓度均相同
7.下列关于两种制碱法的说法,错误的是
A.两种制碱法对溶液1的处理不同
B.两种制碱法中可循环利用的物质不同
C.两种制碱法中原料NaCl的利用率相同
D.两种制碱法都利用了的溶解度小和不稳定的性质
8.关于碳酸钠和碳酸氢钠,下列说法错误的是
A.碳酸钠和碳酸氢钠的焰色试验,火焰均为黄色
B.分别向装有和的试管中加少量水,均有吸热现象
C.碳酸钠和碳酸氢钠的溶液均可以与溶液反应生成沉淀
D.碳酸钠和碳酸氢钠的溶液均显碱性,可用作食用碱或工业用碱
考向2.元素及其化合物之间的转化
9.(2024·宁夏四川·高考真题)四瓶无色溶液,它们之间的反应关系如图所示。其中a、b、c、d代表四种溶液,e和g为无色气体,f为白色沉淀。下列叙述正确的是
A.a呈弱碱性
B.f可溶于过量的b中
C.c中通入过量的e可得到无色溶液
D.b和d反应生成的沉淀不溶于稀硝酸
10.(2024·江苏·高考真题)在给定条件下,下列制备过程涉及的物质转化均可实现的是
A.HCl制备:溶液和
B.金属Mg制备:溶液
C.纯碱工业:溶液
D.硫酸工业:
11.(2024·安徽·高考真题)下列选项中的物质能按图示路径在自然界中转化,且甲和水可以直接生成乙的是
选项
甲
乙
丙
A
B
C
D
12.(2025·辽宁抚顺联考·期中)下列各组物质中,物质之间通过一步反应就能实现图示转化的是
选项
物质转化关系
a
b
c
d
A
B
NO
C
Na
NaCl
D
S
13.(2025·辽宁省实验中学·期中)符合如图所示的转化关系,且当、、的物质的量相等时,存在焓变。满足上述条件的、可能是
①、;②、;③、;④、;⑤、
A.②③ B.③⑤ C.①④⑤ D.①④
考向3.“价类二维图”考察元素及其化合物的性质
14.(2024·广东·高考真题)部分含或或物质的分类与相应化合价关系如图。下列推断合理的是
A.若a在沸水中可生成e,则a→f的反应一定是化合反应
B.在g→f→e→d转化过程中,一定存在物质颜色的变化
C.加热c的饱和溶液,一定会形成能产生丁达尔效应的红棕色分散系
D.若b和d均能与同一物质反应生成c,则组成a的元素一定位于周期表p区
15.(2025·辽宁抚顺联考·期中)部分含硫物质的“价-类”二维图如下图所示。下列叙述正确的是
A.a和c反应能生成b
B.实验室常用d的浓溶液与铁反应制氢气
C.久置空气中,e溶液的碱性增强
D.向紫色石蕊溶液中通入过量c,溶液最终变为无色
16.(2025·辽宁点石联考·期中)氮,硫及其化合物的“价—类”二维图如图所示。下列说法正确的是
A.a、b、u、v、w均能作还原剂
B.常温下,e,z的浓溶液不与铁反应
C.除y外,上述物质中还有2种属于电解质
D.d、w、x均可与水反应生成酸,且都属于酸性氧化物
考向4.选择型综合实验考察无机物的性质、制备
17.(2024·全国·高考真题)实验室中利用下图装置验证铁与水蒸气反应。下列说法错误的是
A.反应为
B.酒精灯移至湿棉花下方实验效果更好
C.用木柴点燃肥皂泡检验生成的氢气
D.使用硬质玻璃试管盛装还原铁粉
18.(2024·河北·高考真题)图示装置不能完成相应气体的发生和收集实验的是(加热、除杂和尾气处理装置任选)
选项
气体
试剂
A
饱和溶液+浓硫酸
B
浓盐酸
C
固体熟石灰
D
石灰石+稀盐酸
19.(2024·湖北·高考真题)碱金属的液氨溶液含有的蓝色溶剂化电子是强还原剂。锂与液氨反应的装置如图(夹持装置略)。下列说法错误的是
A.碱石灰有利于逸出
B.锂片必须打磨出新鲜表面
C.干燥管中均可选用
D.双口烧瓶中发生的变化是
20.(2024·江西·高考真题)从CPU针脚(含有铜、镍和钴等金属)中回收金的实验步骤如图。下列说法错误的是
A.将CPU针脚粉碎可加速溶解
B.除杂和溶金步骤需在通风橱中进行
C.富集后,K[AuBr4]主要存在于滤液中
D.还原步骤中有生成
考向5.“微型工艺流程”考察元素的性质与转化
21.(2024·北京·高考真题)硫酸是重要化工原料,工业生产制取硫酸的原理示意图如下。
下列说法不正确的是
A.I的化学方程式:
B.Ⅱ中的反应条件都是为了提高平衡转化率
C.将黄铁矿换成硫黄可以减少废渣的产生
D.生产过程中产生的尾气可用碱液吸收
22.(2024·湖南·高考真题)中和法生产的工艺流程如下:
已知:①的电离常数:,,
②易风化。
下列说法错误的是
A.“中和”工序若在铁质容器中进行,应先加入溶液
B.“调pH”工序中X为或
C.“结晶”工序中溶液显酸性
D.“干燥”工序需在低温下进行
23.(2024·重庆·高考真题)单质M的相关转化如下所示。下列说法错误的是
A.a可使灼热的铜变黑 B.b可与红热的铁产生气体
C.c可使燃烧的镁条熄灭 D.d可使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝
24.(2024·吉林·高考真题)某工厂利用铜屑脱除锌浸出液中的并制备,流程如下“脱氯”步骤仅元素化合价发生改变。下列说法正确的是
锌浸出液中相关成分(其他成分无干扰)
离子
浓度
145
0.03
1
A.“浸铜”时应加入足量,确保铜屑溶解完全
B.“浸铜”反应:
C.“脱氯”反应:
D.脱氯液净化后电解,可在阳极得到
25.(2024·广西·高考真题)实验小组用如下流程探究含氮化合物的转化。为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.“反应1”中,每消耗,在下得到
B.“反应2”中,每生成0.1molNO,转移电子数为
C.在密闭容器中进行“反应3”,充分反应后体系中有个
D.“反应4”中,为使完全转化成,至少需要个
26.(2025·辽宁省实验中学·期中)某萃铜余液主要含有、、、、等离子,从萃铜余液中回收金属和制备的工艺流程如图所示。下列叙述正确的是
A.已知过硫酸钠中的化合价为,则含过氧键的数目为
B.“氧化除锰”过程中过硫酸钠可用绿色氧化剂来代替
C.加入“调”所得滤渣的成分为
D.取以上产品高温煅烧得到固体和(标况),则该产品的化学式为。
27.(2025·辽宁沈阳市联考·期中)氮化镓(GaN)是第三代半导体材料。某工厂利用铝土矿(主要成分为)为原料制备GaN的流程如下图所示。已知镓与铝同主族,其氧化物和氢氧化物均为两性化合物,能与强酸、强碱溶液反应。下列说法错误的是
已知:。
A.可以通过粉碎铝土矿、搅拌等方法提高“碱溶”效率
B.由步骤②、③可知,的酸性比的强
C.滤渣1是,生成滤渣2的离子方程式可能为
D.步骤⑥的反应中,被氧化
考向6.无机工艺流程综合题
