高考化学二轮专题辅导通用版（课件）第5讲 元素化合物的性质与应用(共96张PPT)

第5讲元素化合物的性质与应用【串真知体系建构】【研核心思维激活】【研习任务1】金属元素的单质只有还原性,在化合物中只显正价。不同金属元素组成的物质都有其代表性的性质,请根据图示写出相关反应的方程式:(1)钠之“活泼”①

②

③

④

⑤

答案:①2Na+2H2O====2NaOH+H2↑②2Na2O2+2H2O====4NaOH+O2↑③2Na2O2+2CO2====2Na2CO3+O2④NaOH+CO2====NaHCO3⑤2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O(2)铁之“变价”①

②

③

④

⑤

答案:①2Fe+3Cl22FeCl3②Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3或Fe2O3+3CO2Fe+3CO2③Cu+2FeCl3====CuCl2+2FeCl2④2FeCl2+Cl2====2FeCl3⑤4Fe(OH)2+O2+2H2O====4Fe(OH)3(3)铝之“两性”①

②

③

④

⑤

答案:①2Al+2NaOH+2H2O====2NaAlO2+3H2↑②Al2O3+2NaOH====2NaAlO2+H2O③AlCl3+3NH3·H2O====Al(OH)3↓+3NH4Cl④Al(OH)3+NaOH====NaAlO2+2H2O⑤NaAlO2+CO2+2H2O====Al(OH)3↓+NaHCO3【研习任务2】如图是氮元素的价类二维图,其中A为正盐,X是一种强碱,通常条件下Z是无色液体,E的相对分子质量比D大16,各物质的转化关系如图所示。(1)分析说明A-G各物质的种类或化学式

(2)同主族元素的氢化物中B的沸点最高的原因是

(3)D→E的反应可用于检验D,其反应现象为

(4)A作肥料时不适合与草木灰混合施用的原因是

答案:(1)由信息可知,A为正盐,为铵盐,强碱与铵盐加热生成氨气,所以B为NH3;氨气和氧气反应生成氮气和水,C为N2;氮气氧化为NO,所以D为NO;NO氧化为NO2,E为NO2;二氧化氮和水反应生成硝酸,F为HNO3;G为硝酸盐;Y为O2,Z为H2O。(2)B为NH3,氨气分子间存在氢键,所以氮族元素的氢化物中,NH3的沸点最高。(3)颜色由无色变为红棕色。(4)铵态氮肥和草木灰混合施用会生成NH3,氨气挥发,降低肥效。

热点一常见物质的性质及应用【研典例探究升华】角度一:常见物质的性质及应用【典例1】(2019·西宁模拟)自然界的硫循环如图所示,下列说法不正确的是 (

)A.①和②中硫元素均被氧化B.控制化石燃料的使用可以减少SO2排放C.含硫有机物和含硫无机物可相互转化D.①是自然界形成酸雨的唯一原因【解析】选D。①中SO2被氧化变为,②岩石中硫以金属硫化物或硫单质存在,火山爆发时,被氧化变为SO2,选项A正确;B.有些化石燃料中含有硫元素,使用时会转化为SO2扩散到空气中,所以控制化石燃料的使用可以减少SO2排放,选项B正确;C.动植物遗体碎屑、排出物中硫元素是有机物,它们能形成石油等矿物质中的有机物,化石燃料燃烧会转化为SO2进入大气,动植物遗体碎屑、排出物也可以被微生物分解变为进入土壤溶液中,SO2、含物质是无机物;它们被生产者吸收又可转化为有机物,从而实现了含硫有机物和含硫无机物的相互转化,选项C正确;D.形成酸雨的物质,除了SO2还有H2S、NO2等,所以①不是自然界形成酸雨的唯一原因,选项D错误。角度二:常见物质间的转化【典例2】(2019·江苏高考)在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是 (

)【解析】选B。A项,Cl2与Fe反应生成FeCl3,错误;B项,MgCl2与Ca(OH)2反应生成Mg(OH)2沉淀,煅烧Mg(OH)2生成MgO固体,正确;C项,S与O2燃烧只能生成SO2,错误;D项,NH3、CO2和NaCl溶液反应生成NaHCO3,方程式为NH3+CO2+NaCl+H2O====NaHCO3↓+NH4Cl,错误。【典例3】如图中的各字母表示有关的一种反应物或生成物(某些物质已经略去),其中常温下A是金属单质;B是淡黄色固体;C、D、E为无色气体,D能使湿润的红色石蕊试纸变蓝;H是无色液体。(1)写出下列各物质的化学式:B:_______;F:________。

