高考化学一轮复习 专题12 无机化学综合应用课件

专题十二 无机化学综合应用常见金属元素(如Na、Al、Fe、Cu等)与常见非金属元素(如H、C、N、O、Si、S、Cl等)各部分知识的综合运用。 考纲要求考点一物质的特殊转化关系及框图推断栏目索引考点二元素化合物知识的综合应用1.直线型转化关系(1)X为O2NaNa2ONa2O2N2NONO2或NH3NONO2SSO2SO3或H2SSO2SO3CCOCO2或CH4COCO2醇醛羧酸知识精讲考点一物质的特殊转化关系及框图推断2.交叉型转化3.三角型转化4.注意反应形式与物质的关系，特别是置换反应(1)金属金属：金属盐盐金属，铝热反应。(2)金属非金属：活泼金属H2O(或H)H2,2MgCO2 2MgOC。(4)非金属金属，用H2、C冶炼金属。通过反应形式梳理化学反应，培养归纳、整理的能力。5.抓住化学反应与反应条件的关系多数化学反应需要一定条件，条件不同化学反应也不同。(1)“催化剂”，无机化学反应需要的催化剂不同，但是根据“催化剂”这一条件，可将氯酸钾分解、双氧水分解、工业合成氨、SO2催化氧化、氨催化氧化联系起来，形成知识链。(2)“通电”或“电解”，可以锁定在电解水、氯化钠、氯化镁、氯化铜、硫酸铜、硝酸盐等溶液，熔融氯化钠和氧化铝范围内。(3)“高温”，常见的有碳酸钙分解、SiO2和C的置换反应、制造普通玻璃的反应、铝热反应等。6.抓住特征颜色和特殊状态(1)(淡)黄(棕)色固体：Na2O2、S、FeCl3；黑色固体：MnO2、C、CuO、FeO、Fe3O4；紫(黑)色固体：KMnO4、I2；红色固体：Cu；绿色固体：Cu2(OH)2CO3。(2)有色气体：NO2(红棕色)、F2(浅黄绿色)、Cl2(黄绿色)；无色刺激性气味气体：SO2、NH3、HX(X为F、Cl、Br、I)；无色无味气体：H2、N2、O2、CO2、CO、CH4、NO。(3)常温下呈液态的特殊物质：Br2(非金属单质)、Hg(金属单质)、H2O、H2O2等。(4)易升华的物质：I2。(5)溶液中的有色离子：Cu2(蓝色)、Fe2(浅绿色)、Fe3(黄色)、MnO 紫(红)色。(6)Br2在水中显黄(橙)色，在有机溶剂中显橙(红)色；I2在水中显黄(褐)色，在有机溶剂中显紫(红)色。(7)有色沉淀：白色沉淀：H2SiO3、AgCl、BaSO4(不溶于酸)、BaSO3、Mg(OH)2、Fe(OH)2、Al(OH)3、BaCO3、CaCO3、CaSO3、MgCO3等；(淡)黄色沉淀：AgBr、AgI、S；红褐色沉淀：Fe(OH)3；蓝色沉淀：Cu(OH)2；砖红色沉淀：Cu2O。7.抓住特征反应现象(1)燃烧：H2Cl2(苍白色火焰)，C2H2(C6H6)O2(明亮火焰，大量黑烟)，AlO2，MgO2(耀眼白光，白色固体生成)，金属焰色反应。(2)淀粉遇碘变蓝，蛋白质遇浓硝酸变黄。(3)使湿润红色石蕊试纸变蓝的是NH3，使品红溶液褪色的是Cl2、SO2等。(4)在空气中由无色变为红棕色气体的是NO。(5)Fe3遇OH生成红褐色沉淀，遇苯酚显紫色，遇SCN显血红色。(6)Fe2遇OH生成白色沉淀，白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色；Fe2遇SCN无明显现象，在通入Cl2后溶液显血红色。(7)与碱反应加热产生气体的溶液中一般含NH 。(8)既能与酸反应又能与碱反应并产生气体的物质：Al、弱酸的铵盐(碳酸铵、硫化铵等)、弱酸的酸式铵盐(碳酸氢铵、硫氢化铵等)。(9)燃烧能生成烟：Na在氯气中燃烧生成白烟，Fe在氯气中燃烧生成红棕色烟，Cu在氯气中燃烧生成棕黄色烟。题组集训题组一逐项验证，突破“转化关系”选择题1.