盘点无机物的性质与转化的题型-《中学生数理化》高考理化2025年6月刊

■河南省鄢陵县第一高级中学 冯存良(正高级教师) 无机物的性质与转化在高中化学中占有 相当大的比重,随着高考自主命题省份的增 多,以及选择题数目的增多,单独考查无机物 的性质与转化的试题也随之增多,主要考查 考生对无机物的性质、相互转化关系以及应 用的掌握情况。解答此类问题,需要掌握常 见物质的主要成分、性质、制备和用途,特别 是Cl、S、N、Si、Fe、Na、Al、Mg、Cu等单质及 其化合物的性质和转化关系及其用途,再通 过仔细推敲、分析,作出正确解答。 题型一: 判断金属及其化合物的性质与 用途的正误 例 1 化学物质在生产、生活中应用广 泛,下列说法错误的是( )。 A.将生铁进一步炼制减少含碳量,能得 到耐腐蚀的钢 B.高铁酸钾具有强氧化性,可以用于水 的消毒、杀菌等 C.合金硬度比纯金属大,是因合金内原 子层之间的相对滑动更加困难 D.漂粉精能用于游泳池消毒,漂粉精的 主要成分为NaClO 解析:将生铁进一步炼制可以减少碳含 量,在使用这种钢材时可以减少电化学腐蚀, 这样的钢材更耐腐蚀,A项正确。高铁酸钾 中铁元素化合价为+6价,具有强氧化性,可 以用于水的消毒、杀菌等,B项正确。合金的 硬度大于纯金属,合金中不同元素的原子的 半径大小不同,因此通过增加合金内原子层 之间的相对滑动难度,使合金的硬度大于纯 金属,C项正确。漂粉精的有效成分为次氯 酸钙,D项错误。 答案:D 题型二 :判断非金属及其化合物的性质 与用途的正误 例 2 物质微观结构决定宏观性质,进 而影响用途。下列结构或性质不能解释其用 途的是( )。 选项 结构或性质 用途 A 石墨呈层状结构,层间 以范德华力结合 石墨可用作润滑剂 B SO2 具有氧化性 SO2 可用作漂白剂 C 聚 丙 烯 酸 钠 ( 􀰷CH2 CH􀰻 COONa )中含 有亲水基团 聚丙烯酸钠可用于制 备高吸水性树脂 D 冠醚18-冠-6空腔 直 径(260~320 pm)与K+直 径(276 pm)接近 冠醚18-冠-6可识 别 K+,能增大 KMnO4 在有 机溶剂中的溶解度 解析:石墨呈层状结构,层间以范德华力 结合,该作用力较小,层与层容易滑动,石墨 可用作润滑剂,A项正确。SO2 具有漂白性, 可用作漂白剂,与氧化性无关,B项错误。聚 丙烯酸钠( 􀰷CH2 CH􀰻 COONa )中含有亲水基 团—COO-,可用于制备高吸水性树脂,C项 正确。冠醚18-冠-6空腔直径(260~320 pm)与 K+直径(276 pm)接近,可识别 K+,使K+ 存 在于其空腔中,进而能增大 KMnO4 在有机 溶剂中的溶解度,D项正确。 答案:B 题型三:判断金属及其化合物的性质与 转化的正误 例 3 Fe3O4 和FeO的热化学循环可 以利用太阳能,其转化关系如下页图1所示。 已知:反 应 K3 [Fe(CN)6]+FeCl2 􀪅􀪅 72 解题篇 经典题突破方法 高考理化 2025年6月 KFe[Fe(CN)6]↓(蓝色)+2KCl可用来检验 Fe2+。下列叙述错误的是( )。 图1 A.