全国版高考化学二轮复习 专题三元素及其化合物3讲 无机物知识的综合应用 新人教版

1、第3讲无机物知识的综合应用真题试做1(2009全国新课标高考，27)下图表示有关物质(均由短周期元素形成)之间的转化关系，其中A为常见的金属单质，B为非金属单质(一般是黑色粉末)，C是常见的无色无味液体，D是淡黄色的固体化合物。(反应条件图中已省略)(1)A、B、C、D代表的物质分别为_、_、_、_；(填化学式)(2)反应中的C、D均过量，该反应的化学方程式是_；(3)反应中，若B与F物质的量之比为43，G、H分别是_、_；(填化学式)(4)反应产物中K的化学式为_；(5)反应的离子方程式为_。2(2012北京理综，25)直接排放含SO2的烟气会形成酸雨，危害环境。利用钠碱循环法可脱除烟气中的

2、SO2。(1)用化学方程式表示SO2形成硫酸型酸雨的反应：_。(2)在钠碱循环法中，Na2SO3溶液作为吸收液，可由NaOH溶液吸收SO2制得，该反应的离子方程式是_。(3)吸收液吸收SO2的过程中，pH随n(SO)：n(HSO)变化关系如下表：n(SO)n(HSO)91911991pH8.27.26.2由上表判断，NaHSO3溶液显_性，用化学平衡原理解释：_。当吸收液呈中性时，溶液中离子浓度关系正确的是(选填字母)_。ac(Na)2c(SO)c(HSO)bc(Na)c(HSO)c(SO)c(H)c(OH)cc(Na)c(H)c(SO)c(HSO)c(OH)(4)当吸收液的pH降至约为6时，

3、需送至电解槽再生。再生示意图如下： HSO在阳极放电的电极反应式是_。当阴极室中溶液pH升至8以上时，吸收液再生并循环利用。简述再生原理：_。考向分析近几年考查的热点：因为理综考试时间、题量均有限，所以在化学试卷中出现了很多综合题，特别是把元素化合物知识与元素周期律、化学反应原理、化学实验结合在一起综合考查。热点例析热点一、无机推断、分离、提纯与工业生产的综合【例1】(2012广东深圳二模，32)钛(Ti)具有高强度和耐酸腐蚀性，是重要的工业原料。以金红石(主要成分为TiO2，含少量Fe2O3、SiO2)为原料可制取Ti。工业流程如下：(1)粗TiCl4中含有少量FeCl3、SiCl4等，它们

4、的部分性质如下：物质沸点/在水中在乙醚中TiCl4136强烈水解易溶SiCl458强烈水解易溶FeCl3303(升华)水解易溶从粗TiCl4中精制TiCl4的方法是_。A用水溶解后，重结晶B蒸馏C用乙醚萃取后，分液(2)写出金红石高温反应制取TiCl4的化学方程式_。(3)写出电解熔融NaCl的化学方程式_；阴极产物是_。(4)粗钛产品粉碎后要用盐酸浸洗。其主要目的是_。思路点拨 近几年高考常把元素化合物知识、物质的推断及提纯融入化学工艺流程、化学工业生产及最新科技成果中，考查考生的综合能力。1常见题型：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

5、考查物质的分离、提纯、制备及化学反应原理等知识；三是通过化工生产的有关计算，考查考生的基本计算能力。2解题思路：明确整个流程及每一部分的目的(主线主产品、分支副产品、回头为循环)仔细分析每步发生的反应及得到的产物结合基础理论与实际问题思考注意答题有模式与要点。热点二、无机框图推断与元素及其化合物的综合【例2】(2012河南平顶山期末，26)下图所示物质(部分产物和反应条件未标出)中，只有A是单质，常温下B和C呈气态，且B是导致酸雨的大气污染物，W是淡黄色固体。据此回答下列问题：(1)物质W中所含有的化学键类型为_，其阴、阳离子个数比为_。(2)物质C的结构式为_。(3)上图反应中不属于氧化还原