28.(2024·吉林·高考真题)中国是世界上最早利用细菌冶金的国家。已知金属硫化物在“细菌氧化”时转化为硫酸盐,某工厂用细菌冶金技术处理载金硫化矿粉(其中细小的颗粒被、包裹),以提高金的浸出率并冶炼金,工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)北宋时期我国就有多处矿场利用细菌氧化形成的天然“胆水”冶炼铜,“胆水”的主要溶质为 (填化学式)。
(2)“细菌氧化”中,发生反应的离子方程式为 。
(3)“沉铁砷”时需加碱调节,生成 (填化学式)胶体起絮凝作用,促进了含微粒的沉降。
(4)“焙烧氧化”也可提高“浸金”效率,相比“焙烧氧化”,“细菌氧化”的优势为_______(填标号)。
A.无需控温 B.可减少有害气体产生
C.设备无需耐高温 D.不产生废液废渣
(5)“真金不怕火炼”,表明难被氧化,“浸金”中的作用为 。
(6)“沉金”中的作用为 。
(7)滤液②经酸化,转化为和的化学方程式为 。用碱中和可生成 (填溶质化学式)溶液,从而实现循环利用。
29.(2025·辽宁省名校联盟·期中)一种以芒硝为原料制备的工艺流程如图所示,请回答下列问题:
已知:①常温常压下,能溶于水,极易溶于水;②的水溶液呈碱性。
(1)上述流程用化学式表示出的物质中,属于碱性氧化物的为 (填化学式);工业上常在高温下煅烧大理石制备CaO,该反应的化学方程式为 。
(2)“反应1”先通入,再通入的原因是 。
(3)“反应2”是为了除去“滤液”中的含碳物质,发生反应的离子方程式为 ,若标准状况下生成,则参与反应的HCl的物质的量为 mol。
(4)相同条件下,的溶解度比的溶解度 (填“大”或“小”),下列试剂或方法能鉴别相同浓度的溶液和溶液的是 (填标号)。
A.溶液 B.稀盐酸 C.焰色试验 D.酚酞溶液
30.(2025·东北育才学校·联考)V2O5是制造钒铁合金、金属钒的原料,也是重要的催化剂。以苛化泥为焙烧添加剂从石煤中提取V2O5的工艺,具有钒回收率高、副产物可回收和不产生气体污染物等优点。工艺流程如下。
已知:Ⅰ.石煤是一种含V2O3的矿物,杂质为大量Al2O3和少量CaO等;苛化泥的主要成分为CaCO3、NaOH、Na2CO3等。
Ⅱ.室温下,偏钒酸钙[Ca(VO3)2]和偏铝酸钙均难溶于水。
回答下列问题:
(1)钒原子的价层电子排布式为 ;焙烧生成的偏钒酸盐中钒的化合价为 ,产生的气体①为 (填化学式)。
(2)水浸工序得到滤渣①和滤液,滤渣①中含钒成分为偏钒酸钙,滤液中杂质的主要成分为 (填化学式)。
(3)碱性环境下,偏钒酸钙经盐浸生成碳酸钙发生反应的离子方程式为 ;CO2加压导入盐浸工序可提高浸出率的原因为 ;浸取后低浓度的滤液①进入 (填工序名称),可实现钒元素的充分利用。
(4)洗脱工序中洗脱液的主要成分为 (填化学式)。
31.(2025·吉林市·一模)工业上以铬铁矿(FeCr2O4,含Al、Si氧化物等杂质)为主要原料制备红矾钠(Na2Cr2O7•2H2O)的工艺流程如图。回答下列问题:
(1)“焙烧”的目的是将FeCr2O4转化为Na2CrO4,写出对应的化学反应方程式 ,同时将Al、Si氧化物转化为可溶性钠盐,写出关于Si氧化物反应的化学方程式: ,“焙烧”时气体与矿料逆流而行,目的是 。
(2)“酸化”的目的是 。
(3)Fe元素在 (填操作单元的名称)过程中除去。
(4)蒸发结晶时,副产品为 。
(5)冷却结晶所得母液中,除Na2Cr2O7外,可在上述流程中循环利用的物质还有 。
32.(2025·东北三省调研·12月)以钛铁矿(主要成分为,含少量等)为原料制备的工艺流程如图所示[已知:易水解生成沉淀]。
回答下列问题:
(1)位于元素周期表 区。滤液1主要溶质有和 (填化学式)。
(2)“酸浸”中,硫酸与反应生成的化学方程式为 。
(3)已知:绿矾、的溶解度曲线如图所示。操作X是 。滤液2可循环用于“ ”工序,实现资源利用。
(4)在操作X后向“母液”中滴加Y溶液,产生蓝色沉淀,则母液含有。写出产生蓝色沉淀的离子方程式: 。
(5)在制备时,氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
(6)下图代表晶胞结构示意图。其中配位数最简比为 。
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重难点06 常见无机物的性质、用途及转化
考点
三年考情分析
2025考向预测
常见无机化合物的成分、性质及用途
2024·北京卷;2024·山东卷;2024·浙江卷;2023·全国乙卷;2022·北京卷;2022·山东卷;2022·浙江卷;
复习时,要求熟练掌握常考元素(如Na、Mg、Al、Fe、Cu、C、N、O、Si、S、Cl等)及其重要化合物的主要性质和应用,了解常见元素及其重要化合物对环境的影响。同时扩展钴、镍、锰、铬等过渡金属的性质。
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。
元素及其化合物之间的转化
2024·全国甲卷;2024·江苏卷;2024·重庆卷;2024·安徽卷;2023·全国甲卷;2023·江苏卷;2022·重庆卷;2022·安徽卷;
“价类二维图”考察元素及其化合物的性质
2024·广东卷;2023·广东卷;
选择型综合实验考察无机物的性质、制备
2024·新课标卷;2024·海南卷;2024·河北卷;2024·广东卷;2024·湖北卷;2024·江西卷;2023·新课标卷;2023·海南卷;2023·河北卷;2022·广东卷;2022·湖北卷;2022·江西卷;
“微型工艺流程”考察元素的性质与转化
2024·北京卷;2024·湖南卷;2024·福建卷;2024·辽宁卷;2024·广西卷;2024·贵州卷;2024·甘肃卷;2023·北京卷;2023·湖南卷;2023·福建卷;2022·辽宁卷;2022·广西卷;2022·贵州卷;2022·甘肃卷;
无机工艺流程综合题
2024·新课标卷;2024·全国甲卷;2024·北京卷;2024·山东卷;2024·海南卷;2024·浙江卷;2024·河北卷;2024·广东卷;2024·湖北卷;2024·福建卷;2024·重庆卷;2024·辽宁卷;2024·江西卷;2024·广西卷;2024·贵州卷;2024·甘肃卷;2023·新课标卷;2023·海南卷;2023·辽宁卷;2023·浙江卷;2023·河北卷;2023·广东卷;2022·广东卷;2022·湖北卷;2022·福建卷;2022·重庆卷;2022·辽宁卷;2022·江西卷;2022·广西卷;2022·贵州卷;2022·甘肃卷;