(2015江苏，8)在给定条件下，下列选项中所示的物质间转化均能一步实现的是()D项，蔗糖是非还原性糖，不能和银氨溶液发生银镜反应生成银，错误。答案A2.(2015福建理综，9)纯净物X、Y、Z转化关系如右图所示，下列判断正确的是()A.X可能是金属铜B.Y不可能是氢气C.Z可能是氯化钠D.Z可能是三氧化硫解析A项，若X是Cu，Y是Cl2，Cu在Cl2中燃烧生成CuCl2，电解CuCl2溶液生成Cu和Cl2，符合图中转化关系，正确；B项，若X是Cl2，Y是H2，H2在Cl2燃烧生成HCl，HCl溶于水生成盐酸，电解盐酸则生成H2和Cl2，也符合图中转化关系，错误；C项，若Z是氯化钠，则X、Y分别是Na和Cl2中的一种；电解氯化钠水溶液生成的是H2、Cl2、NaOH，不符合图中转化关系，错误；D项，若Z是SO3，而X、Y 可能是O2和SO2中的一种，SO3溶于水生成硫酸，电解硫酸溶液实质是电解水，产生H2和O2，不符合图中转化关系，错误。答案A3.(2014江苏，8)下列各组物质中，不满足组内任意两种物质在一定条件下均能发生反应的是() 物质组别 甲乙丙AAlHClNaOHBNH3O2HNO3CSiO2NaOHHFDSO2Ca(OH)2NaHCO3解析A项，Al与HCl、NaOH溶液都能反应生成H2，HCl溶液与NaOH溶液能发生中和反应；B项，NH3与O2在催化剂、高温条件下反应生成NO和H2O，O2与HNO3不能发生反应，NH3与HNO3反应生成NH4NO3；C项，SiO2与NaOH溶液、HF溶液分别发生反应：SiO22NaOH=Na2SiO3H2O、SiO24HF=SiF42H2O，NaOH溶液与HF溶液发生中和反应；D项，SO2为酸性氧化物，可与Ca(OH)2溶液反应生成盐，H2SO3的酸性强于H2CO3，SO2可与NaHCO3溶液反应生成CO2，Ca(OH)2溶液可与NaHCO3溶液反应生成CaCO3沉淀。答案B方法归纳1.注意总结反应规律，熟记特殊转化关系。2.做此类题目，往往是把选项一一带入，按照箭头指向看是否能转化，然后选出正确答案。题组二寻找突破口，破解“综合框图”推断题4.A、B、C、D、E是常见化合物或单质，有如下转化关系(略去条件和副产品)。(1)若D为氧气，C为NaAlO2，试写出B转化为C的化学方程式_。解析若D为氧气，C为NaAlO2，则A是Al，发生的反应为4Al3O2 2Al2O3；Al2O32NaOH=2NaAlO22H2O。答案Al2O32NaOH=2NaAlO22H2O(2)若A为气态单质，B为漂白粉的有效成份，C具有漂白性。试写A转化为B的化学方程式_。画出组成单质A的元素原子结构示意图_。解析若A为气态单质，B为漂白粉的有效成分，C具有漂白性，则A是Cl2，B是Ca(ClO)2；C是HClO。发生的反应为2Cl22Ca(OH)2=CaCl2Ca(ClO)22H2O；Ca(ClO)2CO2H2O=CaCO32HClO。Cl原子结构示意图为 。答案2Cl22Ca(OH)2=CaCl2Ca(ClO)22H2O (3)若A、B、C均为钠盐的水溶液，D、E均为卤素单质，请写出B转化为C的离子方程式_。解析根据非金属活动性强弱的顺序可知：若A、B、C均为钠盐的水溶液，D、E均为卤素单质，则符合要求的物质是A：NaI；B是NaBr；C是NaCl；D是Br2；E是Cl2。发生反应的方程式为Br22NaI=2NaBrI2；Cl22NaBr=2NaClBr2。2BrCl2=Br22Cl(4)若A常温下为固态单质，化合物B在常温常压下为气体，B和C的相对分子质量之比为45，且D、E为同一物质，则B为_。