6、反应的有_(填写序号)。(4)写出A和X反应的化学方程式_；若生成的B在标准状况下的体积为22.4 L，则反应中转移电子数目为_。(5)请写出C和W反应的化学方程式：_。(6)请写出X和Y反应的离子方程式：_。思路点拨 1.解题方法解答此类题目的关键是抓住元素、化合物的特性，挖掘解题“题眼”，并以此为突破口解题。此类题常见的解题方法为“审找推验答”五步。即：(1)审：审清题意，题干问题框图，迅速浏览一遍，尽量在框图中把相关信息表示出来，明确求解要求。(2)找：找“题眼”，即找到解题的突破口，此步是解题的关键。(3)推：从“题眼”出发，联系新信息及所学知识，大胆猜测，进行前推、倒推，综合分析、推

7、理，初步得出结论。(4)验：验证确认，将结果放入原题中从头到尾顺一遍，完全符合条件才算正确，如果有一点不符合，则推倒原结论重新推断。(5)答：按题目要求写出答案。2常见突破口(1)特殊的物理性质焰色反应：Na(黄色)、K(透过蓝色钴玻璃，紫色)。有色气体：Cl2(黄绿色)、NO2(红棕色)，其他常见气体均为无色。有色液体或溶液：Cu2(蓝色)、Fe2(浅绿色)、Fe3(黄色)、MnO(紫色)、溴单质(在水中橙黄色，在有机溶剂中橙红色)、碘单质(在水中黄褐色，在有机溶剂中紫红色)。有色固体：黑色(MnO2、C、CuO、Fe3O4、FeO、CuS)，MnO2溶于热的浓盐酸；红色(Cu、Cu2O砖红

8、色)；红棕色(Fe2O3)；红褐色Fe(OH)3；淡黄色(S、Na2O2)；蓝色Cu(OH)2。有刺激性气味的气体：NH3、NO2、SO2、HCl、Cl2。常温常压下呈液态的物质常见的有H2O、H2O2。(2)常见的特征反应及现象使品红褪色的气体可能是Cl2、SO2，将褪色后的液体加热又复原的是SO2，污染空气造成酸雨的是SO2。实验现象为：白色沉淀灰绿色红褐色得转化一定是Fe(OH)2Fe(OH)3。与碱反应生成气体的溶液中一般含有NH。既能与碱反应又能与酸反应的物质一般为Al及其化合物或弱酸的铵盐。金属与其可溶性的盐反应，这种金属可能为铁。(3)特殊的转化关系直线型转化金属碱性氧化物碱盐；

9、满足此关系的有K、Na、Ca、Ba等。非金属酸性氧化物酸盐；满足此关系的有C、N、S等。ABC(酸或碱)：满足此关系的有NH3、S、N2、H2S、C、Na等。交叉型转化三角型转化即时训练1 A、B、C、D是由前18号元素组成的四种常见化合物，D为红棕色气体，甲、乙是两种单质，这些单质和化合物之间存在如下反应关系：(1)上述转化过程中包含的反应类型为_。a置换反应b化合反应c分解反应d复分解反应(2)乙在甲中燃烧，当有1 mol e转移，生成液态A时，放出142.9 kJ的热量，写出该反应的热化学方程式：_。(3)反应在一定条件下为可逆反应，经过一段时间该反应达到平衡，写出该反应的化学方程式：_

10、。若将3 mol甲和4 mol C混合充入容积为2 L的密闭容器中，2分钟后，达到平衡。平衡后混合气总物质的量为6 mol，甲的化学反应速率为_。将该平衡混合物缓慢通入水中得到1 L溶液，所得溶液物质的量浓度是_。即时训练2 下图为A、B两种物质间的转化关系(其中C、D是反应物，部分产物已省略)。以下判断不正确的是()。A若A是AlCl3，则C既可以是强碱，也可以是弱碱B若A是碱性气体，则A和C可能发生氧化还原反应，也可能发生非氧化还原反应C若AB是氧化还原反应，则C、D在上述转化过程中一定有一种为氧化剂，另一种为还原剂D上述变化过程中，A可以是酸、碱、盐，也可以是单质或氧化物热点三、元素推断

