老高考适用2023版高考化学二轮总复习专题4常见元素及其重要化合物课件

专题整合突破专题四常见元素及其重要化合物明·课程标准品·高考真题悟·核心要点热点聚焦明·课程标准1．结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解钠、铁及其重要化合物的主要性质，了解这些物质在生产、生活中的应用。2．结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解氯、氮、硫及其重要化合物的主要性质，认识这些物质在生产中的应用和对生态环境的影响。3．掌握元素及其化合物的转化关系及其综合应用。品·高考真题1．(2020·全国卷Ⅱ，9)二氧化碳的过量排放可对海洋生物的生存环境造成很大影响，其原理如下图所示。下列叙述错误的是 (

)【答案】

C2．(2022·全国乙卷节选)废旧铅蓄电池的铅膏中主要含有PbSO4、PbO2、PbO和Pb。还有少量Ba、Fe、Al的盐或氧化物等。为了保护环境、充分利用铅资源，通过下图流程实现铅的回收。一定条件下，一些金属氢氧化物沉淀时的pH如下表：金属氢氧化物Fe(OH)3Fe(OH)2Al(OH)3Pb(OH)2开始沉淀的pH2.36.83.57.2完全沉淀的pH3.28.34.69.1回答下列问题：(1)在“酸浸”中，除加入醋酸(HAc)，还要加入H2O2。(ⅰ)能被H2O2氧化的离子是_______；(ⅱ)H2O2促进了金属Pb在醋酸中转化为Pb(Ac)2，其化学方程式为_____________________________________；(ⅲ)H2O2也能使PbO2转化为Pb(Ac)2，H2O2的作用是__________。Fe2＋

Pb＋H2O2＋2HAc===Pb(Ac)2＋2H2O

作还原剂(2)“酸浸”后溶液的pH约为4.9，滤渣的主要成分是______________________。(3)“沉铅”的滤液中，金属离子有_____________。【解析】

(1)(ⅰ)过氧化氢有氧化性，亚铁离子有还原性，会被过氧化氢氧化为铁离子；(ⅱ)过氧化氢促进金属Pb在醋酸溶液中转化为Pb(Ac)2，过氧化氢与Pb、HAc发生氧化还原反应生成Pb(Ac)2和H2O，依据得失电子守恒和原子守恒可知，反应的化学方程式为Pb＋H2O2＋2HAc===Pb(Ac)2＋2H2O；Fe(OH)3、Al(OH)3

Ba2＋、Na＋

(ⅲ)过氧化氢也能使PbO2转化为Pb(Ac)2，铅元素化合价由＋4价降低到了＋2价，PbO2是氧化剂，则过氧化氢是还原剂；(2)酸浸后溶液的pH约为4.9，依据金属氢氧化物沉淀时的pH可知，滤渣主要成分为氢氧化铝、氢氧化铁；(3)加入碳酸钠不能使铅膏中的BaSO4完全转化，铁离子、铝离子转化为了氢氧化铁、氢氧化铝沉淀，铅转化为了氢氧化铅、最终变为了氧化铅，因此沉铅的滤液中，金属离子有Ba2＋和加入碳酸钠、氢氧化钠时引入的Na＋。3．(2022·全国甲卷)硫酸锌(ZnSO4)是制备各种含锌材料的原料，在防腐、电镀、医学上有诸多应用。硫酸锌可由菱锌矿制备。菱锌矿的主要成分为ZnCO3，杂质为SiO2以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物。其制备流程如下：本题中所涉及离子的氢氧化物溶度积常数如下表：离子Fe3＋Zn2＋Cu2＋Fe2＋Mg2＋Ksp4.0×10－386.7×10－172.2×10－208.0×10－161.8×10－11回答下列问题：(1)菱锌矿焙烧生成氧化锌的化学方程式为____________________。(2)为了提高锌的浸取效果，可采取的措施有__________________________________、__________________。将焙烧后的产物碾碎，增大接触面积增大硫酸的浓度等(3)加入物质X调溶液pH＝5，最适宜使用的X是___(填标号)。A．NH3·H2O

B．Ca(OH)2

C．NaOH滤渣①的主要成分是___________、_______、______。(4)向80～90℃的滤液①中分批加入适量KMnO4溶液充分反应后过滤，滤渣②中有MnO2，该步反应的离子方程式为_______________________________________________________。(5)滤液②中加入锌粉的目的是_____________________。(6)滤渣④与浓H2SO4反应可以释放HF并循环利用，同时得到的副产物是_______、_______。B