分析过程Ⅰ和Ⅱ,Fe3O4 是该循环过 程中的催化剂 B.过程Ⅱ的化学方程式为6FeO+CO2 700 K 􀪅􀪅􀪅􀪅2Fe3O4+C C.用 盐 酸、K3[Fe(CN)6]溶 液 检 验 Fe3O4 和FeO混合物中的FeO D.该循环过程利用了太阳能,而且降低 了环境中CO2 的含量 解析:上述循环中,促进CO2 分解的关键物 质是活性FeO,它也是中间产物,Fe3O4 在太阳 能作用下分解产生FeO,总反应分两步,先发生 反应Ⅰ,后发生反应Ⅱ,Fe3O4 在反应Ⅰ中参与反 应,在反应Ⅱ中生成,故Fe3O4 作总反应的催化 剂,A项正确。根据图示可知,过程Ⅱ的化学方 程式为6FeO+CO2 700 K 􀪅􀪅􀪅􀪅2Fe3O4+C,B项正 确。FeO和Fe3O4 溶于盐酸,发生的反应有 FeO+2H+ 􀪅􀪅Fe2+ +H2O,Fe3O4+8H+ 􀪅􀪅 Fe2++2Fe3++4H2O,两个反应都生成+2价铁, 无法检验混合物中的FeO,C项错误。上述循环 的总反应为CO2 太阳能 Fe3O4 􀪅􀪅􀪅􀪅C+O2,从绿色化学角度 分析,该循环过程利用了太阳能,实现了CO2 的 减排,并生成高附加值的活性炭,D项正确。 答案:C 题型四:判断非金属及其化合物的性质 与转化的正误 例 4 碘酸钾(KIO3)是重要的食品添 加剂。已知:HIO3 与 KIO3 均为白色固体, 能溶于水,难溶于部分有机溶剂,且 KIO3 在 碱性条件下易被ClO-氧化为KIO4。某化学 兴趣小组设计如下路线制备碘酸钾。下列有 关说法正确的是( )。 A.KClO3 与浓盐酸反应的离子方程式 为ClO-3+Cl-+6H+􀪅􀪅Cl2↑+3H2O B.加入CCl4 能够提高反应速率 C.加入 KOH 前,煮沸原溶液主要为提 高反应速率 D.“系列操作”为蒸发浓缩、冷却结晶、 过滤 解析:将浓盐酸和KClO3 混合制得的Cl2 通入I2 的CCl4 和水的液态混合物中,Cl2 氧化 I2 得到HIO3,经分液后向含HIO3 的水溶液中 加入KOH,经中和生成KIO3,向溶液中加入乙 醇溶液、搅拌、静置、过滤、洗涤、干燥最终得到 KIO3 固体。KClO3 与浓盐酸反应的离子方程 式为ClO-3 +5Cl-+6H+􀪅􀪅3Cl2↑+3H2O,A 项错误。卤素单质易溶于有机溶剂,加入CCl4 的目的是增加反应物接触面积,提高反应速率, B项正确。根据题目信息,KIO3 在碱性条件下 易被ClO-氧化为KIO4,而过量Cl2 在碱液中形 成ClO-,应加热煮沸除去,C项错误。根据题 目信息,KIO3 能溶于水,难溶于部分有机溶剂, 所以系列操作通常是加入乙醇溶液、搅拌静置、 过滤、洗涤干燥,D项错误。 答案:B 题型五: 判断化学工艺流程的“微设计” 及分析的正误 例5 回收利用废旧镍-镉电池(电池中含 有镍、镉、铁及少量钴和有机质等)的一种工艺 流程如下所示。已知Ni(OH)2 的溶度积Ksp= 2.0×10-15。下列说法错误的是( )。 A.“氧化”工序发生主要反应的离子方 程 式 为2Fe2+ +MnO2+4H+ 􀪅􀪅2Fe3+ + Mn2++2H2O B.