【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:45分钟)
考向1.常见无机化合物的成分、性质及用途
1.(2024·山东·高考真题)物质性质决定用途,下列两者对应关系错误的是
A.石灰乳除去废气中二氧化硫,体现了的碱性
B.氯化铁溶液腐蚀铜电路板,体现了的氧化性
C.制作豆腐时添加石膏,体现了的难溶性
D.用氨水配制银氨溶液,体现了的配位性
【答案】C
【解析】A.SO2是酸性氧化物,石灰乳为Ca(OH)2,呈碱性,吸收SO2体现了Ca(OH)2的碱性,A正确;
B.氯化铁溶液腐蚀铜电路板,发生的反应为,体现了Fe3+的氧化性,B正确;
C.制作豆腐时添加石膏,利用的是在胶体中加入电解质发生聚沉这一性质,与CaSO4难溶性无关,C错误;
D.银氨溶液的配制是在硝酸银中逐滴加入氨水,先生成白色沉淀AgOH,最后生成易溶于水的Ag(NH3)2OH,Ag(NH3)2OH中Ag+和NH3之间以配位键结合,体现了NH3的配位性,D正确;
故选C。
2.(2024·浙江·高考真题)下列说法不正确的是
A.呈两性,不能用于治疗胃酸过多
B.能与反应产生,可作供氧剂
C.有还原性,能被氧化成
D.见光易分解,应保存在棕色试剂瓶中
【答案】A
【解析】A.呈两性,不溶于水,但可以与胃酸反应生成无毒物质,因此其能用于治疗胃酸过多,A不正确;
B.能与反应产生,该反应能安全发生且不生成有毒气体,故可作供氧剂,B正确;
C.有还原性,其中Fe元素的化合价为+2,用适当的氧化剂可以将其氧化成更高价态的,C正确;
D.见光易分解的物质应保存在棕色试剂瓶中;见光易分解,故其应保存在棕色试剂瓶中,D正确;
综上所述,本题选A。
3.(2025·哈尔滨九中·期中)下列关于物质的用途说法正确的是
A.碳酸钠能中和胃里过多的胃酸,缓解胃部不适
B.溶液作“腐蚀液”将覆铜板上不需要的铜腐蚀
C.漂白液可用作棉、麻、纸张的漂白剂,也可用作泳池消毒剂
D.铝制餐具日常生活中随处可见,通常用来蒸煮或存放所有食物
【答案】C
【解析】A.碳酸钠的碱性较强,不能用来中和胃里过多的胃酸,一般使用碳酸氢钠来缓解胃部不适,因为碳酸氢钠的碱性相对较弱,并且能与胃酸(主要成分是盐酸)反应,A错误;
B.溶液不能作为 “腐蚀液” 腐蚀覆铜板上的铜,因为氯化亚铁没有强氧化性,不能与铜发生氧化还原反应,而溶液可以,反应为,B错误;
C.漂白液的主要成分是次氯酸钠,它具有强氧化性。在工业上,可利用其氧化性将棉、麻、纸张中的有色物质氧化为无色物质,从而起到漂白作用,同时,次氯酸钠在水中会产生次氯酸,次氯酸能杀菌消毒,所以也可用作泳池消毒剂,C正确;
D.铝制餐具不能用来蒸煮或存放酸性、碱性或含有食盐的食物,因为铝能与酸、碱发生反应,在食盐存在的情况下,铝制品表面的氧化膜会被破坏,发生电化学腐蚀,D错误;
故选D。
4.(2025·哈尔滨九中·期中)类推类比迁移的思维方法可以预测许多物质的性质,但类比是相对的,不能违背客观事实。下列类比分析结果正确的是
A.与反应生成和,推测与反应生成和
B.Mg-Al稀盐酸构成的原电池负极为Mg,推测Mg-Al稀NaOH构成的原电池负极为Mg
C.Cu与S反应生成,推测Cu与反应生成CuI
D.使紫色石蕊溶液先变红后褪色,推测使紫色石蕊溶液先变红后褪色
【答案】C
【解析】A.具有强氧化性,具有还原性,二者反应生成,A错误;
B.Mg-Al稀盐酸构成的原电池,Mg比Al活泼,负极为Mg,Mg-Al稀NaOH构成的原电池,Mg不能与NaOH反应,Al与NaOH反应生成和氢气,负极为Al,B错误;
C.S的氧化性较弱,Cu与S反应生成,的氧化性也较弱,Cu与反应生成CuI,C正确;
D.与水反应生成盐酸和次氯酸,次氯酸具有漂白性,所以使紫色石蕊溶液先变红后褪色,而与水反应生成亚硫酸,二氧化硫不能漂白指示剂,所以使紫色石蕊溶液变红、但不褪色,D错误;
故选C。
5.(2025·东北三省精准教学·12月联考)“幸福不会从天降,美好生活靠劳动创造”。下列劳动项目与所述的化学知识没有关联的是
选项
劳动项目
化学知识
A
玻璃厂工人以纯碱、石灰石和石英砂为原料生产普通玻璃
酸性:
B
工人利用铝热反应焊接钢轨
高温下铝能还原氧化铁
C
水厂工人用对自来水进行消毒
具有强氧化性
D
考古研究员通过测定文物年代
死亡生物体中不断衰变
【答案】A
【解析】A.石英砂的主要成分是,石灰石、纯碱在高温条件下可以与反应生成硅酸盐,与和的酸性强弱无关,A错误;
B.高温下铝还原氧化铁生成熔融铁,并放出大量的热,可用于焊接钢轨,B正确;
C.具有强氧化性,能使病菌的蛋白质变性,可以用于自来水的杀菌消毒,C正确;
D.具有放射性,可以通过死亡生物体中不断衰变测定文物年代,D正确;
故答案为:A。
(2025·哈尔滨九中·期中)根据以下信息,回答下小题。
1941年,我国科学家侯德榜结合地域条件改进索尔维制碱法,提出纯碱与铵肥()的联合生产工艺,被命名为“侯氏制碱法”。主要工艺流程如下图:
6.关于侯氏制碱法的主要工艺流程,下列说法错误的是
A.若用上图装置模拟沉淀池,应先从a通
B.冷析池中发生的反应的离子方程式:
C.盐析池中加入NaCl,使增大,逆向移动,析出
D.溶液2和溶液3中离子种类和浓度均相同
7.下列关于两种制碱法的说法,错误的是
A.两种制碱法对溶液1的处理不同
B.两种制碱法中可循环利用的物质不同
C.两种制碱法中原料NaCl的利用率相同
D.两种制碱法都利用了的溶解度小和不稳定的性质
8.关于碳酸钠和碳酸氢钠,下列说法错误的是
A.碳酸钠和碳酸氢钠的焰色试验,火焰均为黄色
B.分别向装有和的试管中加少量水,均有吸热现象
C.碳酸钠和碳酸氢钠的溶液均可以与溶液反应生成沉淀
D.碳酸钠和碳酸氢钠的溶液均显碱性,可用作食用碱或工业用碱
【答案】4.D 5.C 6.B
【分析】饱和食盐水中先通入氨气使溶液呈碱性,随后通入二氧化碳,反应生成碳酸氢钠和NH4Cl,碳酸氢钠在该条件下溶解度较小结晶析出,过滤得到的碳酸氢钠固体进入煅烧炉煅烧生成碳酸钠和二氧化碳。溶液1主要含氯化铵,加入氢氧化钙反应生成氨气和氯化钙。溶液1也可以进入冷析池中通入氨气生成NH4Cl结晶析出,反应后的溶液中加入氯化钠固体生成氯化铵结晶析出,溶液3为NaCl溶液。
6.A.氨气极易溶于水,不能直接通入水中,需要进行防倒吸处理,且制取碳酸氢钠时先通入氨气,A正确;
B.冷析池中含有碳酸氢根离子、氯离子和钠离子,通入氨气,反应生成氯化铵,生成的氯化铵浓度较大且温度较低故结晶析出,离子方程式正确,B正确;
C.溶液2中含有氯化铵,盐析池中加入氯化钠,溶液中氯离子浓度增大,逆向移动,促使氯化铵结晶析出,C正确;