Fe(OH)3

CaSO4

SiO2

===3Fe(OH)3↓＋MnO2↓＋5H＋

置换Cu从而除去Cu2＋

CaSO4

MgSO4

4．(2021·全国乙卷T)磁选后的炼铁高钛炉渣，主要成分有TiO2、SiO2、Al2O3、MgO、CaO以及少量的Fe2O3。为节约和充分利用资源，通过如下工艺流程回收钛、铝、镁等。该工艺条件下，有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH见下表金属离子Fe3＋Al3＋Mg2＋Ca2＋开始沉淀的pH2.23.59.512.4沉淀完全(c＝1.0×10－5mol·L－1)的pH3.24.711.113.8回答下列问题：(1)“焙烧”中，TiO2、SiO2几乎不发生反应，Al2O3、MgO、CaO、Fe2O3转化为相应的硫酸盐，写出Al2O3转化为NH4Al(SO4)2的化学方程式___________________________________________________。(2)“水浸”后“滤液”的pH约为2.0，在“分步沉淀”时用氨水逐步调节pH至11.6，依次析出的金属离子是_____________________。(3)“母液①”中Mg2＋浓度为_____________mol·L－1。(4)“水浸渣”在160℃“酸溶”最适合的酸是______。“酸溶渣”的成分是______、_______。(5)“酸溶”后，将溶液适当稀释并加热，TiO2＋水解析出TiO2·xH2O沉淀，该反应的离子方程式是___________________________________________。(6)将“母液①”和“母液②”混合，吸收尾气，经处理得_____________，循环利用。Fe3＋、Al3＋、Mg2＋

1.0×10－6

硫酸SiO2

CaSO4

TiO2·xH2O＋2H＋

(NH4)2SO4

5．(2021·全国甲卷)碘(紫黑色固体，微溶于水)及其化合物广泛用于医药、染料等方面。回答下列问题：(1)I2的一种制备方法如下图所示：①加入Fe粉进行转化反应的离子方程式为__________________________________，生成的沉淀与硝酸反应，生成_______后可循环使用。2AgI＋Fe===2Ag＋Fe2＋＋2I－

AgNO3

FeI2＋Cl2===I2＋FeCl2

I2、FeCl3

I2被过量的Cl2进一步氧化＋3H＋＋H2O

4

防止单质碘析出【解析】(1)①由流程图可知悬浊液中含AgI，AgI可与Fe反应生成FeI2和Ag，FeI2易溶于水，在离子方程式中能拆，故加入Fe粉进行转化反应的离子方程式为2AgI＋Fe===2Ag＋Fe2＋＋2I－，生成的银能与硝酸反应生成硝酸银参与循环中；②通入Cl2的过程中，因I－还原性强于Fe2＋，Cl2先氧化还原性强的I－，若氧化产物只有一种，则该氧化产物只能是I2，故反应的化学方程式为FeI2＋Cl2===I2＋FeCl2，若反应物用量比n(Cl2)/n(FeI2)＝1.5时即Cl2过量，先氧化完全部I－再氧化Fe2＋，恰好将全部I－和Fe2＋氧化，故氧化产物为I2、FeCl3，当n(Cl2)/n(FeI2)>1.5即Cl2过量特别多，多余的氯气会与生成的单质碘以及水继续发生氧化还原反应，单质碘的收率会降低；6.(2020·全国卷Ⅰ，26节选)钒具有广泛用途。黏土钒矿中，钒以＋3、＋4、＋5价的化合物存在，还包括钾、镁的铝硅酸盐，以及SiO2、Fe3O4。采用以下工艺流程可由黏土钒矿制备NH4VO3。该工艺条件下，溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：金属离子Fe3＋Fe2＋Al3＋Mn2＋开始沉淀pH1.97.03.08.1完全沉淀pH3.29.04.710.1回答下列问题：(1)“中和沉淀”中，钒水解并沉淀为V2O5·xH2O，随滤液②可除去金属离子K＋、Mg2＋、Na＋、_______，以及部分的______________。(2)“沉淀转溶”中，V2O5·xH2O转化为钒酸盐溶解。滤渣③的主要成分是___________。Mn2＋

Fe3＋、Al3＋

Fe(OH)3

(3)“调pH”中有沉淀生成，生成沉淀反应的化学方程式是_______________________________________________________________________________________________。(4)“沉钒”中析出NH4VO3晶体时，需要加入过量NH4Cl，其原因是__________________________________________。NaAlO2＋HCl＋H2O===NaCl＋Al(OH)3↓(或Na[Al(OH)4]＋HCl===NaCl＋Al(OH)3↓＋H2O)

利用同离子效应，促进NH4VO3尽可能析出完全7.(2020·全国卷Ⅲ，27节选)某油脂厂废弃的油脂加氢镍催化剂主要含金属Ni、Al、Fe及其氧化物，还有少量其他不溶性物质。采用如下工艺流程回收其中的镍制备硫酸镍晶体(NiSO4·7H2O)：溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：金属离子Ni2＋Al3＋Fe3＋Fe2＋开始沉淀时(c＝0.01mol·L－1)的pH7.23.72.27.5沉淀完全时(c＝1.0×10－5mol·L－1)的pH8.74.73.29.0回答下列问题：(1)“碱浸”中NaOH的两个作用分别是____________________________。为回收金属，用稀硫酸将“滤液①”调为中性，生成沉淀。写出该反应的离子方程式_________________________________________________________________________。除去油脂、溶解铝及其氧化物H＋===Al(OH)3↓＋H2O