11、与元素周期律的综合【例3】(2012江西九校二次联考，28)下图是元素周期表的一部分，A、B、C、D、E、X是周期表给出元素组成的常见单质或化合物。已知A、B、C、D、E、X存在如图所示转化关系(部分生成物和反应条件略去)。(1)若E为氧化物，则A与水反应的化学方程式为_，该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为_。当X是碱性盐溶液，C为气体且分子中有22个电子时，表示X呈碱性的离子方程式为_。当X为金属单质时，则X与B的稀溶液反应生成C的离子反应方程式为_。(2)若E为单质气体，D为白色沉淀，A的化学式可能是_，B含有的化学键类型为_，C与X反应的离子方程式为_。(3)若B为单质气体，X为固体

12、单质，D可与水蒸气在一定条件下发生可逆反应，生成C和一种可燃性气体单质，则该可逆反应的化学方程式为_。思路点拨 解答此类题常用的方法结合原子结构、元素周期表、元素周期律找到题眼突破口，进行分析；我们也可以用筛选法进行解答，如常见的短周期元素中的气体单质有H2、N2、O2、Cl2等，如本题中(2)(3)小题就可以筛选符合条件的气体单质为H2、O2，其他气体单质N2、Cl2均不符合。热点四、元素推断与化学反应原理的综合【例4】(2012山东青岛质检，28)已知B是一种由三种短周期(各位于不同周期)元素组成的正盐，该盐在常用锌锰干电池中做电解质；Y在常温下为液态，E的相对分子质量比D大16，它们存在

13、如下转化关系(反应条件及部分产物已略去)：请回答下列问题：(1)B的化学式为_；F与Cu反应的离子方程式为_；(2)C可与过量的Cl2反应生成HCl和物质A，A可发生水解反应生成NH3和HClO，则C与过量Cl2反应的化学方程式为_，反应中的还原剂为_；(3)D气体和CO都是汽车尾气的主要成分，降低汽车尾气的方法之一是在排气管上安装催化转化器，发生如下反应：2D(g)+2CO(g)M(g)2CO2(g)H0。若在一定温度下，将1.4 mol D、1.2 mol CO充入1 L固定容积的容器中，反应过程中各物质的浓度变化如图所示。该反应的化学平衡常数为K_；若保持温度不变，20 min时再向容器

14、中充入CO、N2各0.8 mol，平衡将_移动(填“向左”“向右”或“不”)；20 min时，若改变反应条件，导致CO浓度发生如图所示的变化，则改变的条件可能是_(填序号)。a缩小容器体积b增加CO2的量c升高温度d加入催化剂思路点拨 无机推断与化学反应原理相结合，使考题具有考查知识面广，综合性强，思维容量大的特点，是近几年高考的热点。元素推断、无机框图推断涉及的大多数是常见物质，与化学反应原理联系点常有：1一些可燃物如氢气、碳、一氧化碳、甲烷等常与燃烧热、热化学方程式的书写、盖斯定律及燃料电池相联系。2NH3的合成、SO2的氧化、煤的气化、NO氧化等可逆反应，常常与化学反应速率、化学平衡等相

15、联系进行考查。3一些弱酸如碳酸、亚硫酸、次氯酸等及其对应的盐溶液；弱碱盐如FeCl3、AlCl3、CuSO4常常会与电离平衡、水解平衡、盐类水解等相联系。4一些金属盐及金属的冶炼常与电解池、原电池相联系。误区警示1忽视Fe元素的变价铁是我们中学阶段系统学习的唯一变价金属，所以我们在推断题时，一定要注意这一特殊性质，如中，如果A是金属单质，则A、F分别可能为Fe、Cl2。2混淆溶液中的置换反应中单质的属性单质X能从盐的溶液中置换出单质Y，我们很多同学错误认为单质X与Y要么都是金属、要么都是非金属。单质X与Y的物质属性可以是下列三种情况：金属和金属，如ZnCuSO4=ZnSO4Cu；非金属和非金属

16、，如Cl22NaBr=2NaClBr2；金属和非金属，如钠与盐溶液中的水反应2Na2H2O=2NaOHH2，所以以后我们在做题时不要忽视溶液中的水也可能参加反应。3在推断题中忽视一些特殊的反应金属与氧化物反应生成固体非金属单质的反应有2MgCO22MgOC；金属与氧化物反应生成金属单质的反应有2AlFe2O32FeAl2O3等铝热反应，在做推断题时，这常常是突破口。4定式思维错解我们看到这样的转化关系，就认为X为氧气，这种思维方式考虑不全面，常犯错误，如、等也符合上述转化关系。1(2012北京海淀期中，10)海洋约占地球表面积的71%，对其进行开发利用的部分流程如下图所示。下列说法不正确的是(