(2)写出D→E反应的化学方程式为:_________。

(3)写出G→F反应的离子方程式:________;若该反应中转移电子总数为9.03×1023,则被还原的G的物质的量为_____________。

(4)写出实验室制取D的化学方程式

__。

【解析】C、D、E为无色气体,D能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,则D为NH3,金属单质A能与C反应生成淡黄色固体B,故A为Na、C为O2、B为Na2O2,无色液体H能与过氧化钠反应生成C(氧气),则H为H2O,氨气与氧气反应生成E为NO,NO与氧气反应生成F为NO2,二氧化氮与水反应生成G为HNO3。(1)由上述分析可知,B为Na2O2,F为NO2。(2)D→E反应的化学方程式为4NH3+5O24NO+6H2O。(3)G→F反应的离子方程式:Cu+4H++2Cu2++2NO2↑+2H2O,若该反应中转移电子总数为9.03×1023,转移电子物质的量为1.5mol,则被还原的G(HNO3)的物质的量为1.5mol÷(5-4)=1.5mol。(4)D为NH3,实验室制取D的化学方程式:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O。答案:(1)Na2O2

NO2(2)4NH3+5O24NO+6H2O(3)Cu+4H++2Cu2++2NO2↑+2H2O

1.5mol(4)2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O【规律方法】物质转化推断的四步解题法(1)审题——仔细读题、审清题意,把题干中的信息体现在框图中,全面了解图中的转化关系。(2)解题——找准“题眼”、大胆猜测,结合学过的知识进行检验、推理。(3)验证——当推断出结果后,应将结果代入图中进行验证是否合理。(4)慎答——答非所问是考生解答此类试题经常出现的错误。【精整合技法指导】1.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。2.元素化合物的特征反应现象(1)燃烧:H2+Cl2(苍白色火焰),C2H2(C6H6)+O2(明亮火焰,大量黑烟),Al+O2,Mg+O2(耀眼白光,生成白色固体),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气体是NH3,使品红溶液褪色的气体是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后溶液显红色。(7)与碱反应加热产生气体的溶液中一般含

。(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。

3.物质之间的特征转化关系(1)连续氧化反应:①NH3→HNO3

②H2S→H2SO4

③CH4→H2CO3④Na→NaOH(2)符合下列转化关系:X(盐)+Y(强酸或强碱)Z(气体)X可能为弱酸的铵盐:(NH4)2CO3或NH4HCO3;(NH4)2S或NH4HS;(NH4)2SO3或NH4HSO3等。(3)三角转化关系:(4)化合物+化合物单质+化合物:这类反应主要有:CO+H2O(g)CO2+H2、Fe2O3+3CO2Fe+3CO2等。(5)化合物A+单质B化合物C+单质D:这类反应主要有:CO2+2Mg2MgO+C、Fe2O3+3H22Fe+3H2O。【练类题巩固拓展】1.(2019·南京模拟)在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是 (

)【解析】选C。Fe与Cl2反应生成FeCl3,A项错误;S与O2反应生成SO2,B项错误;CaCO3高温分解生成CaO,CaO与SiO2在高温时反应生成CaSiO3,C项正确;NO与H2O不反应,D项错误。2.下列各组物质中,物质之间通过一步反应就能实现如图所示转化的是 世纪金榜导学号(

)选项XYZRAAlAlCl3Al(OH)3NaAlO2BNaNa2ONa2O2NaOHCH2SSSO2SO3DN2NH3NONO2【解析】选B。A项,铝不能经一步反应生成氢氧化铝。B项,钠可以经一步反应分别生成氧化钠、过氧化钠、氢氧化钠,氧化钠在氧气中加热生成过氧化钠,过氧化钠与水反应可生成氢氧化钠,氧化钠与水反应生成氢氧化钠。C项,H2S不能经一步反应生成SO3,S不能经一步反应生成SO3。D项,N2不能经一步反应生成NO2,NH3不能经一步反应生成NO2。

热点二有气体参与的装置型实验【研典例探究升华】

角度一:选择题【典例4】(2019·石家庄模拟)实验室用草酸与浓硫酸反应制备CO,其原理如下:H2C2O4CO↑+CO2↑+H2O。某课题组同学设计实验探究CO还原氧化铅(黄色粉末)并检验氧化产物(已知CO能使银氨溶液产生黑色沉淀),装置如图所示。下列说法正确的是 (