(2)“滤液②”中含有的金属离子是_____________________。(3)“转化”中可替代H2O2的物质是______________。若工艺流程改为先“调pH”后“转化”，即Ni2＋、Fe2＋、Fe3＋

“滤液③”中可能含有的杂质离子为_______。O2(或空气)

Fe3＋

【解析】由工艺流程分析可得，向废镍催化剂中加入NaOH溶液进行碱浸，可除去油脂，并发生反应2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑、2Al2O3＋4NaOH===4NaAlO2＋2H2O将Al及其氧化物溶解，得到的滤液①含有NaAlO2，滤饼①为Ni、Fe及其氧化物和少量其他不溶性杂质，加稀H2SO4酸浸后得到含有Ni2＋、Fe2＋、Fe3＋的滤液②，Fe2＋经H2O2氧化为Fe3＋后，加入NaOH调节pH使Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀除去，再控制pH浓缩结晶得到硫酸镍的晶体。本部分知识是中学化学的核心知识点之一，是历年高考考查的重点和知识载体，预计在未来高考中，元素单质及其化合物的性质、物质推断和物质的转化关系，主要以选择题形式出现，结合离子反应，NA、化学实验现象分析、工农业生产、传统文化等，以文字表述题和图表型题的形式出现，主要考查元素及其化合物的典型性质、用途及应用；在主观题中则以物质的制备或分离提纯以无机工艺流程题，综合实验题为载体综合考查重要的单质、化合物的性质及反应原理、兼顾考查物质的用途及对环境的影响，同时涉及陌生氧化还原反应方程式、离子方程式的书写。悟·核心要点常见无机物的重要性质和应用考点一元素及其化合物的性质及应用核心知识·整合

物质性质应用(1)浓硫酸具有吸水性作干燥剂(不能干燥NH3、H2S、HI)(2)生石灰、无水氯化钙能吸收水分可作(食品)干燥剂(3)P2O5能与水反应可作(不可用作食品)干燥剂(4)硅胶能吸收水分可作(袋装食品)干燥剂

物质性质应用(5)硅是常用的半导体材料可作太阳能电池板(6)SiO2存在光的全反射可作光导纤维(7)4HF＋SiO2===2H2O＋SiF4↑用氢氟酸雕刻玻璃(8)ClO2具有较强的氧化性用于自来水的杀菌消毒(9)次氯酸盐具有强氧化性可作杀菌消毒剂，还可作漂白剂(10)碘酸钾在常温下稳定食盐中的加碘物质

物质性质应用(11)NH4HCO3、NH4NO3是可溶的含氮化合物可用作氮肥(12)浓氨水具有挥发性和还原性用浓氨水检验输送氯气的管道是否漏气(13)二氧化硫具有漂白性二氧化硫可以用来漂白纸浆、草帽辫等(14)NaHCO3受热分解生成CO2、能与酸反应可用作焙制糕点的膨松剂、胃酸中和剂

物质性质应用(15)Na2CO3水解使溶液显碱性用热的纯碱溶液洗去油污(16)Na2O2与H2O、CO2反应均生成O2作供氧剂(17)硅酸钠的水溶液是一种无机黏合剂盛放碱性溶液的试剂瓶不能用玻璃塞(18)Al具有良好的延展性和抗腐蚀性常用铝箔包装物品(19)常温下，铝、铁遇浓硫酸、浓硝酸钝化可盛装、运输浓硫酸、浓硝酸

物质性质应用(20)铝有还原性，与氧化铁反应放出大量的热可用于焊接铁轨(21)MgO、Al2O3熔点高作耐高温材料(22)Al3＋水解生成的氢氧化铝胶体具有吸附性明矾作净水剂(混凝剂)(23)小苏打溶液和硫酸铝溶液反应生成二氧化碳可以作泡沫灭火器

物质性质应用(24)明矾溶液显酸性利用明矾溶液清除铜镜表面的铜锈(25)Al(OH)3有弱碱性可用于中和胃酸(26)Fe具有还原性防止食品氧化变质(27)Fe2O3是红棕色粉末作红色颜料(28)Fe3＋水解生成的氢氧化铁胶体具有吸附性铁盐可用作净水剂(混凝剂)

物质性质应用(29)K2FeO4是强氧化剂，还原产物Fe3＋水解生成氢氧化铁胶体K2FeO4作新型消毒剂、净水剂(30)FeCl3溶液具有较强氧化性FeCl3溶液腐蚀Cu刻制印刷电路板(31)CuSO4使蛋白质变性误服CuSO4溶液，喝蛋清或豆浆解毒(32)BaSO4不溶于水，不与胃酸反应在医疗上进行胃部造影前，BaSO4作患者服用的“钡餐”(33)干冰升华吸收大量的热人工降雨(34)液氨汽化吸收大量的热作制冷剂(2022·临汾模拟)下列生产活动与相应化学原理不相符的是