“调 pH”时 溶 液 中 c(Ni2+ )= 0.02 mol·L-1,则应控制pH小于5 C.滤液1经处理之后可循环至沉镍工序 中使用 82 解题篇 经典题突破方法 高考理化 2025年6月 􀥕􀥕􀥕􀥕􀥕􀥕􀥕􀥕􀥕􀥕􀥕􀥕􀥕􀥕􀥕􀥕􀥕􀥕􀥕􀥕􀥕􀥕􀥕􀥕􀥕􀥕􀥕􀥕􀥕􀥕􀥕􀥕􀥕􀥕􀥕􀥕􀥕􀥕􀥕􀥕􀥕􀥕􀥕􀥕 D.“调pH”可选择氨水或NiO 解析:废旧镍-镉电池中含有镍、镉、铁及 少量钴和有机质等,粉碎后,灼烧除去有机 质,用硫酸酸浸后生成硫酸亚铁、硫酸镉、硫 酸镍和硫酸钴,用二氧化锰氧化亚铁离子生 成铁离子,用氨水或氧化镍调节溶液的pH, 使铁离子转化为氢氧化铁沉淀,用硫酸铵沉 镍生成晶体,用碳酸氢铵沉镉生成碳酸镉。 “氧化”工序中,在酸性条件下 MnO2 将 Fe2+氧化为Fe3+,反应的离子方程式为2Fe2+ +MnO2+4H+􀪅􀪅2Fe3++Mn2++2H2O,A 项正确。为避免生成Ni(OH)2 沉淀,需控制 溶液中的c(OH-),利用Ni(OH)2 的溶度积 计算,0.02×c2(OH-)=2.0×10-15,可得 c(OH-)=10-6.5mol·L-1,则 c(H+ )= 10-7.5mol·L-1,因此应控制pH<7.5,B项 错误。“沉 镉”时 发 生 的 反 应 为 CdSO4+ 2NH4HCO3 􀪅􀪅CdCO3↓+(NH4)2SO4+ H2O+CO2↑,因 此 滤 液1的 主 要 成 分 为 (NH4)2SO4,经处理之后可循环至沉镍工序 中使用,C项正确。“调pH”的目的是使Fe3+ 转化成Fe(OH)3 沉淀,为避免引入对后续工 序产生影响的杂质,试剂 X 可选择氨水或 NiO,D项正确。 答案:B 注:本文系2024年许昌市教育科学研究 一般课题“基于‘三新’背景高中化学大单元 教学实践研究”(课题批准号:YL2024G059) 研究成果之一。 (责任编辑 谢启刚) ■河南省鄢陵县第一高级中学 高小艳 无机化工流程题与化工生产紧密联系, 一直是高考中备受关注的一种题型,该类题 以生产实际为依托,将化工生产过程中的主 要生产流程用框图形式展示出来,并根据其 中涉及的化学知识步步设问,使问题情境真 实,题型灵活,可以主观题呈现,也可以客观 题呈现。以物质制备和物质的分离提纯等为 主的工艺流程题考查元素化合物和实验操 作、实际生产的相关知识。试题新颖,内容丰 富,阅读量大,具有很好的区分度。 题型一 :以物质制备为目的 例 1 钢渣是钢铁行业的固体废弃物, 含有 2CaO·SiO2、Fe2O3、FeO、Al2O3 和 V2O3 等物质。一种以钢渣粉为原料固定 CO2 并制备V2O3 的工艺流程如下所示。已 知钢渣中Ca元素质量分数为30%,V2O3 在 稀盐酸和NH4Cl混合溶液中不易被浸出。 该工艺条件下,有关金属离子开始沉淀 和沉淀完全的pH如表1所示。 表1 金属离子 Fe3+ Fe2+ Al3+ Ca2+ 开始沉淀的pH 1.9 7.2 3.5 12.4 沉淀完全的pH 2.9 8.2 5.1 13.8 回答下列问题: (1)浸出1过程生成的SiO2“包裹”在钢 渣表面形成固体膜,阻碍反应物向钢渣扩散。 92 解题篇 经典题突破方法 高考理化 2025年6月