)A.②、④、⑤中试剂依次为碱石灰、银氨溶液、澄清石灰水B.实验时,先点燃①处酒精灯,⑤中连续产生气泡且有明显现象后点燃③处酒精灯C.实验结束时,先熄灭①处酒精灯,再熄灭③处酒精灯D.实验过程中观察到③玻璃管中黄色粉末逐渐变成白色粉末【解析】选B。先检验CO2,后检验未完全反应的CO,试剂顺序为碱石灰、澄清石灰水、银氨溶液,A项错误;⑤中连续产生气泡,银氨溶液中产生黑色沉淀,表明装置内空气排尽,B项正确;类似一氧化碳还原氧化铜,先停止加热,继续通入气体,应先熄灭③处酒精灯,再熄灭①处酒精灯,C项错误;铅粉末是黑色粉末,不是白色粉末,D项错误。角度二:非选择题【典例5】二水合草酸亚铁(FeC2O4·2H2O)可用作照相显影剂和制药工业。FeC2O4·2H2O受热易分解时生成FeO、CO、CO2、H2O等物质,甲同学利用如图装置(夹持及加热仪器省略)在实验室中对其气体产物进行了探究。已知:常温下CO能与PdCl2溶液反应得到黑色的Pd。请回答下列问题:(1)装置B中的试剂为______;装置D的作用为__

__。

(2)实验开始前向装置内通入一段时间N2的目的是

_____________。

(3)实验过程中,装置E中除了生成黑色的Pd外还有CO2生成,对应的化学方程式为

__________。

(4)反应结束后,需向装置A中再次通入N2,目的是将生成的气体产物全部赶入右侧实验装置中,通入N2的具体实验操作为___________。

(5)若实验中所用草酸亚铁晶体的质量为36g,装置C中产生的白色沉淀的质量为41.37g,则装置A中发生反应的化学方程式为

_____________。

(6)乙同学认为FeC2O4·2H2O分解时得到的CO2的量应高于理论值,他的判断理由为____________________________________________________________;请设计实验证明乙同学的观点正确:___________。

【解析】(1)草酸亚铁晶体分解生成的物质有FeO、CO、CO2、H2O,B装置是用于检验水蒸气的,选用无水硫酸铜;D的作用是检验CO2是否被吸收完全。(2)空气中的O2能氧化生成的CO,空气中的CO2会干扰生成CO2的量的测定,故要先将装置中空气排出。

(3)由题给信息可知该反应的反应物为CO、PdCl2和H2O,生成物为Pd、CO2和HCl,配平后即可得到该氧化还原反应对应的化学方程式。(4)第二次通入N2的目的是使生成的CO2全部进入装置C中,故相应的操作为打开K1、K3,关闭K2,缓缓通入N2一段时间。(5)二水合草酸亚铁晶体物质的量为0.2mol,BaCO3沉淀的物质的量为41.37g÷197g·mol-1=0.21mol,n(FeC2O4·2H2O)∶n(CO2)=20∶21,相应的化学方程式为20FeC2O4·2H2O19FeO+19CO↑+21CO2↑+Fe+40H2O。(6)高温条件下,FeC2O4·2H2O分解出的CO和FeO发生了氧化还原反应,生成了CO2和Fe,导致CO2的量增多。答案:(1)无水硫酸铜检验CO2是否被吸收完全(2)排出装置内的空气,防止O2氧化生成的CO,防止空气中的CO2进入装置C中(答出其中2点即可)(3)CO+PdCl2+H2O====Pd+CO2↑+2HCl(4)打开K1、K3,关闭K2,缓缓通入N2一段时间(5)20FeC2O4·2H2O19FeO+19CO↑+21CO2↑+Fe+40H2O(6)高温条件下,FeC2O4·2H2O分解出的CO和FeO发生了氧化还原反应,生成了CO2和Fe取适量的A装置中的固体产物放入小试管中,加入过量稀硫酸,若有气体产生,则说明乙同学观点正确【规律方法】有气体参与的综合性实验解题模板【精整合技法指导】

