2023版高三一轮总复习化学鲁科版教案：第3章 大阶段高考总结(二) 元素及其化合物

1、PAGE PAGE 10本阶段涉及的元素及其化合物包括金属及其化合物和非金属及其化合物。高考命题时融合在概念与原理的考查中，单独命题很少。命题方向主要有以化工流程为载体考查元素及其化合物的制备、性质转化反应及应用，常见气体的实验室制法与性质探究。命题难度为中档为主。题型涉及选择题和非选择题。以化工流程为载体的元素及化合物的考查【典例1】(2021青岛模拟)铍可应用于飞机、火箭制造业和原子能工业。以硅铍石(主要成分为BeO、Al2O3、SiO2、FeO、Fe2O3)为原料提取铍，具体流程如下：已知：铍和铝在元素周期表中处于对角线位置，电负性相近，其单质及化合物在结构与性质等方面具有相似性。铝铵矾

2、在不同温度下的溶解度：温度/01020304060溶解度/g2.105.007.7410.914.926.7回答下列问题：(1)流程中“系列操作”为_。(2)将“中和液”沉淀时，调节溶液的pH不能过大或过小。pH过大时发生反应的离子方程式为_。(3)若在实验室洗涤粗Be(OH)2，操作为_；洗涤时加入NaOH溶液除去表面吸附的少量氢氧化铝，反应的离子方程式为_。(4)氧化铍转化为氯化铍的化学方程式为_。解析(1)铝铵矾在水中的溶解度随温度升高而增大，流程中“系列操作”为铝铵矾的结晶操作，步骤是蒸发浓缩、降温结晶、过滤。(2)Be(OH)2与Al(OH)3性质相似，将“中和液”沉淀时，调节溶液的

3、pH过大，Be(OH)2会溶解，发生反应的离子方程式为Be(OH)22OH=Be(OH)42。(3)若在实验室洗涤粗Be(OH)2，操作为向过滤器中加入NaOH溶液至浸没沉淀，待溶液滤出，重复操作23次；洗涤时加入NaOH溶液除去表面吸附的少量氢氧化铝，反应的离子方程式为Al(OH)3OH=Al(OH)4或Al(OH)3OH=AlOeq oal(,2)2H2O。答案(1)蒸发浓缩、降温结晶、过滤(2)Be(OH)22OH=Be(OH)42(3)向过滤器中加入NaOH溶液至浸没沉淀，待溶液滤出，重复操作23次Al(OH)3OH=Al(OH)4或Al(OH)3OH=AlOeq oal(,2)2H2

4、O(4)BeOCCl2=BeCl2CO1无机化工流程的一般结构特点：主线主产品，支线副产品，回头为循环利用。2解题策略 首尾呼应找出主线对照原料和产品，确定核心反应和核心辅料依核心反应，明确流程主线、支线和除杂任务分段剖析明晰细节以核心辅助原料为准，把流程划分为原料预处理、核心反应和产品分离提纯三个阶段依箭头指向，分析每一环节中物质流入和流出的意义、控制反应条件的作用，融通对流程的整体分析某些暂时琢磨不透的环节，可先“跳过去”，如有必要，可“顺藤摸瓜”或带着问题回头来进行有针对性的分析由易到难破解答案先回答与工艺流程非密切相关的问题，确保易拿的分数先拿，增强答题信心变换角度，从基本理论、绿色化

5、学、经济角度、安全生产等多角度答题对棘手问题，不忘尝试从题给信息中寻找答案1(2021淄博模拟)兰尼镍是一种多孔结构的镍铝合金，广泛用作有机反应的催化剂。以针硫镍矿(主要成分为NiS、FeS、Al2O3、SiO2等)为原料制备兰尼镍的工艺流程如下：已知：NiS煅烧时有Ni2O3生成，加压酸浸后溶液中含有Ni2。下列说法错误的是()A“煅烧”时产生的废气为SO2，可用纯碱溶液吸收B“加压酸浸”时的反应为Ni2O32H2SO4=2NiSO42H2OC“除杂净化”时加入粗NiCO3的作用是调节pH，使Fe3、Al3形成沉淀除去D“碱浸”的目的是溶解部分铝，使镍铝合金产生多孔结构B由针硫镍矿的主要成分