(

)关键能力·突破考向1元素及其化合物的性质及其应用典例1D

选项生产活动化学原理A过氧化钠用于呼吸面具的制造过氧化钠与人呼出的H2O、CO2都能发生反应生成O2B葡萄酒生产时用SO2作食品添加剂二氧化硫具有还原性，且有防腐作用C用氧化铁和铝粉组成的混合物焊接钢轨氧化铁和铝粉剧烈反应放出大量的热，使产物单质铁呈熔融状态D用乙二醇合成涤纶乙二醇与水分子间可形成氢键，可互溶【解析】

Na2O2与人呼出的H2O、CO2都能反应生成O2，O2又可以供给人呼吸，A运用了相应化学原理，A不合题意；SO2具有还原性可作抗氧化剂，防止葡萄酒中还原性物质被氧化，且能杀灭生产过程中产生的杂菌，作防腐剂，B运用了相应化学原理，B不合题意；氧化铁和铝粉发生铝热反应生成单质铁，反应放出大量热使产物单质铁呈熔融状态，铁水流到钢轨槽中将两段钢轨焊接在一起，C运用了相应化学原理，C不合题意；乙二醇合成涤纶是利用乙二醇中两个羟基，可发生缩聚反应得到高分子化合物，与乙二醇和水分子间存在氢键可互溶无关，D没有运用相应化学原理，D符合题意。

(2022·开封模拟)物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个重要维度。下图为硫及其部分化合物的价态—类别图。下列说法正确的是

(

)A．常温下，a和f的浓溶液反应可生成b和cB．附着有b的试管，常用酒精清洗C．分别往d、e的溶液中滴加少量氯化钡溶液，均可产生白色沉淀D．常温下等物质的量浓度的g、h两种钠盐溶液的pH：g＜h典例2A

【解析】

a为H2S、b为S、c为SO2、d为SO3、e为亚硫酸、f为硫酸、g为亚硫酸盐、h为硫酸盐，据此分析解题。硫化氢和浓硫酸能发生氧化还原反应，方程式为H2S＋H2SO4(浓)===S↓＋SO2↑＋2H2O，A正确；硫微溶于酒精，易溶于二硫化碳，故附着有b的试管，常用二硫化碳洗涤，B错误；亚硫酸的酸性弱于盐酸，故亚硫酸与氯化钡不反应，C错误；硫酸钠为强酸强碱盐，溶液呈中性，亚硫酸钠为强碱弱酸盐，亚硫酸根离子水解使溶液呈碱性，故等浓度时的亚硫酸钠溶液的pH大于硫酸钠溶液的pH，D错误。〔迁移应用〕1．(2022·乌鲁木齐模拟)物质的化学性质在日常生活和生产中有着广泛的运用。下列有关说法正确的是 (

)A．O3是一种氧化性极强的气体，可用作餐具的消毒剂B．常温下浓硝酸与铝不反应，可用铝制容器存放浓硝酸C．SiO2用于制作光导纤维是因为它能导电D．FeCl3可以作止血剂是因为Fe3＋具有强氧化性A

【解析】

O3在常温下，是一种有特殊臭味的淡蓝色气体，具有极强氧化性，可用作自来水的消毒剂，故A正确；铝与浓硝酸常温下发生钝化，在表面形成一层致密的氧化物保护膜，阻止反应继续进行，可用铝制容器存放浓硝酸，故B错误；SiO2具有能够使光线进行全反射的性质，因此可用于制作光导纤维，故C错误；血液属于胶体，加入电解质溶液(FeCl3溶液)可以使胶体聚沉，血液凝聚达到止血效果，故D错误。(2021·武汉模拟)用如图所示装置进行实验，探究硝酸与铁反应的产物。考向2元素及其化合物性质的实验探究微设计典例3主要实验操作实验现象打开弹簧夹，通入一段时间CO2后，滴入浓硝酸后无明显现象，加热烧瓶，反应开始后停止加热①A中有红棕色气体产生，一段时间后，气体颜色逐渐变浅；反应停止后，A中无固体剩余。②B中溶液变棕色取少量A中溶液，加几滴氯水，再滴入硫氰化钾溶液③溶液变为红色取少量B中溶液，加热④B中棕色溶液变浅，有无色气体逸出，且在空气中变为红棕色D