1.根据反应物状态和反应条件选择合适的气体发生装置2.除杂试剂选择:根据主体气体与杂质气体的性质差异如:H2(HCl)、CO(CO2)、NO(NO2)——水CO2(HCl)、CO2(SO2)——饱和碳酸氢钠溶液Cl2(HCl)——饱和食盐水N2(O2)——灼热的铜网3.干燥剂选择:状态、性质酸性干燥剂:浓H2SO4(H2S除外)、P2O5、硅胶等碱性干燥剂:碱石灰、氧化钙、固体NaOH等中性干燥剂:无水CaCl2(NH3除外)等4.净化装置:顺序是除杂在前,干燥在后;干燥在前,加热在后。如Cl2中混有HCl

、H2O(g):气体→饱和食盐水→浓硫酸;N2中混有O2

、H2O(g):气体→浓硫酸→灼热铜网如图为常见的气体净化装置:【练类题巩固拓展】

1.(2019·焦作模拟)浓硫酸具有强氧化性,在加热条件下可将木炭氧化为二氧化碳,某兴趣小组利用下列装置验证该反应的氧化产物和还原产物。下列说法错误的是 (

)A.装置连接的正确顺序是:A→C→D→F→E→C→D→BB.甲中反应方程式为C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2OC.酸性KMnO4溶液的作用是除去CO2中的SO2D.丁和丙中溶液均褪色说明反应生成了SO2,乙中溶液变浑浊说明反应生成了CO2【解析】选D。甲为气体发生装置,先通过品红溶液验证SO2的存在,再用酸性KMnO4溶液除去SO2,再通过品红溶液,若品红不褪色即可确定SO2已除干净,在排除SO2干扰的条件下,将气体通过澄清石灰水,澄清石灰水变浑浊可确定CO2的存在,所以装置连接顺序为A→C→D→F→E→C→D→B,A项正确;反应中浓硫酸被还原为SO2,C被浓硫酸氧化为CO2,相应的化学方程式书写正确,B项正确;酸性KMnO4可将SO2氧化为H2SO4而除去,排除对CO2检验的干扰,C项正确;丁和丙均褪色,说明SO2没有除尽,SO2干扰CO2的检验,不能根据乙中澄清石灰水变浑浊判断甲中生成了CO2,D项错误。2.(2019·沧州模拟)碱式碳酸镍可表示为xNiCO3·yNi(OH)2·zH2O,它是一种淡绿色粉末,常用作催化剂、电镀液及制备镍盐的原料。实验小组用下列装置A～F测定其组成。世纪金榜导学号(1)装置A为N2的发生装置,其化学方程式为

__。

(2)各仪器按气流方向的连接顺序为________(填仪器接口字母编号)。

(3)实验过程中需通入两次N2,其作用分别为

__。

(4)称取3.77g某碱式碳酸镍样品,充分反应后得到2.25gNiO,生成0.44g二氧化碳和1.08g水。则该样品的化学式为_

_。

(5)装置B的作用为______________________,若去掉此装置,测得的

将________。(填“偏大”“偏小”或“无影响”)

(6)某同学用装置G代替装置A进行上述实验,是否可行,请说明理由:

__。

【解析】(1)装置A中产生N2,为氮元素的归中反应,根据化合价升降规律可得反应为NaNO2+NH4Cl====NaCl+N2↑+2H2O。(2)实验原理为xNiCO3·yNi(OH)2·zH2O的热分解,分别用浓硫酸和碱石灰吸收H2O和CO2并测得其质量变化。为了使测定结果准确,需要用干燥的N2排尽装置中的空气,并用碱石灰阻止外界空气进入装置。综合上述分析,可得连接顺序为afg(或ih)de(或ed)ih(或fg)jk(或kj)bc。(3)由(2)的分析可知,通入两次N2的作用分别为排尽装置中的空气、将分解产生的CO2及水蒸气全部排出并被完全吸收。(4)n(Ni2+)==0.03mol,n()==0.01mol,根据电荷守恒可得n(OH-)=0.04mol,OH-对应生成的H2O为0.02mol,反应中生成H2O的总量n(H2O)==0.06mol,所以样品中的结晶水为0.06mol-0.02mol=0.04mol。x∶y∶z=0.01∶0.02∶0.04=1∶2∶4,所以化学式为NiCO3·2Ni(OH)2·4H2O。(5)装置B的作用为防止空气中的CO2及水蒸气进入装置F中引起误差。若去掉此装置,测得的CO2质量偏大,导致x偏大,y偏小,将偏小。(6)装置G为制备H2的反应,此时反应为xNiCO3·yNi(OH)2·zH2O+(x+y)H2(x+y)Ni+xCO2+(x+2y+z)H2O,依据碱式碳酸镍、Ni、CO2和H