6、知，“煅烧”时产生的废气为SO2，可用纯碱溶液吸收，A项正确；“加压酸浸”时Ni2O3转化为Ni2，发生氧化还原反应2Ni2O34H2SO4=4NiSO4O24H2O，B项错误；“加压酸浸”时Fe2O3、Al2O3转化为Fe3、Al3，显然粗NiCO3的作用是调节pH，促进Fe3、Al3水解，转化为Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀而除去，C项正确；镍铝合金加入浓NaOH溶液，Al能与NaOH溶液反应，因此加浓NaOH溶液的目的是溶解部分铝，形成多孔结构的镍铝合金，D项正确。2(2021山东六市联考)三氧化二钴(Co2O3)主要用作颜料、釉料、磁性材料、催化剂和氧化剂等。以含钴废料(主要成分为

7、Co2O3，含有少量MnO2、NiO、Fe3O4)为原料制备Co2O3的流程如图所示：已知：.“酸浸”后的浸出液中含有的阳离子为H、Co2、Fe3、Ni2。.部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH如下表：沉淀物Fe(OH)3Co(OH)2Ni(OH)2完全沉淀时的pH3.79.09.2请回答下列问题：(1)“滤渣1”的化学式为_。“操作1”所得副产品的一种用途为_。(2)“酸浸”时加入H2O2的目的是_；生产过程中发现实际消耗双氧水的量大于理论值，主要原因可能有_，_。(3)“酸浸”时发生的主要反应的化学方程式是_。(4)“沉钴”时发生反应的离子方程式为_。解析根据已知信息对流程进行如下

8、梳理：答案(1)Fe(OH)3作氮肥(2)将3价的钴还原为Co2；将溶液中的Fe2氧化为Fe3，便于后续调节pH后除去酸浸反应放热，使双氧水分解废料中MnO2和生成的Fe3催化双氧水分解(3)Co2O3H2O22H2SO4=2CoSO4O23H2O(4)2Co2HCOeq oal(,3)3NH3H2O=Co2(OH)2CO33NHeq oal(,4)H2O以物质的制备和性质为载体的元素化合物考查【典例2】硫酰氯(SO2Cl2)可用作有机化学的氯化剂，在药物和染料的制取中也有重要作用。已知：硫酰氯通常条件下为无色液体，熔点为54.1 ，沸点为69.1 ，密度为1.67 gcm3。在潮湿空气中“发

9、烟”；100 以上开始分解，生成二氧化硫和氯气，长期放置也会发生分解。某化学学习小组拟用干燥的Cl2和SO2在活性炭催化条件下制取硫酰氯。反应的热化学方程式为SO2(g)Cl2(g)=SO2Cl2(l)H97.3 kJmol1，实验装置如图所示(部分夹持装置未画出)。ABCD E回答下列问题：(1)仪器e的名称是_；仪器d的作用是_。(2)能否将仪器a中70%硫酸溶液换成98.3%硫酸溶液？_(填“能”或“不能”)，原因是_。(3)若缺少装置B和D(均盛放浓硫酸)，潮湿氯气和二氧化硫会发生副反应，化学方程式是_；同时生成的SO2Cl2也会水解而“发烟”，该反应的化学方程式为_。(4)为了防止硫

10、酰氯分解，某同学建议将装置C放在_ (填“冰水浴中冷却”或“热水浴中加热”)。(5)本实验中通入SO2的体积为11.2 L(已折算成标准状况下)，Cl2充足，实验最终收集到硫酰氯27.0 mL，则硫酰氯的产率为_(结果保留一位小数)。解析(1)仪器e是(球形)冷凝管；仪器d中盛放碱石灰，作用是吸收未反应的二氧化硫和氯气，防止污染空气，并防止空气中的水蒸气进入装置C。(2)98.3%硫酸溶液中水分太少，硫酸分子电离程度极小，氢离子浓度极小，与亚硫酸钠反应生成二氧化硫气体的速率太慢，因此不能将仪器a中70%硫酸溶液换成98.3%硫酸溶液。(3)若缺少装置B和D(均盛放浓硫酸)，潮湿氯气和二氧化硫发

11、生反应，氯气在水存在的条件下可将SO2氧化成硫酸，自身被还原为HCl，反应的化学方程式为Cl2SO22H2O=2HClH2SO4；反应生成的SO2Cl2遇水能够水解而“发烟”，生成氯化氢，反应的化学方程式为SO2Cl22H2O=H2SO42HCl。(4)由于SO2(g)Cl2(g)=SO2Cl2(l)H97.3 kJmol1，反应放热，硫酰氯在100 以上开始分解，为了提高硫酰氯的产率，应将装置C放在冰水浴中冷却。(5)根据化学方程式SO2(g)Cl2(g)=SO2Cl2(l)，可知n(SO2)n(SO2Cl2)11，标准状况下，11.2 L SO2的物质的量为0.5 mol，则理论上生成0.