D

(一)活泼金属的代表——钠1．构建：知识网络考点二元素及其化合物的转化及综合应用核心知识·整合3．警醒：易错知识(1)钠和盐溶液反应，不能置换出盐中的金属，与熔融的盐反应才能置换出盐中的金属。(2)无论Na与O2反应生成Na2O还是Na2O2，只要参与反应的Na的质量相等，则转换电子的物质的量一定相等。(3)Na分别与H2O和乙醇发生的反应均属于置换反应，二者现象明显不同，前者剧烈，后者缓慢。(4)1molNa2O2参与反应转移电子的物质的量不一定为1mol，如1molNa2O2与过量SO2的反应转移电子应为2mol。(5)不能用Ca(OH)2溶液鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液，应选用CaCl2或BaCl2溶液。(6)除去CO2中的HCl气体，应选用饱和的NaHCO3溶液，而不能用饱和的Na2CO3溶液。(7)向饱和的Na2CO3溶液中通入过量CO2，有NaHCO3晶体析出。(8)焰色试验是元素的性质，无论游离态还是化合态，均具有相同的焰色试验，它不是化学变化，在观察钾元素的焰色试验时，应通过蓝色的钴玻璃片。(二)两性金属的代表——铝1．构建：知识网络(三)变价金属的代表——铁1．构建：知识网络3．警醒：易错知识(1)Fe与O2、H2O(g)反应的产物都是Fe3O4而不是Fe2O3。Fe与Cl2反应时生成FeCl3，与S反应时生成FeS，说明Cl2的氧化能力大于S。常温下，Fe、Al在冷的浓硫酸和浓硝酸中发生钝化，但加热后继续反应。Fe在Cl2中燃烧，无论Cl2过量还是不足均生成FeCl3。(2)向含Fe2＋的溶液中加入硝酸、KMnO4溶液、氯水等具有氧化性的物质时，溶液会出现浅绿色→棕黄色的颜色变化，该现象可用于Fe2＋的检验。(3)Fe3＋的检验方法较多，如观察溶液颜色法(棕黄色)、NaOH溶液法(生成红褐色沉淀)、KSCN溶液法(生成血红色溶液)，前面两种方法需溶液中Fe3＋浓度较大时才适用，最好也最灵敏的方法是KSCN溶液法。Fe2＋的检验可采用先加入KSCN溶液后再加入氧化剂的方法；也可用铁氰化钾检验Fe2＋，现象是生成蓝色沉淀Fe3[Fe(CN)6]2。(四)过渡金属元素的代表——铜1．构建：知识网络3．警醒：易错知识①铜在潮湿的空气中最终不是生成CuO，而是铜绿[Cu2(OH)2CO3]。②常用灼热的铜粉除去N2中的O2，灼热的CuO除去CO2中的CO。③新制Cu(OH)2悬浊液常用来检验醛基。④Cu和一定量的浓HNO3反应，产生的是NO2和NO的混合气体，当Cu有剩余，再加入稀H2SO4，Cu继续溶解。⑤Cu：紫红色；CuO：黑色；Cu2S：黑色；CuS：黑色；Cu2O：红色。(五)绿色化学的“储能元素”——硅1．构建：知识网络3．警醒：易错知识(1)硅及其化合物在STSE中的重要作用①SiO2：用于生产光导纤维、石英玻璃、光学仪器等。②单质硅：可用于制作半导体材料、光伏电池、太阳能热水器等。③硅酸钠：是优良的木材防火剂。④硅胶：硅酸凝胶脱水后的产物，可作袋装食品的干燥剂及催化剂的载体。(六)杀菌消毒的“功勋元素”——氯1．构建：知识网络3．警醒：易错知识(1)液氯密封在钢瓶中，而氯水、次氯酸应保存在棕色试剂瓶中。(2)1molCl2参加反应，转移电子数可能为2NA、NA或小于NA(Cl2和H2O的反应为可逆反应)。(3)酸化KMnO4溶液，用的是H2SO4酸化而不是盐酸。(4)ClO－不论在酸性环境中还是在碱性环境中均能体现强氧化性。(5)当Fe和Cl2在点燃条件下反应时，不论Fe过量或不足，由于Cl2的强氧化性，产物一定是FeCl3。(6)“84”消毒液的主要成分为NaClO，漂粉精的有效成分为Ca(ClO)2。“84”消毒液和洁厕灵不能混合使用，其原因是ClO－＋Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2O。(7)液溴需要用水封，溴蒸气呈红棕色，液溴呈深红棕色，溴水呈橙色，溴的CCl4溶液呈橙红色。(七)多变价态非金属元素——硫1．构建：知识网络3．警醒：易错知识(1)除去附着在试管内壁上的硫，除了用热的NaOH溶液，还可以用CS2，但不能用酒精。(2)SO2使含有酚酞的NaOH溶液褪色，表现SO2酸性氧化物的性质；使品红溶液褪色，表现SO2的漂白性；能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色，表现SO2的还原性；SO2与H2S反应，表现SO2的氧化性；SO2和Cl2等体积混合通入溶液中，漂白性不但不增强，反而消失。(3)把SO2气体通入BaCl2溶液中，没有沉淀生成，但若通入NH3或加入NaOH溶液，或把BaCl2改成Ba(NO3)2均有白色沉淀生成，前两者生成BaSO3沉淀，后者生成BaSO4沉淀。(4)浓硫酸能氧化(必要时加热)除Au、Pt以外的所有金属，其还原产物是SO2而不是H2。(5)常温下，浓硫酸与Fe、Al并不是不反应，而是发生了钝化，钝化是浓硫酸将Fe、Al氧化而在其表面形成一层致密的氧化物薄膜，防止浓硫酸与Fe、Al的继续反应，体现了浓硫酸的强氧化性。(6)浓硫酸使蓝矾(CuSO4·5H2O)变成白色粉末，体现了浓硫酸的吸水性。(八)多变价态非金属元素——氮1．构建：知识网络3．警醒：易错知识(1)NO只能用排水法或气囊法收集，NO2不能用排水法，一般用向上排空气法收集。(2)工业上制备的盐酸显黄色是因为溶有Fe3＋，而浓HNO3显黄色是因为溶有NO2。(3)强氧化性酸(如HNO3、浓H2SO4)与金属反应不生成H2；金属和浓HNO3反应一般生成NO2，而金属和稀HNO3反应一般生成NO。