解析若A常温下为固态单质，化合物B在常温常压下为气体，B和C的相对分子质量之比为45，且D、E为同一物质，则A是S；B是SO2；C为SO3；D、E为O2。SO2(5)若B、D为质子数小于18的元素原子形成的单质，A、E、C均为氧化物，且D所含元素原子的质子数是B的2倍，A转化为B，B转化为C两个反应均属置换反应，请写出A转化为B的化学方程式_。解析若B、D为质子数小于18的元素原子形成的单质，A、E、C均为氧化物，且D所含元素原子的质子数是B的2倍，A转化为B，B转化为C两个反应均属置换反应，则A是CO2；D是Mg；B是C；E是SiO2，A转化为B的化学方程式是2MgCO2 2MgOC；B转化为C的化学方程式为2CSiO2 2COSi。答案2MgCO2 2MgOC5.已知AI均为中学化学中的常见物质，它们之间的转化关系如图所示，其中A、D为金属单质，反应过程中需要或生成的水及其他部分产物已略去。请回答以下问题：(1)B和F分别是_(填化学式)。(2)写出下列反应的化学方程式：A与B在高温下反应：_。H在空气中转化为I：_。(3)E溶液中所有离子浓度由大到小的顺序是_。(4)用离子反应方程式表示G溶液呈酸性的原因_；该反应的平衡常数为_(已知常温下，H的溶度积常数Ksp8.01016)。解析根据框中转化关系及题干信息，可以确定I为氢氧化铁。A、D为金属单质，根据A和B的反应条件就可以联想到铝热反应，推测A、D为铝和铁，即A为铝，B为氧化铁，C为氧化铝，D为铁，E为偏铝酸钠，G为氯化亚铁，F为氢氧化铝，H为氢氧化亚铁，I为氢氧化铁。偏铝酸钠水解使溶液呈碱性，所以溶液中离子浓度的大小顺序为答案(1)Fe2O3、Al(OH)3方法归纳“框图”推断题的答题要领1.思维要有整体性：解答时必须认真研究题目的总体要求，仔细推敲每一个环节，结合限制条件，弄清各个环节的相互联系，相互影响，串联整个过程，回答力求完整。2.假设推断要合理：在框图推断中，抓住关键环节，进行合理假设是必须的，按照题目要求理顺后再确定，这样可以大大节省时间。3.检验一遍很重要：通过一系列思维活动推断出结果后，将结果放入原题中进行检验，完全符合才正确，如有一处不符，可能是哪个环节出现了纰漏，则需再思考。4.思维发散有必要：注意多解，有时符合题意的解可能不止一种或一组。纵观近几年全国各地高考化学试题，除在选择题中直接考查元素化合物的性质、制法及相互转变关系外，更重要的是以元素化合物知识为载体，综合氧化还原、强弱电解质、平衡移动原理、物质结构等理论知识，对考生的思维能力进行综合考查。该部分高考题的特点是新颖、知识覆盖面广、思维跨度大，不但考查一个知识点，而且将多个知识点串联起来，增大了试题的难度。知识精讲考点二元素化合物知识的综合应用试题大致分为三种类型：一是化学实验对元素化合物知识的探究和验证；二是元素化合物知识在实际生产中的应用；三是化学反应原理对化合物知识的概括和演绎。题组集训题组一利用综合实验探究元素化合物的性质.该小组为确定一份加碘盐(可能含有KIO3、KI、Mg2、Fe3)的成分，设计定性实验加以猜想和验证。(1)实验过程如下： 实验步骤实验过程和现象对应结论步骤1取一定量加碘盐，用适量蒸馏水溶解，并加稀盐酸酸化，将所得试液分为3份 步骤2第份试液碘盐中肯定含_步骤2第份试液 第份试液X为_(填化学式)解析根据步骤2中第份试液中的实验现象，加碘盐中肯定含有Fe3；根据下层为紫红色知，X应为CCl4。答案Fe3CCl4(2)该碘盐中肯定不含的物质是_(用化学式或离子符号表达)。解析因为IO 5I6H=3I23H2O，所以根据第份试液中加入KIO3固体、淀粉无现象，证明碘盐中一定不含KI。KI(3)根据信息推断Fe3、S4O 、I2、Br2的氧化性由强到弱的顺序是_。