D.溶液2中加入了NaCl固体经过盐析使得氯化铵结晶析出,得到溶液3中含有较多氯化钠,两溶液中钠离子和铵根离子的浓度不同,D错误;
故答案选D。
7.A.侯氏制碱法在溶液1中先后通入氨气和NaCl固体,促使氯化铵结晶析出,索尔维制碱法是在溶液1中加入氢氧化钙生成氨气和氯化钙,两种制碱法对溶液1的处理不同,A正确;
B.侯氏制碱法中可循环利用的物质为二氧化碳和氯化钠,索尔维制碱法中可循环利用的物质为氨气,B正确;
C.两种制碱法中原料NaCl的利用率不相同,侯氏制碱法中循环利用的是二氧化碳和氯化钠,索尔维制碱法中没有循环利用氯化钠,侯氏制碱法氯化钠利用率更高,C错误;
D.两种制碱法都涉及NaCl溶液、CO2、NH3的反应生成碳酸氢钠固体,碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠,都利用了碳酸氢钠的溶解度小和不稳定的性质,D正确;
故答案选C。
8.A.碳酸钠和碳酸氢钠中都含有钠离子,焰色试验火焰都是黄色,A正确;
B.碳酸钠溶于水放热,碳酸氢钠溶于水吸热,B错误;
C.碳酸钠与氢氧化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀,碳酸氢钠与氢氧化钙溶液反应也生成碳酸钙沉淀,C正确;
D.碳酸钠和碳酸氢钠的溶液分别因存在碳酸根和碳酸氢根离子的水解呈碱性,可用作食用碱或者工业用碱,D正确;
故答案选B。
考向2.元素及其化合物之间的转化
9.(2024·宁夏四川·高考真题)四瓶无色溶液,它们之间的反应关系如图所示。其中a、b、c、d代表四种溶液,e和g为无色气体,f为白色沉淀。下列叙述正确的是
A.a呈弱碱性
B.f可溶于过量的b中
C.c中通入过量的e可得到无色溶液
D.b和d反应生成的沉淀不溶于稀硝酸
【答案】B
【分析】由题意及关系图可知,a与b反应需要加热,且产生的e为无色气体,则a和b分别为和的一种,产生的气体e为;又由于b和c反应生成白色沉淀f,不会与其他三种溶液产生沉淀,故b为,a为;又由于c既能与b产生沉淀f,又能与d反应产生沉淀f,故c为,d为,生成的白色沉淀为,无色气体g为。综上所述,a为溶液,b为溶液,c为溶液,d为溶液,e为,f为,g为。
【解析】A.由分析可知,a为溶液,为强酸弱碱盐的溶液,水解显酸性,故a显弱酸性,A项错误
B.由分析可知,f为,b为溶液,为两性氢氧化物,可溶液强碱,故f可溶于过量的b中,B项正确;
C.由分析可知,c为溶液,e为,溶液通入会生成沉淀,不溶于弱碱,继续通入不能得到无色溶液,C项错误;
D.由分析可知,b为 ,d为,二者反应生成沉淀,可溶与稀硝酸,D项错误;
故选B。
10.(2024·江苏·高考真题)在给定条件下,下列制备过程涉及的物质转化均可实现的是
A.HCl制备:溶液和
B.金属Mg制备:溶液
C.纯碱工业:溶液
D.硫酸工业:
【答案】A
【解析】A.电解氯化钠溶液可以得到H2和Cl2,H2和Cl2点燃反应生成HCl,故A的转化可以实现;
B.氢氧化镁和盐酸反应可以得到氯化镁溶液,但是电解氯化镁溶液不能得到Mg,电解熔融MgCl2才能得到金属镁单质,故B的转化不能实现;
C.纯碱工业是在饱和食盐水中通入NH3和CO2先得到NaHCO3,然后NaHCO3受热分解为Na2CO3,故C的转化不能实现;
D.工业制备硫酸,首先黄铁矿和氧气反应生成SO2,但是SO2和水反应生成H2SO3,不能得到H2SO4,故D的转化不能实现;
故选A。
11.(2024·安徽·高考真题)下列选项中的物质能按图示路径在自然界中转化,且甲和水可以直接生成乙的是
选项
甲
乙
丙
A
B
C
D
【答案】D
【解析】A.Cl2与水反应生成HClO和HCl,无法直接生成NaClO,A错误;
B.SO2与水反应生成亚硫酸而不是硫酸,B错误;
C.氧化铁与水不反应,不能生成氢氧化铁沉淀,C错误;
D.CO2与水反应生成碳酸,碳酸与碳酸钙反应生成碳酸氢钙,碳酸氢钙受热分解生成二氧化碳气体,D正确;
故答案选D。
12.(2025·辽宁抚顺联考·期中)下列各组物质中,物质之间通过一步反应就能实现图示转化的是
选项
物质转化关系
a
b
c
d
A
B
NO
C
Na
NaCl
D
S
【答案】A
【解析】A.和氨水反应生成、加热分解为、和硝酸反应生成、和硝酸银反应生成、和氨水反应生成,故A正确;
B.N2不能直接生成,故B错误;
C.NaCl不能直接生成,故C错误;
D.S不能直接生成SO3,故D错误;
选A。
13.(2025·辽宁省实验中学·期中)符合如图所示的转化关系,且当、、的物质的量相等时,存在焓变。满足上述条件的、可能是
①、;②、;③、;④、;⑤、
A.②③ B.③⑤ C.①④⑤ D.①④
【答案】B
【解析】①由2Na+O2Na2O2,可看成2Na+O2=Na2O、Na2O+O2=Na2O2来完成,X、Y、Z的物质的量相等时,不符合△H=△H1+△H2,故①不符合;②因S与氧气反应生成二氧化硫,不会直接生成三氧化硫,则不符合转化,故②不符合;③由C+O2CO2,可看成C+O2CO,CO+O2CO2来完成,X、Y、Z的物质的量相等,符合△H=△H1+△H2,故③符合;④由NaOH+CO2═NaHCO3,可看成NaOH+CO2═Na2CO3+H2O,CO2+Na2CO3+H2O=NaHCO3,X、Z的物质的量相等,而Y的物质的量为X一半,不符合题意,故④不符合;⑤由AlCl3+4NaOH═3NaCl+Na[Al(OH)4],可看成AlCl3+3NaOH═Al(OH)3↓+3NaCl、Al(OH)3+NaOH═Na[Al(OH)4]来完成,X、Y、Z的物质的量相等,符合△H=△H1+△H2,故⑤符合;综上分析,符合题意的有③⑤;故答案选B。
考向3.“价类二维图”考察元素及其化合物的性质
14.(2024·广东·高考真题)部分含或或物质的分类与相应化合价关系如图。下列推断合理的是
A.若a在沸水中可生成e,则a→f的反应一定是化合反应
B.在g→f→e→d转化过程中,一定存在物质颜色的变化
C.加热c的饱和溶液,一定会形成能产生丁达尔效应的红棕色分散系
D.若b和d均能与同一物质反应生成c,则组成a的元素一定位于周期表p区
【答案】B
【解析】A.若a在沸水中可生成e,此时a为Mg,e为Mg(OH)2,即f为镁盐,a→f的反应有多种,可能为,该反应属于置换反应,可能为,该反应属于化合反应,综上a→f的反应不一定是化合反应,故A错误;
B.e能转化为d,此时e为白色沉淀,d为红褐色沉淀,说明在g→f→e→d转化过程中,一定存在物质颜色的变化,故B正确;
C.由题意得,此时能产生丁达尔效应的红棕色分散系为胶体,c应为铁盐,加热铁盐的饱和溶液,也有可能直接得到沉淀,故C错误;