(2022·沈阳模拟)盐X溶液能发生如图所示的转化关系(部分反应的反应条件已略)，相对分子质量：c比b大16，f比e大16。下列推断正确的是

(

)A．X可能为正盐，也可能为酸式盐B．将b通入a的水溶液中可能生成白色沉淀C．a、b、c、d、e、f可能都是极性分子D．反应①、②可能具有相同的实验现象关键能力·突破考向1元素及其化合物的转化与推断典例1A

【解析】根据题干信息，相对分子质量：c比b大16，f比e大16，b→c、e→f可能为氧化的过程；转化关系中，c和f与Z反应均能得到强酸，则c可能为SO3，f为NO2，Z为H2O，Y为O2，则b为SO2，e为NO，盐X溶液与盐酸反应得到a，与NaOH反应得到d，a与O2得到SO2，则a为H2S，d与O2得到NO，则d为NH3，因此X可以是NH4HS或(NH4)2S，即盐X可能为正盐，也可能为酸式盐，A正确；b为SO2，a为H2S，两者发生反应：SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O，生成淡黄色固体，B错误；c为SO3，分子中电荷呈中心对称，为非极性分子，C错误；反应①为H2S被氧化生成SO2，无明显现象，反应②为NO被氧化生成NO2，现象为生成红棕色气体，两个反应的现象不同，D错误。

(2021·西安模拟)A、B、C、D、E是中学常见的几种化合物，相关物质间的转化关系如图所示：典例2已知：X、Y是生活中常见的金属单质，A、B都是氧化物且A是红棕色粉末。回答下列问题：(1)单质X与A反应的化学方程式是__________________________。(2)若试剂1和试剂2均为强电解质。①若试剂1为强碱，则试剂1与B反应的离子方程式为_____________________________________________________________________________。②若试剂1和试剂2为同种物质，则C溶液显______(填“酸性”“碱性”或“中性”)。(3)若试剂2是稀硝酸。①写出单质Y与稀硝酸反应生成E的离子方程式___________________________________________。②可用于检验D的阳离子的试剂是___________________________。2[Al(OH)4]－)

酸性===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2OKSCN溶液(或其他合理答案)

方法技巧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。〔迁移应用〕1．(2022·杭州模拟)为探究由3种短周期元素构成的化合物X的性质。完成如图实验：已知：所有气体体积已折算成在标准状况下的体积。(1)X的化学式为______________________。(2)上述流程中气体B与足量CuO反应的化学方程式为_____________________________________。(3)溶液A通入过量CO2时，发生反应的离子方程式为_________________________________________________________________。Al4C3·AlN(Al5C3N)

CH4＋4CuOCO2＋OH－(4)将D溶液通过一系列操作获得结晶水合物(含有结晶水的盐)，加热该结晶水合物产生两种气体，将生成的有色混合气体(>100℃)全部收集并冷却。气体全部反应无剩余，得到一种一元强酸的水溶液(其中酸与水的物质的量之比1∶1)，写出该结晶水合物受热分解的化学方程式_________________________________________________。(5)设计实验证明D溶液的阴离子(OH－除外)_________________________________________________________________________________。取少量溶液D于试管中，

(2022·烟台模拟)利用NaOH溶液喷淋捕捉空气中CO2的反应过程如图所示。下列有关说法错误的是 (

)考向2化工流程的微设计典例3A

A．操作①为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤B．可用氨水替代NaOH溶液捕捉CO2C．可循环利用的物质有CaO和NaOH溶液D．空气从吸收塔底部通入有利于CO2的吸收【解析】流程分析：由上述分析可知，操作①是过滤，A错误；氨水呈碱性，也能与CO2反应，可替代NaOH溶液，B正确；物质a为NaOH，煅烧炉中反应生成CaO，CaO和NaOH溶液可以循环利用，C正确；空气从吸收塔底部通入可增大气体和液体的接触面积，有利于CO2的吸收，D正确。方法技巧化学工艺流程题的主线分析方法〔迁移应用〕2．(2022·德州模拟)叠氮酸钠(NaN3)是重要的化工原料。以甲醇、亚硝酸钠等为原料制备NaN3流程如图。已知水合肼(N2H4·H2O)不稳定，具有强还原性。下列描述错误的是

(

)A．反应①和反应③中浓硫酸作用不同B．反应②中氧化剂和还原剂的化学计量数比为1∶1C．整个过程中CH3OH物质的量不变，可循环利用D．反应④应将氨水逐滴滴入NaClO溶液中制备水合肼【答案】