解析由题干中所给信息，根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性可知，氧化性：Br2Fe3I2S4O 。(4)第份试液中加入足量KI固体后，反应的离子方程式为_、_。2Fe32I=2Fe2I2.用“间接碘量法”测定含有CuCl22H2O晶体的试样(不含能与I发生反应的氧化性杂质)的纯度，过程如下：取0.40 g试样溶于水，加入过量KI固体，充分反应，生成白色沉淀。加入淀粉作滴定指示剂，用0.100 0 molL1 Na2S2O3标准溶液滴定，到达滴定终点时，消耗Na2S2O3标准溶液20.00 mL。(1)滴定终点的现象是_。蓝色褪去，半分钟内颜色不变化(2)CuCl2溶液与KI反应的化学方程式为_。2CuCl24KI=2CuII24KCl(3)该试样中CuCl22H2O的质量分数为_。解析2Cu24I=2CuII21 mol 1 molx 20.00103 L0.100 0 molL1 2.0103 molx2.0103 mol答案85.5%命题思想新高考实验命题对实验探究型试题特别青睐，本题就是以教材原理为载体，设计探究物质的成分，氧化性强弱比较，以及“滴定法”的迁移应用等，贴近教材，符合新课改。探究模式一般为提出问题进行假设或猜想设计实验得出结论反思与拓展。常考探究点：铁元素的价态；硫元素价态；浓硫酸、稀硫酸的氧化性探究；浓硝酸、稀硝酸的氧化性探究；SO2、CO2、CO等气体性质探究；CO2、SO2、H2S与NaOH反应产物探究。题组二利用“工艺流程”全方位考查元素化合物的知识2.(2015全国卷，27)硼及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿(主要成分为Mg2B2O5H2O和Fe3O4，还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)为原料制备硼酸(H3BO3)的工艺流程如图所示： 回答下列问题：(1)写出Mg2B2O5H2O与硫酸反应的化学方程式_。为提高浸出速率，除适当增加硫酸浓度外，还可采取的措施有_(写出两条)。解析Mg2B2O5H2O与硫酸反应生成H3BO3、MgSO4，配平即可。为提高浸出速率，可以从温度(升高温度)、浓度、增大接触面积(将矿石粉碎)等角度分析。(2)利用_的磁性，可将其从“浸渣”中分离。“浸渣”中还剩余的物质是_(写化学式)。解析Fe3O4具有磁性，可以利用铁块将其从“浸渣”中吸出。SiO2不溶于H2SO4，CaO与H2SO4生成CaSO4微溶于水，所以“浸渣”中还有SiO2和CaSO4。此时溶液中除H3BO3外还有MgSO4由(1)中反应生成、Fe2(SO4)3、FeSO4、Al2(SO4)3。Fe3O4SiO2和CaSO4(3)“净化除杂”需先加H2O2溶液，作用是_ _ _ _ _ 。 然 后 再 调 节 溶 液 的 p H 约 为 5 ， 目 的 是_。解析“净化除杂”先加H2O2的目的是将Fe2氧化为Fe3，然后再通过调节pH促进Fe3、Al3水解生成Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀而除去。将Fe2氧化为Fe3使Al3和Fe3形成氢氧化物沉淀而除去(4)“粗硼酸”中的主要杂质是_(填名称)。解析“粗硼酸”中的主要杂质是没有除去的MgSO4。(5)以硼酸为原料可制得硼氢化钠(NaBH4)，它是有机合成中的重要还原剂，其电子式为_。解析NaBH4由Na和BH 组成。其中的氢显1价，1价的H具有较强的还原性。(七水)硫酸镁(6)单质硼可用于生产具有优良抗冲击性能的硼钢。