12、5 mol SO2Cl2，而SO2Cl2的实际产量m(SO2Cl2)1.67 gcm327.0 mL45.09 g，n(SO2Cl2)eq f(45.09,135) mol0.334 mol，则SO2Cl2的产率eq f(0.334,0.5)100%66.8%。答案(1)(球形)冷凝管吸收未反应的SO2和Cl2，防止污染空气，并防止空气中的水蒸气进入装置C(2)不能98.3%硫酸溶液中水分太少，硫酸分子电离程度极小，氢离子浓度极小，与亚硫酸钠反应生成二氧化硫气体的速率太慢(3)Cl2SO22H2O=2HClH2SO4SO2Cl22H2O=H2SO42HCl(4)冰水浴中冷却(5)66.8%1涉

13、及气体的制备、性质探究的一般流程2各种实验装置分析(1)气体发生装置：根据试剂状态和反应条件选择eq blcrc (avs4alco1(固固o(,sup9()气,固液气,固或液液气)(2)气体净化或干燥装置：除杂试剂为固体时用干燥管或U形管；除杂试剂为固体且需加热时用硬质玻璃管；除杂试剂为溶液时用洗气瓶。(3)收集装置：排空气法(空气时，用向上排空气法)；排水法(难溶于水且不与水反应的气体)；排溶液法；真空袋直接收集。(4)尾气处理法：溶液吸收法、燃烧法、收集法。常见防倒吸装置 3探究铜与过量浓硫酸反应的装置(固定装置已略去)如图所示，已知CuO与SO2不反应。下列有关叙述不正确的是() ab

14、 c d e fAd中黑色固体颜色无变化、e中溶液褪色，证明浓硫酸中硫元素的氧化性强于氢元素Bb中无水硫酸铜的主要作用是除去反应生成的水Cf中试剂还可以选用酸性KMnO4溶液D实验结束时，撤去所有酒精灯之前首先要完成的实验操作是拉起铜丝，关闭K1、K2Bd中黑色固体颜色无变化、e中溶液褪色，说明浓硫酸中硫元素发生还原反应，氢元素化合价不变，证明浓硫酸中硫元素的氧化性强于氢元素，A正确；b中无水硫酸铜的主要作用是检验反应生成的水，c中浓硫酸除去水，B错误；f用来吸收SO2，可以选用酸性KMnO4溶液，C正确；撤去所有酒精灯之前必须先拉起铜丝，防止继续生成SO2，再关闭K1、K2，防止倒吸，D正确

15、。4(2021潍坊模拟)氮化铬(CrN)是一种耐磨性良好的新型材料，难溶于水。探究小组同学用如图所示装置(夹持装置略去)在实验室中制取氮化铬并测定所得氮化铬的纯度。已知：实验室中常用NH4Cl溶液与NaNO2溶液反应制取N2；CrCl3能溶于水和乙醇。回答下列问题：(1)实验准备就绪后，应先加热_(填装置代号)装置，此时K1、K2、K3所处的状态是_。(2)实验中N2的作用是_。(3)改变K1、K2、K3的状态，加热E装置。试剂a的名称是_，写出装置E中发生反应的化学方程式_。(4)实验过程中需间歇性微热b处导管的目的是_。(5)向7.0 g所得CrN中加入足量NaOH溶液，然后通入水蒸气将N

16、H3全部蒸出，将NH3用60 mL 1 molL1 H2SO4溶液完全吸收，剩余的H2SO4用10 mL 2 molL1 NaOH溶液恰好中和，则所得产品中CrN的质量分数为_。(保留3位有效数字)解析(1)实验准备就绪后，应先加热A装置，产生氮气，利用氮气将装置中空气排尽，此时打开K1，关闭K2、K3。(2)实验中用N2排尽装置中的空气，防止CrCl3与氧气反应；同时氮气通过浓氨水，从浓氨水中带出NH3。(3)CrCl3能溶于水，因此试剂a的作用是防止水蒸气进入E中，故a为碱石灰。装置E为CrN的制备装置，发生反应：CrCl3NH3eq o(=,sup9()CrN3HCl。(4)制备CrN的反应中有HCl生成，HCl能与NH3反应生成NH4Cl固体，实验过程中需间歇性微热b处导管，目的是防止生成NH4Cl固体堵塞导管造成危险。(5)根据滴定原理，n(CrN)n(NH3)，2n(H2SO4)n(NH3)n(NaOH)，则n(Cr