D【解析】由题给流程可知，反应①为浓硫酸与亚硝酸钠反应生成亚硝酸，在浓硫酸作用下，亚硝酸与甲醇共热发生酯化反应生成亚硝酸甲酯；反应④为氨水与次氯酸钠溶液反应生成水合肼；反应②为水合肼与氢氧化钠溶液、亚硝酸甲酯反应生成甲醇和叠氮酸钠；反应③为叠氮酸钠与高沸点酸浓硫酸共热反应制得叠氮酸；叠氮酸与氢氧化钠溶液反应制得叠氮酸钠。由分析可知，反应①中浓硫酸起强酸、催化剂和脱水剂的作用，反应③中浓硫酸起强酸、高沸点酸的作用，两个反应中浓硫酸作用不同，A正确；由分析可知，反应②为水合肼与氢氧化钠溶液、亚硝酸甲酯反应生成甲醇和叠氮酸钠，反应亚硝酸甲酯中氮元素化合价降低被还原，亚硝酸甲酯为反应的氧化剂，水合肼中氮元素化合价升高被氧化，水合肼为反应的还原剂，反应的化学方程式为N2H4·H2O＋CH3ONO＋NaOH===NaN3＋CH3OH＋3H2O，则氧化剂和还原剂的化学计量数比为1∶1，B正确；由分析可知，甲醇是反应①的反应物，是反应③的生成物，所以整个过程中甲醇的物质的量不变，可循环利用，C正确；若反应④将氨水逐滴滴入次氯酸钠溶液中，过量的次氯酸钠会氧化反应生成的水合肼，所以应将次氯酸钠溶液逐滴滴入氨水中，防止水合肼被氧化，D错误。(2022·武汉模拟)FeCl3(易升华)是常见的化学试剂。某学习小组开展了与FeCl3相关的系列实验。回答下列问题：Ⅰ.铁粉制备FeCl3(实验装置如图所示)考向3结合实验考查元素及其化合物的性质及转化典例4(1)仪器a的名称为__________。(2)制取Cl2的化学方程式为______________________________________。(3)饱和食盐水的作用是________________。(4)硬质玻璃管直接接入收集器的优点是_________________________________。Ⅱ.探究FeCl3溶液与Cu的反应(5)配制FeCl3溶液时加入少量盐酸的原因是_________________。(6)向FeCl3溶液中滴加几滴KSCN溶液，溶液颜色变红，再加入过量Cu粉，发现溶液的红色褪去。用离子方程式解释红色褪去的原因：_______________________________。分液漏斗2H2O

除去Cl2中的HCl

不易因为FeCl3固体积聚而造成堵塞抑制Fe3＋的水解2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋

(7)已知(6)中除了红色褪去，还产生了白色沉淀。小组成员查阅得知CuCl和CuSCN均为白色沉淀。为探究白色沉淀的主要成分，小组成员完成了以下实验：向4mL0.1mol·L－1FeCl3溶液中加入过量Cu粉，静置，取上层清液于试管中，滴加3滴KSCN溶液，有白色沉淀生成。由此现象可知此白色沉淀为_______(填化学式)。小组成员进一步查阅资料发现，Cu2＋与SCN－可发生如下两种反应。反应ⅰ：Cu2＋＋4SCN－===[Cu(SCN)4]2－(淡黄色)反应ⅱ：2Cu2＋＋4SCN－===2CuSCN↓＋(SCN)2CuSCN

设计实验如下：操作现象在盛有2mL0.1mol·L－1CuSO4溶液的试管中滴加KSCN溶液溶液很快由蓝色变为绿色，未观察到白色沉淀；2h后溶液为绿色，未观察到白色沉淀；24h后，溶液绿色变浅，试管底部有白色沉淀由此现象可知，反应速率较快的为________(填“反应ⅰ”或“反应ⅱ”)。小组成员得出结论，反应ⅱ不是CuSCN产生的主要原因。反应ⅰ

(8)根据上述分析可知，Cu2＋、Fe2＋和SCN－可直接发生反应，生成CuSCN和Fe3＋，写出反应的离子方程式：__________________________________________。【解析】

FeCl3易升华、易潮解，实验室制备FeCl3，根据图示可知，D为FeCl3的发生装置，E为收集装置，A装置用二氧化锰和浓盐酸加热反应制取氯气，由于HCl易挥发，且该实验需干燥氯气，则B中盛饱和食盐水，用于除去氯气中的HCl，C中盛浓硫酸，用于干燥氯气；F装置中的碱石灰用于尾气吸收，并防止空气中的水蒸气进入E，据此分析解答。Cu2＋＋Fe2＋＋SCN－===CuSCN↓＋Fe3＋