D.假设b为Al2O3,即d为,c为铝盐,Al2O3、与稀盐酸反应均生成铝盐,此时组成a的元素为Al,位于周期表p区;假设b为Fe2O3,即d为,c为铁盐,Fe2O3、与稀盐酸反应均生成铁盐,此时组成a的元素为Fe,位于周期表d区,故D错误;
故选B。
15.(2025·辽宁抚顺联考·期中)部分含硫物质的“价-类”二维图如下图所示。下列叙述正确的是
A.a和c反应能生成b
B.实验室常用d的浓溶液与铁反应制氢气
C.久置空气中,e溶液的碱性增强
D.向紫色石蕊溶液中通入过量c,溶液最终变为无色
【答案】A
【分析】由图像可知,a为,b为S,c为,d为,e为;
【解析】A.与反应可以生成S,2+=3S↓+2H2O,A正确;
B.铁遇浓硫酸发生钝化,B错误;
C.溶液久置空气中发生反应,溶液为中性,C错误;
D.二氧化硫的漂白性具有选择性,只能漂白某些有机有色物质,向紫色石蕊溶液中通入过量,溶液只变为红色,不褪色,D错误;
答案选A。
16.(2025·辽宁点石联考·期中)氮,硫及其化合物的“价—类”二维图如图所示。下列说法正确的是
A.a、b、u、v、w均能作还原剂
B.常温下,e,z的浓溶液不与铁反应
C.除y外,上述物质中还有2种属于电解质
D.d、w、x均可与水反应生成酸,且都属于酸性氧化物
【答案】A
【分析】根据图中的信息可知,a为,b为,c为,d为,e为,u为,v为S,w为,x为,y为,z为。
【解析】A. 由分析可知,a为,b为,u为,v为S,w为,其中S和N的化合价均不是其最高正价,均可以失去电子作还原剂,故A正确;
B. 常温下,浓硝酸、浓硫酸使铁钝化,铁的表面生成致密的氧化膜,发生了化学反应,故B错误;
C. 题述物质中属于电解质的有,因此除y外,还有3种物质属于电解质,故C错误;
D. 二氧化氮不属于酸性氧化物,故D错误。
综上所述,答案为A。
考向4.选择型综合实验考察无机物的性质、制备
17.(2024·全国·高考真题)实验室中利用下图装置验证铁与水蒸气反应。下列说法错误的是
A.反应为
B.酒精灯移至湿棉花下方实验效果更好
C.用木柴点燃肥皂泡检验生成的氢气
D.使用硬质玻璃试管盛装还原铁粉
【答案】B
【解析】A.铁和水蒸气在高温下发生反应生成和,该反应的化学方程式为,A正确;
B.酒精灯放在铁粉下方加热可以产生高温,且不影响水的蒸发,若移至湿棉花下方则难以产生高温,则实验效果不好,B错误;
C.用木柴点燃肥皂泡,若产生尖锐的爆鸣声,则可检验生成的气体为氢气,C正确;
D.由于该实验中的反应要在高温下发生,因此要使用硬质玻璃试管盛装还原铁粉,D正确;
故选B。
18.(2024·河北·高考真题)图示装置不能完成相应气体的发生和收集实验的是(加热、除杂和尾气处理装置任选)
选项
气体
试剂
A
饱和溶液+浓硫酸
B
浓盐酸
C
固体熟石灰
D
石灰石+稀盐酸
【答案】C
【分析】如图所示的气体发生装置可以为固液加热型反应,也可以是固液不加热型;右侧气体收集装置,长进短出为向上排空气法,短进长出为向下排空气法,装满水后短进长出为排水法;
【解析】A.饱和溶液和浓硫酸反应可以制,使用固液不加热制气装置,密度比空气大,用向上排空气法收集,可以完成相应气体的发生和收集实验,A不符合题意;
B.和浓盐酸加热反应可以制,使用固液加热制气装置,密度比空气大,用向上排空气法收集,可以完成相应气体的发生和收集实验,B不符合题意;
C.固体与熟石灰加热可以制需要使用固固加热制气装置,图中装置不合理,不能完成相应气体的发生和收集实验,C符合题意;
D.石灰石(主要成分为)和稀盐酸反应可以制,使用固液不加热制气装置,密度比空气大,用向上排空气法收集,可以完成相应气体的发生和收集实验,D不符合题意;
本题选C。
19.(2024·湖北·高考真题)碱金属的液氨溶液含有的蓝色溶剂化电子是强还原剂。锂与液氨反应的装置如图(夹持装置略)。下列说法错误的是
A.碱石灰有利于逸出
B.锂片必须打磨出新鲜表面
C.干燥管中均可选用
D.双口烧瓶中发生的变化是
【答案】C
【分析】本题利用Li和液氨反应制备;碱石灰可以吸收浓氨水中的水分,同时吸水过程大量放热,使浓氨水受热分解产生氨气;利用集气瓶收集氨气;过量的氨气进入双口烧瓶中在冷却体系中发生反应生成;最后的球形干燥管中可装,除掉过量的氨气,同时防止空气的水进入引起副反应。
【解析】A.碱石灰为生石灰和氢氧化钠的混合物,可以吸收浓氨水中的水分,同时吸水过程大量放热,有利于逸出,A正确;
B.锂片表面有Li2O,Li2O会阻碍Li和液氨的接触,所以必须打磨出新鲜表面,B正确;
C.第一个干燥管目的是干燥氨气,为酸性干燥剂能与氨气反应,所以不能用,而装置末端的干燥管作用为吸收过量的氨气,可用,C错误;
D.双口烧瓶中发生的变化是,D正确;
故选C。
20.(2024·江西·高考真题)从CPU针脚(含有铜、镍和钴等金属)中回收金的实验步骤如图。下列说法错误的是
A.将CPU针脚粉碎可加速溶解
B.除杂和溶金步骤需在通风橱中进行
C.富集后,K[AuBr4]主要存在于滤液中
D.还原步骤中有生成
【答案】C
【解析】A.将CPU针脚粉碎,增大与硝酸和水的接触面积,可加速溶解,故A正确;
B.除杂和溶金步骤中会生成污染性气体二氧化氮、一氧化氮,需在通风橱中进行,故B正确;
C.图示可知,富集后,K[AuBr4]主要存在于滤渣中,故C错误;
D.还原步骤中Na2S2O5做还原剂得到金属单质金,硫元素化合价升高,反应过程中有生成,故D正确;
故选C。
考向5.“微型工艺流程”考察元素的性质与转化
21.(2024·北京·高考真题)硫酸是重要化工原料,工业生产制取硫酸的原理示意图如下。
下列说法不正确的是
A.I的化学方程式:
B.Ⅱ中的反应条件都是为了提高平衡转化率
C.将黄铁矿换成硫黄可以减少废渣的产生
D.生产过程中产生的尾气可用碱液吸收
【答案】B
【分析】黄铁矿和空气中的O2在加热条件下发生反应,生成SO2和Fe3O4,SO2和空气中的O2在400~500℃、常压、催化剂的作用下发生反应得到SO3,用98.3%的浓硫酸吸收SO3,得到H2SO4。
【解析】A.反应I是黄铁矿和空气中的O2在加热条件下发生反应,生成SO2和Fe3O4,化学方程式:,故A正确;
B.反应Ⅱ条件要兼顾平衡转化率和反应速率,还要考虑生产成本,如Ⅱ中“常压、催化剂”不是为了提高平衡转化率,故B错误;
C.将黄铁矿换成硫黄,则不再产生,即可以减少废渣产生,故C正确;
D.硫酸工业产生的尾气为、,可以用碱液吸收,故D正确;
故选B。
22.(2024·湖南·高考真题)中和法生产的工艺流程如下:
已知:①的电离常数:,,