17、)。A可用BaCl2溶液除去粗盐中的SOB从苦卤中提取Br2的反应的离子方程式为2BrCl2=2ClBr2C试剂1可以选用石灰乳D工业上，电解熔融Mg(OH)2冶炼金属镁2现有AlCl3、Ba(OH)2、NaHCO3和稀硝酸四种溶液，分别为如图所示M、X、Y、Z中的某一种，图中每条线段两端的物质可以发生化学反应。下列推断合理的是()。AM一定是NaHCO3BY可能是AlCl3CX一定是AlCl3DZ可能是HNO33(2012湖南衡阳六校联考，17)已知X、Y、Z为单质，其他为化合物。其中Y为气体，G溶液呈黄色，E是不溶于水的酸性氧化物，能与氢氟酸反应，它们之间存在如下转化关系(部分产物已略去)

18、。请回答下列问题：(1)E的化学式是_。(2)M的水溶液俗称_，它与D反应的化学方程式为_。(3)写出A和D的稀溶液反应生成G的离子方程式_。(4)向含2 mol D的稀溶液中，逐渐加入X粉末至过量。假设生成的气体只有一种，则 n(Xm)的最大值为_。4(2012广东广州一模，32)绿矾(FeSO47H2O)的一种综合利用工艺如下：(1)绿矾与NH4HCO3在溶液中按物质的量之比12反应，有CO2生成，反应的离子方程式为_。(2)隔绝空气进行“焙烧”，铁元素的转化途径是FeCO3FeOFe，实际作还原剂的是CO。写出“焙烧”过程中各步反应的化学方程式_。(3)“除杂”步骤为：向母液中通入含臭氧

19、的空气、调节pH、过滤，除去的杂质离子是_。(4)母液“除杂”后，欲得到(NH4)2SO4粗产品，操作步骤依次为真空蒸发浓缩、冷却结晶、_。浓缩时若温度过高，产品中将混有NH4HSO4，运用化学平衡移动原理解释其原因_。(5)绿矾的另一种综合利用方法是：绿矾脱水后在有氧条件下焙烧，FeSO4转化为Fe2O3和硫的氧化物。分析下表实验数据，为了提高SO3的含量，可采取的措施是_。空气通入量/(Ls1)温度/SO2含量/%SO3含量/%0.0285045.454.60.0685030.569.50.1085011.188.90.1081011.188.90.1089011.288.85(2012北

20、京海淀期末，18)蛇纹石可用于生产氢氧化镁，简要工艺流程如下：.制取粗硫酸镁：用酸液浸泡蛇纹石矿粉，过滤；并在常温常压下结晶，制得粗硫酸镁(其中常含有少量Fe3、Al3、Fe2等杂质离子)。.提纯粗硫酸镁：将粗硫酸镁在酸性条件下溶解，加入适量的0.1 molL1 H2O2溶液，再调节溶液pH至78，并分离提纯。.制取氢氧化镁：向步骤所得溶液中加入过量氨水。已知：金属离子氢氧化物沉淀所需pHFe3Al3Fe2Mg2开始沉淀时1.53.36.59.4沉淀完全时3.75.29.712.4请回答：(1)步骤中，可用于调节溶液pH至78的最佳试剂是_(填字母序号)。AMgOBNa2CO3C蒸馏水(2)工

21、业上，常通过测定使铁氰化钾(K3Fe(CN)6)溶液不变色所需H2O2溶液的量来确定粗硫酸镁中Fe2的含量。已知，测定123 g粗硫酸镁样品所消耗的0.1 molL1H2O2溶液的体积如下表所示。平行测定数据平均值实验编号1234消耗H2O2溶液的体积/mL0.320.300.300.320.31Fe2与H2O2溶液反应的离子方程式为_。根据该表数据，可计算出123 g粗硫酸镁样品中含Fe2_mol。(3)工业上常以Mg2的转化率为考察指标，确定步骤制备氢氧化镁工艺过程的适宜条件。其中，反应温度与Mg2转化率的关系如下图所示。步骤中制备氢氧化镁反应的离子方程式为_。根据图中所示50 以前温度与