以硼酸和金属镁为原料可制备单质硼，用化学方程式表示制备过程_。解析以硼酸和金属镁为原料可制备单质硼的过程是：H3BO3分解生成B2O3，B2O3与金属镁发生置换反应生成单质B。2B3MgO题后反思对近年的高考试题进行分析，不难发现，无机化合物的制备试题很多都是将化学工艺或化学工业生产及最新科技成果融入其中，来考查学生的综合能力。这类试题一般都是比较大型的推断、实验设计和探究类试题，这是高考中一个重要的热点。化学工艺流程题主要从以下两点设置：(1)环境与化学：主要涉及“废水、废气、废渣”的来源，对环境的影响和处理原理。(2)重要化工生产及资源利用：旨在用所学的基本理论(氧化还原、化学平衡、盐类水解、电化学、热化学、有机物结构与性质等)指导化工生产。从命题趋势来看，一般有三种题型：一是从实验设计和评价的角度对化工生产进行模拟；二是根据一些化工生产的流程来考查考生的综合应用能力；三是关于化工生产的相关计算。统览整体、截段分析是做“化工流程”题的主要方法。统览整体就是对一些线型工艺流程试题，对比分析流程图中原料与产品之间的关系，弄清生产过程中原料转化为产品的基本原理和除杂、分离、提纯产品的化学工艺，然后再结合题设的问题，逐一推敲解答。截段分析就是针对题目所涉及的问题在流程中的呈现位置进行截段，做重点分析，分析时，也要注意“前扯后挂”，不要“断章取义”。题组三元素化合物知识与化学基本理论的融合3.(2015北京理综，27)研究CO2在海洋中的转移和归宿，是当今海洋科学研究的前沿领域。(1)溶于海水的CO2主要以4种无机碳形式存在，其中HCO占95%。写出CO2溶于水产生HCO 的方程式：_。解析CO2溶于水生成H2CO3，H2CO3电离出H和HCO 。CO2(2)在海洋碳循环中，通过下图所示的途径固碳。写出钙化作用的离子方程式：_。同位素示踪法证实光合作用释放出的O2只来自于H2O。用18O标记物质的光合作用的化学方程式如下，将其补充完整：(3)海水中溶解无机碳占海水总碳的95%以上，其准确测量是研究海洋碳循环的基础。测量溶解无机碳，可采用如下方法：气提、吸收CO2。用N2从酸化后的海水中吹出CO2并用碱液吸收(装置示意图如下)。将虚线框中的装置补充完整并标出所用试剂。滴定。将吸收液吸收的无机碳转化为NaHCO3，再用x molL1 HCl溶液滴定，消耗y mL HCl溶液。海水中溶解无机碳的浓度_ molL1。解析该装置为洗气瓶的装置，要注意装置中长管进、短管出，且用分液漏斗滴加酸化所用试剂稀硫酸，因HCl易挥发出来影响后续的滴定而不能用盐酸。答案(4)利用如图所示装置从海水中提取CO2，有利于减少环境温室气体含量。结合方程式简述提取CO2的原理：_。用该装置产生的物质处理b室排出的海水，合格后排回大海。处理至合格的方法是_。解析a室的电极连接电源的正极，作阳极，发生氧化反应：2H2O4e= O24H，c(H)增大，H从 a 室通过阳离子交换膜进入 b 室，发生反应：HCO H=CO2H2O。海水的pH8，电解后的海水pH6，呈酸性；c室的反应：2H2O2e= H22OH，可用c室排出的碱液与从b室排出的酸液中和调至接近装置入口海水的pH，即处理合格。答案a 室：2H2O4e= O24H，H通过阳离子膜进入b室，发生反应：HCO H=CO2H2Oc室的反应：2H2O2e=H22OH，用c室排出的碱液将从b室排出的酸液调至接近装置入口海水的pH题后反思对本题命题思路的研究，不难发现命题者的良苦用心整合的思想。即“以元素为载体”，把众多的知识点串联起来，考查学生综合运用知识的能力。虽然年年题不同，但是万变不离其宗，都是考查基础知识的运用，不要因试题的“穿新衣，戴新帽”而惊慌失措。“易点得全分，难点能得分，规范得高分”。