②易风化。
下列说法错误的是
A.“中和”工序若在铁质容器中进行,应先加入溶液
B.“调pH”工序中X为或
C.“结晶”工序中溶液显酸性
D.“干燥”工序需在低温下进行
【答案】C
【分析】和先发生反应,通过加入X调节pH,使产物完全转化为,通过结晶、过滤、干燥,最终得到成品。
【解析】A.铁是较活泼金属,可与反应生成氢气,故“中和”工序若在铁质容器中进行,应先加入溶液,A项正确;
B.若“中和”工序加入过量,则需要加入酸性物质来调节pH,为了不引入新杂质,可加入;若“中和”工序加入过量,则需要加入碱性物质来调节pH,为了不引入新杂质,可加入NaOH,所以“调pH”工序中X为NaOH或,B项正确;
C.“结晶”工序中的溶液为饱和溶液,由已知可知的,,则的水解常数,由于,则的水解程度大于电离程度,溶液显碱性,C项错误;
D.由于易风化失去结晶水,故“干燥”工序需要在低温下进行,D项正确;
故选C。
23.(2024·重庆·高考真题)单质M的相关转化如下所示。下列说法错误的是
A.a可使灼热的铜变黑 B.b可与红热的铁产生气体
C.c可使燃烧的镁条熄灭 D.d可使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝
【答案】C
【分析】碱溶液与单质d反应生成漂白液,故单质d为Cl2,碱溶液是NaOH;碱溶液NaOH与氧化物c(适量)反应得纯碱溶液,故氧化物c为CO2;单质M与氧化物b反应得碱溶液,故单质M为Na,氧化物b为H2O;Na与单质a反应得氧化物,因此单质a为O2,据此回答。
【解析】A.a为O2,O2可与灼热的铜反应生成黑色的氧化铜,A正确;
B.b为H2O,水蒸气可与红热的铁在高温下反应生成四氧化三铁和氢气,B正确;
C.c为CO2,镁条在CO2中燃烧生成氧化镁和碳,燃烧的镁条不熄灭,C错误;
D.d为Cl2,Cl2可与碘化钾反应生成碘单质,碘单质能使湿润的淀粉试纸变蓝,D正确;
答案选C。
24.(2024·吉林·高考真题)某工厂利用铜屑脱除锌浸出液中的并制备,流程如下“脱氯”步骤仅元素化合价发生改变。下列说法正确的是
锌浸出液中相关成分(其他成分无干扰)
离子
浓度
145
0.03
1
A.“浸铜”时应加入足量,确保铜屑溶解完全
B.“浸铜”反应:
C.“脱氯”反应:
D.脱氯液净化后电解,可在阳极得到
【答案】C
【分析】铜屑中加入H2SO4和H2O2得到Cu2+,反应的离子方程式为:,再加入锌浸出液进行“脱氯”,“脱氯”步骤中仅Cu元素的化合价发生改变,得到CuCl固体,可知“脱氯”步骤发生反应的化学方程式为:,过滤得到脱氯液,脱氯液净化后电解,Zn2+可在阴极得到电子生成Zn。
【解析】A.由分析得,“浸铜”时,铜屑不能溶解完全,Cu在“脱氯”步骤还需要充当还原剂,故A错误;
B.“浸铜”时,铜屑中加入H2SO4和H2O2得到Cu2+,反应的离子方程式为:,故B错误;
C.“脱氯”步骤中仅Cu元素的化合价发生改变,得到CuCl固体,即Cu的化合价升高,Cu2+的化合价降低,发生归中反应,化学方程式为:,故C正确;
D.脱氯液净化后电解,Zn2+应在阴极得到电子变为Zn,故D错误;
故选C。
25.(2024·广西·高考真题)实验小组用如下流程探究含氮化合物的转化。为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.“反应1”中,每消耗,在下得到
B.“反应2”中,每生成0.1molNO,转移电子数为
C.在密闭容器中进行“反应3”,充分反应后体系中有个
D.“反应4”中,为使完全转化成,至少需要个
【答案】B
【分析】反应1为实验室制备氨气的反应,方程式为:2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O,反应2是氨气的催化氧化,方程式为:4NH3+5O24NO+6H2O,反应3为一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮,方程式为:2NO+O₂=2NO₂ ,反应4为二氧化氮,氧气和水反应生成硝酸,4NO2+2H2O+O2=4HNO3,以此解题。
【解析】A.根据分析可知,每消耗,生成0.1mol氨气,但是由于不是标准状况,则气体不是2.24L,A错误;
B.根据分析可知,反应2方程式为:4NH3+5O24NO+6H2O,该反应转移20e-,则每生成0.1molNO,转移电子数为,B正确;
C.根据反应3,充分反应后生成个,但是体系中存在2NO2⇌N2O4,则最终二氧化氮数目小于,C错误;
D.根据反应4可知,为使完全转化成,至少需要个O2,D错误;
故选B。
26.(2025·辽宁省实验中学·期中)某萃铜余液主要含有、、、、等离子,从萃铜余液中回收金属和制备的工艺流程如图所示。下列叙述正确的是
A.已知过硫酸钠中的化合价为,则含过氧键的数目为
B.“氧化除锰”过程中过硫酸钠可用绿色氧化剂来代替
C.加入“调”所得滤渣的成分为
D.取以上产品高温煅烧得到固体和(标况),则该产品的化学式为。
【答案】D
【分析】流程可知,向萃铜余液中加入过硫酸钠溶液,余液中锰离子、亚铁离子被氧化生成二氧化锰、铁离子,过滤得到二氧化锰和“氧化除锰"的余液;向余液中加入氧化锌调节溶液pH使铁离子转化为氢氧化铁沉淀,过滤得到含有锌离子、镉离子的滤液;加入锌置换出Cd;加入有机溶剂萃取,到除去镉离子的滤液;向硫酸锌溶液中加入碳酸氢铵溶液,硫酸锌转化为碱式碳酸锌晶体,过滤得到碱式碳酸锌晶体。
【解析】A.根据化合价的代数和为零,设-1价O有a个,可得2×(8-a)+a=12+2,可解得a=2,可判断每个中含有2个-1价的O,故1mol中含过氧键的数目为,A错误;
B.可作分解的催化剂,故不能用来代替,B错误;
C.加入ZnO使溶液的pH升高,目的是将溶液中的转化为沉淀,故滤渣为,C错误;
D.,,可知,可知,则该产品的化学式为,D正确;
故选D。
27.(2025·辽宁沈阳市联考·期中)氮化镓(GaN)是第三代半导体材料。某工厂利用铝土矿(主要成分为)为原料制备GaN的流程如下图所示。已知镓与铝同主族,其氧化物和氢氧化物均为两性化合物,能与强酸、强碱溶液反应。下列说法错误的是
已知:。
A.可以通过粉碎铝土矿、搅拌等方法提高“碱溶”效率
B.由步骤②、③可知,的酸性比的强
C.滤渣1是,生成滤渣2的离子方程式可能为
D.步骤⑥的反应中,被氧化
【答案】D