22、Mg2转化率之间的关系，可判断此反应是_(填“吸热”或“放热”)反应。图中，温度升高至50 以上Mg2转化率下降的可能原因是_。已知：KspMg(OH)25.61012、KspCa(OH)24.7106若用石灰乳替代氨水，_(填“能”或“不能”)制得氢氧化镁，理由是_。6有一化合物X，其水溶液为浅绿色，可发生如下的转化关系(部分反应物、生成物已略)。其中，B、D、E、F均为无色气体，M、L为常见的金属单质，C为难溶于水的红褐色固体。在混合液中加入BaCl2溶液可生成不溶于稀盐酸的白色沉淀，H和M反应可放出大量的热。请回答下列问题：(1)B的电子式为_。(2)画出元素M的原子结构示意图_。(3)

23、物质X的化学式为_。(4)电解混合液时阳极反应式为_。(5)按要求写出上述转化关系中有关反应的化学方程式：含有L元素的化合反应_。含有L元素的置换反应_。(6)已知a g E气体在D中完全燃烧生成稳定的化合物时，放出b kJ的热量，写出E燃烧热的热化学方程式_。参考答案命题调研明晰考向真题试做1答案：(1)AlCNa2O2(2)2H2O2Na2O2=4NaOHO2、2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2(3)CO2CO(4)Na2CO3(5)2AlOCO23H2O=2Al(OH)3CO解析：由颜色及状态可知B为碳单质，C是H2O，D为Na2O2，与Na2O2反应的物质常见的是CO2、H

24、2O，所以G为CO2、F为O2、K为Na2CO3；金属A与H2O、Na2O2反应可知A为Al、F为H2、溶液甲为NaAlO2。2答案：(1)SO2H2OH2SO32H2SO3O22H2SO4(2)2OHSO2=H2OSO(3)酸HSO存在：HSOHSO和HSOH2OH2SO3OH，HSO的电离程度强于水解程度ab(4)HSOH2O2e=SO3HH在阴极得电子生成H2，溶液中c(H)降低，促使HSO电离生成SO，且Na进入阴极室，吸收液得以再生解析：(1)酸雨形成的原因是二氧化硫与水反应生成亚硫酸，亚硫酸被空气中的氧气氧化为硫酸。(3)由表给数据n(SO)n(HSO)991时，溶液pH6.2，所

25、以亚硫酸钠溶液显酸性。亚硫酸钠溶液中存在两种趋势，电离趋势使溶液显酸性，水解趋势使溶液显碱性，溶液显酸性显而易见是电离趋势大于水解趋势的结果；由表给数据n(SO)n(HSO)11时，溶液pH7.2，可知吸收液显中性时溶液中c(SO)c(HSO)，所以中b项正确；依电荷守恒：c(Na) c(H) 2c(SO)c(HSO)c(OH)及c(H)c(OH)可判断a正确。(4)阳极发生氧化反应，所以HSO在阳极失去电子生成SO和H。应抓住电解再生的目的把HSO变成SO分析。精要例析聚焦热点热点例析【例1】 答案：(1)B(2)TiO22C2Cl2TiCl42CO(不配平或化学式错误不得分，不写高温条件扣

26、分；下列写法同样得分：TiO22CTi2CO、Ti2Cl2TiCl4，但只写一个0分)(3)2NaCl(熔融)2NaCl2(不配平或化学式错误不得分，不写通电条件扣分)钠(写Na也得分)(4)除去粗钛产品中剩余的少量钠，促进NaCl晶体析出(Cl同离子效应)解析：(1)所给性质只有沸点不同；(2)反应物为TiO2、C、Cl2，生成物为TiCl4、CO，依据化合价守恒可知Cl2、C计量数均为1，然后根据原子守恒配平其他物质TiO2CCl2TiCl4CO，消去分母即可。【例2】 答案：(1)离子键和共价键12(2)O=C=O(3)(4)C2H2SO4(浓)CO22SO22H2O1.2041024(