【分析】以铝土矿(主要成分为Al2O3、Ga2O3、Fe2O3)为原料,制备GaN,流程主线以Ga为主元素,Al2O3、Fe2O3作为杂质被除去,加入NaOH溶液“碱浸”铝土矿,Fe2O3不反应,过滤以滤渣1被除去,Al2O3、Ga2O3与碱反应进入滤液1中,以[Al(OH)4]-、[Ga(OH)4]-形式存在,通入适量CO2调节pH生成Al(OH)3沉淀,过滤为滤渣2除去,滤液2中通入过量CO2生成Ga(OH)3沉淀,经过一系列处理最终转化为GaN,据此回答。
【解析】A.粉碎铝土矿、搅拌等可以增大反应物接触面积,提高反应速率的同时提高铝土矿的利用率,A正确;
B.、与碱反应,分别以、的形式存在于滤液1中,过程②与适量反应生成沉淀,过程③与过量反应生成沉淀,所以的酸性比强,B正确;
C.加入NaOH溶液“碱浸”铝土矿,Fe2O3不反应,所以滤渣1是Fe2O3,与适量CO2反应生成滤渣2,滤渣2是Al(OH)3沉淀,离子方程式可能为:,C正确;
D.生成的化学方程式为,中H元素化合价降低,NH3被还原,D错误;
故选D。
考向6.无机工艺流程综合题
28.(2024·吉林·高考真题)中国是世界上最早利用细菌冶金的国家。已知金属硫化物在“细菌氧化”时转化为硫酸盐,某工厂用细菌冶金技术处理载金硫化矿粉(其中细小的颗粒被、包裹),以提高金的浸出率并冶炼金,工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)北宋时期我国就有多处矿场利用细菌氧化形成的天然“胆水”冶炼铜,“胆水”的主要溶质为 (填化学式)。
(2)“细菌氧化”中,发生反应的离子方程式为 。
(3)“沉铁砷”时需加碱调节,生成 (填化学式)胶体起絮凝作用,促进了含微粒的沉降。
(4)“焙烧氧化”也可提高“浸金”效率,相比“焙烧氧化”,“细菌氧化”的优势为_______(填标号)。
A.无需控温 B.可减少有害气体产生
C.设备无需耐高温 D.不产生废液废渣
(5)“真金不怕火炼”,表明难被氧化,“浸金”中的作用为 。
(6)“沉金”中的作用为 。
(7)滤液②经酸化,转化为和的化学方程式为 。用碱中和可生成 (填溶质化学式)溶液,从而实现循环利用。
【答案】(1)CuSO4
(2)
(3)
(4)BC
(5)做络合剂,将Au转化为从而浸出
(6)作还原剂,将还原为Au
(7) NaCN
【分析】矿粉中加入足量空气和H2SO4,在pH=2时进行细菌氧化,金属硫化物中的S元素转化为硫酸盐,过滤,滤液中主要含有Fe3+、、As(V),加碱调节pH值,Fe3+转化为胶体,可起到絮凝作用,促进含As微粒的沉降,过滤可得到净化液;滤渣主要为Au,Au与空气中的O2和NaCN溶液反应,得到含的浸出液,加入Zn进行“沉金”得到Au和含的滤液②。
【解析】(1)“胆水”冶炼铜,“胆水”的主要成分为CuSO4;
(2)“细菌氧化”的过程中,FeS2在酸性环境下被O2氧化为Fe3+和,离子方程式为:;
(3)“沉铁砷”时,加碱调节pH值,Fe3+转化为胶体,可起到絮凝作用,促进含As微粒的沉降;
(4)A.细菌的活性与温度息息相关,因此细菌氧化也需要控温,A不符合题意;
B.焙烧氧化时,金属硫化物中的S元素通常转化为SO2,而细菌氧化时,金属硫化物中的S元素转化为硫酸盐,可减少有害气体的产生,B符合题意;
C.焙烧氧化需要较高的温度,因此所使用的设备需要耐高温,而细菌氧化不需要较高的温度就可进行,设备无需耐高温,C符合题意;
D.由流程可知,细菌氧化也会产生废液废渣,D不符合题意;
故选BC;
(5)“浸金”中,Au作还原剂,O2作氧化剂,NaCN做络合剂,氰化钠能够与金离子形成稳定的络合物从而提升金单质的还原性,将Au转化为从而浸出;
(6)“沉金”中Zn作还原剂,将还原为Au;
(7)滤液②含有,经过H2SO4的酸化,转化为ZnSO4和HCN,反应得化学方程式为:;用碱中和HCN得到的产物,可实现循环利用,即用NaOH中和HCN生成NaCN,NaCN可用于“浸金”步骤,从而循环利用。
29.(2025·辽宁省名校联盟·期中)一种以芒硝为原料制备的工艺流程如图所示,请回答下列问题:
已知:①常温常压下,能溶于水,极易溶于水;②的水溶液呈碱性。
(1)上述流程用化学式表示出的物质中,属于碱性氧化物的为 (填化学式);工业上常在高温下煅烧大理石制备CaO,该反应的化学方程式为 。
(2)“反应1”先通入,再通入的原因是 。
(3)“反应2”是为了除去“滤液”中的含碳物质,发生反应的离子方程式为 ,若标准状况下生成,则参与反应的HCl的物质的量为 mol。
(4)相同条件下,的溶解度比的溶解度 (填“大”或“小”),下列试剂或方法能鉴别相同浓度的溶液和溶液的是 (填标号)。
A.溶液 B.稀盐酸 C.焰色试验 D.酚酞溶液
【答案】(1)CaO
(2)通入使溶液碱性增强,从而能吸收更多的,提高溶液中的浓度
(3) 0.15
(4)小 BD
【分析】由题给流程图可知,食盐水先吸收氨气变成碱性溶液,在通入二氧化碳发生反应析出溶解度更小的碳酸氢钠晶体,煅烧分解就可制得纯碱。滤液中加盐酸,将碳酸氢钠转化为氯化钠,加入氧化钙将氯化铵转化为氯化钙和氨气,加入硫酸钠生成硫酸钙,滤液为NaCl,据此分析。
【解析】(1)属于碱性氧化物的为CaO;煅烧大理石制备CaO,该反应的化学方程式为;
(2)极易溶于水, 使溶液碱性增强,从而能吸收更多的,提高溶液中的浓度;
(3)加盐酸除去“滤液”中的碳酸氢钠,离子方程式为;若标准状况下生成,,n=0.15mol,则参与反应的HCl的物质的量为0.15mol;
(4)相同条件下,的溶解度比的溶解度小;
A.溶液和溶液的均可与溶液反应生成白色沉淀,A错误;
B.将稀盐酸逐滴滴加到溶液立即有气泡生成,将稀盐酸逐滴滴加到溶液,开始无气泡,继续滴加再产生气泡,B正确;
C.溶液和溶液均含有钠元素,焰色试验无法鉴别,C错误;
D.相同浓度的溶液和溶液滴加酚酞溶液,颜色深的为,颜色浅的为可以鉴别,D正确;
故选BD。
30.(2025·东北育才学校·联考)V2O5是制造钒铁合金、金属钒的原料,也是重要的催化剂。以苛化泥为焙烧添加剂从石煤中提取V2O5的工艺,具有钒回收率高、副产物可回收和不产生气体污染物等优点。工艺流程如下。
已知:Ⅰ.石煤是一种含V2O3的矿物,杂质为大量Al2O3和少量CaO等;苛化泥的主要成分为CaCO3、NaOH、Na2CO3等。
Ⅱ.室温下,偏钒酸钙[Ca(VO3)2]和偏铝酸钙均难溶于水。
回答下列问题:
(1)钒原子的价层电子排布式为 ;焙烧生成的偏钒酸盐中钒的化合价为 ,产生的气体①为 (填化学式)。
(2)水浸工序得到滤渣①和滤液,滤渣①中含钒成分为偏钒酸钙,滤液中杂质的主要成分为 (填化学式)。
(3)碱性环境下,偏钒酸钙经盐浸生成碳酸钙发生反应的离子方程式为 ;CO2加压导入盐浸工序可提高浸出率的原因为 ;浸取后低浓度的滤液①进入 (填工序名称),可实现钒元素的充分利用。
(4)洗脱工序中洗脱液的主要成分为 (填化学式)。
【答案】(1) +5 CO2
(2)NaAlO2或NaAl[(OH)4]
(3) 提高溶液中浓度,促使偏钒酸钙转化为碳酸钙,释放 离子交换
(4)NaCl
【分析】石煤和苛化泥通入空气进行焙烧,反应生成NaVO3、、Na[Al(OH)4]、、CaO和CO2等,水浸可分离焙烧后的可溶性物质(如NaVO3)和不溶性物质[、等],过滤后滤液进行离子交换、洗脱,用于富集和提纯,加入氯化铵溶液沉钒,生成NH4VO3,经一系列处理后得到V2O5;滤渣①在pH≈8,65-70℃的条件下加入3%NH4HCO3溶液进行盐浸,滤渣①中含有钒元素,通过盐浸,使滤渣①中的钒元素进入滤液①中,再将滤液①回流到离子交换工序,进行的富集。
【解析】(1)钒是23号元素,价电子排布式为:,焙烧生成的偏钒酸盐中钒的化合价为+5价;碳酸钙高温分解,产生的气体①为;
(2)由已知信息可知,高温下,苛化泥的主要成分与反应生成偏铝酸钠和偏铝酸钙,偏铝酸钠溶于水,偏铝酸钙难溶于水,所以滤液中杂质的主要成分是Na[Al(OH)4];
(3)在弱碱性环境下,Ca(VO3)2与碳酸氢根、氢氧根反应生成碳酸钙、偏钒酸根和水,离子方程式为:;CO2加压导入盐浸工序可提高浸出率,是因为CO2加压后可提高溶液中浓度,促使偏钒酸钙转化为碳酸钙,释放VO;滤液①中含有VO、NH等,且浓度较低,若要利用其中的钒元素,需要通过离子交换进行分离、富集,故滤液①应进入离子交换工序。
(4)由离子交换工序中树脂的组成可知,洗脱液中应含有Cl-,考虑到水浸所得溶液中含有Na+,故洗脱液的主要成分应为NaCl;
31.(2025·吉林市·一模)工业上以铬铁矿(FeCr2O4,含Al、Si氧化物等杂质)为主要原料制备红矾钠(Na2Cr2O7•2H2O)的工艺流程如图。回答下列问题:
(1)“焙烧”的目的是将FeCr2O4转化为Na2CrO4,写出对应的化学反应方程式 ,同时将Al、Si氧化物转化为可溶性钠盐,写出关于Si氧化物反应的化学方程式: ,“焙烧”时气体与矿料逆流而行,目的是 。
(2)“酸化”的目的是 。
(3)Fe元素在 (填操作单元的名称)过程中除去。
(4)蒸发结晶时,副产品为 。
(5)冷却结晶所得母液中,除Na2Cr2O7外,可在上述流程中循环利用的物质还有 。
【答案】(1) 增大反应物接触面积,使反应更充分
(2)使铬酸钠转化为重铬酸钠或铬酸根离子转化为重铬酸根离子,提高的产率
(3)浸取
(4)
(5)
【分析】以铬铁矿(FeCr2O4,含Al、Si氧化物等杂质)为主要原料制备红矾钠(Na2Cr2O7•2H2O)过程中,向铬铁矿中加入纯碱和O2进行焙烧,FeCr2O4转化为Na2Cr2O4,铁元素被O2氧化成Fe2O3,Al、Si氧化物转化为Na[Al(OH)4]、Na2SiO3,加入水进行“浸取”,Fe2O3不溶于水,过滤后向溶液中加入H2SO4调节溶液pH使、转化为沉淀过滤除去,再向滤液中加入H2SO4,将Na2Cr2O4转化为Na2Cr2O7,溶液蒸发结晶将Na2SO4除去,所得溶液冷却结晶得到Na2Cr2O7•2H2O晶体,母液中还含有大量H2SO4;
【解析】(1)焙烧的目的是将FeCr2O4转化为Na2CrO4,铁元素转化为Fe2O3,对应的化学反应方程式为;Si氧化物反应生成硅酸钠,其化学反应方程式为;焙烧时气体与矿料逆流而行,目的是增大固体与气体的接触面积,使反应更充分;
(2)将Al元素和Si元素除去后,溶液中Cr元素主要以、存在,溶液中存在平衡:,降低溶液pH,平衡右移,可提高Na2Cr2O7的产率;
(3)由上述分析可知,Fe元素在“浸取”操作中除去;
(4)加入H2SO4酸化Na2CrO4转化为Na2Cr2O7,溶液中含有Na2SO4和Na2Cr2O7,最后冷却结晶得到Na2Cr2O7⋅2H2O和Na2SO4⋅10H2O,故蒸发结晶时,“副产品”的主要成分为Na2SO4⋅10H2O;
(5)由分析可知,溶液蒸发结晶将Na2SO4除去,所得溶液冷却结晶得到Na2Cr2O7•2H2O晶体,母液中还含有大量H2SO4,可以循环利用。
32.(2025·东北三省调研·12月)以钛铁矿(主要成分为,含少量等)为原料制备的工艺流程如图所示[已知:易水解生成沉淀]。
回答下列问题:
(1)位于元素周期表 区。滤液1主要溶质有和 (填化学式)。
(2)“酸浸”中,硫酸与反应生成的化学方程式为 。
(3)已知:绿矾、的溶解度曲线如图所示。操作X是 。滤液2可循环用于“ ”工序,实现资源利用。
(4)在操作X后向“母液”中滴加Y溶液,产生蓝色沉淀,则母液含有。写出产生蓝色沉淀的离子方程式: 。
(5)在制备时,氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
(6)下图代表晶胞结构示意图。其中配位数最简比为 。
【答案】(1)d
(2)
(3)蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤 酸浸
(4)
(5)
(6)
【分析】向钛铁矿(主要成分为钛酸亚铁,含等)中加入浓NaOH溶液,和NaOH反应分别生成和Na2SiO3,则滤液1中的溶质为、Na2SiO3、NaOH;加入酸,酸溶后的溶液中主要含有TiO2+、Fe2+、H+和,结晶使FeSO4·7H2O析出,调节pH得到沉淀,滤液2中主要含有H+和,将煅烧得到TiO2;TiO2与Ti加热到1500°C得到TiO,加热到1600°C得到Ti2O3。
【解析】(1)基态原子价层电子排布式为,位于元素周期表d区。根据分析可知,滤液1主要溶质有和;
(2)钛酸亚铁与硫酸反应生成硫酸亚铁、硫酸氧钛和水,化学方程式为:;
(3)根据溶解度曲线可知,FeSO4·7H2O溶解度随温度的变化大,而溶解度随温度变化小,故蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤得到FeSO4·7H2O晶体。“母液”经调节,发生水解反应,析出,化学方程式为,则滤液2主要成分为硫酸,可循环用于“酸浸”工序;
(4)用溶液检验亚铁离子,生成蓝色沉淀,离子方程式为:;
(5)制备时发生反应,二氧化钛是氧化剂,钛是还原剂,氧化剂、还原剂的物质的量之比为;
(6)由晶胞图可知,左图中钛、氧原子个数比为,右图中钛、氧原子个数比为,故左图代表,配位数为6;右图中,配位数为,配位数最简比为。
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