27、5)2Na2O22CO2=2Na2CO3O2(6)HHCO=CO2H2O解析：B为SO2，W为Na2O2，与Na2O2反应的气体只能为CO2，W为Na2CO3、Y加热生成，可知Y为NaHCO3；X与碳酸氢钠反应生成CO2，可知X为酸H2SO4；所以A为碳单质、X为浓硫酸。【即时训练1】 答案：(1)bc(2)H2(g)1/2O2(g)=H2O(l)H285.8 kJmol1(3)2NOO22NO20.25 mol(Lmin)14 molL1解析：红棕色气体D为NO2，由(2)可知A、乙、甲分别为H2O、H2、O2，所以C为NO，B为NH3；(2)2H2O2=2H2O，当有1 mol e转移，有

28、mol H2参加反应，所以1 mol H2参加反应，放出285.8 kJ的热量；(3)依据差量法进行计算(下划线为根据方程式求解得到的)：2NOO22NO2n 2 1 2 1始态/mol: 4 3 0反应/mol: 2 1 2 76终态/mol: 2 2 2O2的化学反应速率为，依据4NO3O22H2O=4HNO3可知生成4 mol HNO3。【即时训练2】 C解析：B可以是Al(OH)3或NaAlO2，D为盐酸，A选项正确；碱性气体是NH3，NH3N2NH3或NH3NHNH3，B选项正确；O2与Na反应生成Na2O2，Na做还原剂，Na2O2，与水反应生成O2，水既不是氧化剂，也不是还原剂，

29、C选项错误；A可以是CH3COOH、Al(OH)3、CO2等均可以，所以D选项正确。【例3】 答案：(1)3NO2H2O=2HNO3NO12COH2OHCOOHFe4HNO=Fe3NO2H2O(2)Na、Na2O2或NaH离子键和极性共价键Al33AlO6H2O=4Al(OH)3(3)COH2O(g)CO2H2解析：(1)排除法能与水反应生成氧化物的只有NO2，B为HNO3，氧化剂NO2NO化合价降低2、还原剂NO2HNO3化合价升高1，据电荷守恒所以氧化剂和还原剂的物质的量之比为12；X是碱性盐溶液，且与HNO3反应生成气体的常见盐有Na2CO3、NaHCO3、Na2SO3，CO2分子中含有

30、22个电子，且CO2与X反应可知X只能为Na2CO3；X为金属单质时，X只能为变价金属铁；(2)与水反应生成的气体单质可能为H2、O2，A可能为Na、Na2O2，B一定为NaOH，向NaOH溶液中滴加X，先无沉淀然后有沉淀，滴加的为Al3；(3)B可能为H2、O2，依据转化关系可知B只能为O2，X为碳、C为CO2、D为CO。【例4】 答案：(1)NH4Cl3Cu2NO8H=3Cu22NO4H2O(2)NH33Cl2=NCl33HClCl2(3)0.05 Lmol1向左bc解析：(1)由“盐在常用锌锰干电池中做电解质”可知B为NH4Cl、C为NH3，Y在常温下为液态可知Y为H2O，D、E、F、X

31、分别为NO、NO2、HNO3、O2；(2)水解反应是非氧化还原反应，有NCl3与水反应生成NH3 和HClO，可知NCl3中各元素的化合价为3，+可知NH3与Cl2反应过程中Cl的化合价既升高又降低，既是还原剂又是氧化剂；(3)依据质量守恒可知方程式为2NO(g)2CO(g)N2(g)2CO2(g)H0，利用“三部曲”求解： 2NO(g)2CO(g)N2(g)2CO2(g)始态/(molL1): 1.4 1.2 0 0反应/(molL1): 0.4 0.4 0.2 0.4终态/(molL1): 1.0 0.8 0.2 0.4时/(molL1): 1.0 0.80.8 0.20.8 0.4K0.05 Lmol1K0.05，平衡左移；由图像可知CO浓度逐渐增大，平衡左移导致。创新模拟预测演练1D解析：Mg(OH)2受热分解，工业上，电解熔融MgCl2冶炼金属镁，D选项错误。2D解析：两两混合，能与其他三种物质发生反应的有NaHCO3、Ba(OH)2，所以X可能为AlCl3或稀硝酸、同理Y可能为AlCl3或稀硝酸，所以只有D正确。3答案：(1)SiO2(2)水玻璃Na2SiO32HNO3=H2SiO32NaNO3(3)3Fe3O428HNO=9Fe3NO14H2O(4)0.75 mol解析：此题的突破口为“E是不溶