在盛有2mL0.1mol·L－1CuSO4溶液的试管中滴加KSCN溶液，溶液很快由蓝色变为绿色，说明有淡黄色的[Cu(SCN)4]2－生成，24h后，溶液绿色变浅，试管底部有白色沉淀，说明有CuSCN生成，由此现象可知，反应速率较快的为反应ⅰ，说明反应ⅱ不是CuSCN产生的主要原因；(8)Cu2＋、Fe2＋和SCN－可直接发生反应，生成CuSCN和Fe3＋，Cu元素化合价从＋2价降低到＋1价，Fe元素化合价从＋2价升高到＋3价，根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒，写出反应的离子方程式为Cu2＋＋Fe2＋＋SCN－===CuSCN↓＋Fe3＋。方法技巧有气体参与的综合性实验解题模板〔迁移应用〕3．(2022·辽宁省实验中学模拟)二氧化氯(ClO2)常用于处理含硫废水。某小组在实验室中探究ClO2与Na2S的反应。已知：①ClO2是黄绿色气体，易溶于水但不与水反应，沸点为11℃，有毒。②SO2＋NaClO3＋H2SO4―→ClO2＋NaHSO4(未配平)。③ClO2＋NaOH―→NaCl＋NaClO3＋H2O(未配平)。Ⅰ.设计如下装置制备ClO2：(1)装置B中反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为______。(2)ClO2易溶于水但不与水发生化学反应，从分子结构的角度解释其易溶于水的原因____________________________________________________。(3)欲制备并收集一定量的ClO2，上图中装置的连接顺序为a→_____________________。2∶1

ClO2为极性分子，根据相似相溶原理可知，ClO2易溶于水g→h→b→c→e→f→d

Ⅱ.探究ClO2与Na2S的反应：将上述收集到的ClO2用N2稀释以增强其稳定性，并将适量的稀释后的ClO2通入如图所示装置中充分反应，得到无色澄清溶液。一段时间后，通过下列实验探究Ⅰ中反应的产物。(4)请补全表格中的空白。操作步骤实验现象结论取少量Ⅰ中溶液放入试管甲中，滴加品红溶液和盐酸品红溶液始终不褪色①无___________________________生成SO2(H2SO3、操作步骤实验现象结论另取少量Ⅰ中溶液放入试管乙中，加入Ba(OH)2溶液振荡②________________有SO生成③继续在试管乙中加入Ba(OH)2溶液至过量，静置，取上层清液放入试管丙中，_____________________________有白色沉淀生成有Cl－生成有白色沉淀产生(5)ClO2与Na2S反应的离子方程式为_____________________________________________。加入足量硝酸酸化的AgNO3溶液8ClO2＋5S2－＋4H2O===8Cl－＋热点聚焦工艺流程综合题〔高考必备〕1．模型分析工业流程题目在流程上一般分为三个过程：原料处理→分离提纯→获得产品(1)规律：主线主产品，分支副产品，回头为循环。(2)核心考点：物质的分离操作、除杂试剂的选择、生成条件的控制等。2．模型解读(1)解读一：原料预处理方式关键词释义研磨、雾化将块状或颗粒状的物质磨成粉末或将液体雾化，增大反应物接触面积，以加快反应速率或使反应更充分酸浸(或碱浸)在酸性(或碱性)溶液中使某些物质与H＋(或OH－)反应生成可溶性离子而进入溶液，不溶物通过过滤除去的过程关键词释义煅烧使固体在高温下分解或改变结构、使杂质高温氧化、分解等。如煅烧金属硫化物矿石，可将硫元素转化成SO2而除去灼烧除去可燃性杂质或使原料初步转化，如从海带中提取碘时的灼烧就是为了除去可燃性杂质(2)解读二：必考的核心反应核心反应思考角度加氧化剂氧化某物质，生成目标产物或除去某些离子判断能否加其他物质要考虑是否引入杂质(或影响产物的纯度)等控制溶液的pH①调节溶液的酸碱性，使金属离子形成氢氧化物沉淀析出(或抑制水解)；②“酸作用”还可除去氧化物(膜)；③“碱作用”还可除去油污，除去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅等；④特定的氧化还原反应需要的酸性条件(或碱性条件)核心反应思考角度控制温度(常用水浴、冰浴或油浴)①防止副反应的发生；②使化学平衡移动；控制化学反应的方向；③控制固体的溶解与结晶；④控制反应速率；使催化剂达到最大活性；⑤升温：促进溶液中的气体逸出；使某物质达到沸点挥发；⑥加热煮沸：促进水解，聚沉后利于过滤分离；⑦降温：防止物质高温分解或挥发；降温(或减压)可以减少能源成本，降低对设备的要求在空气中或在其他气体中进行的反应或操作要考虑O2、H2O、CO2或其他气体是否参与反应；或能否达到隔绝空气、防氧化、防水解、防潮解等目的核心反应思考角度控制压强改变速率，使平衡向需要的方向移动使用催化剂加快反应速率，缩短达到平衡的时间趁热过滤防止某物质降温时会大量析出洗涤晶体①水洗：通常是为了除去晶体表面水溶性的杂质；②冰水洗涤：能洗去晶体表面的杂质离子，且防止晶体在洗涤过程中的溶解损耗；③用特定有机试剂清洗晶体：洗去晶体表面的杂质，降低晶体的溶解度、有利于析出，减少损耗等(3)解读三：分离提纯方法①提纯方法与目的提纯方法目的水溶法除去可溶性杂质酸溶法除去碱性杂质碱溶法除去酸性杂质氧化剂或还原剂法除去还原性或氧化性杂质加热灼烧法除去受热易分解或易挥发的杂质调节pH法如除去酸性铜盐溶液中的Fe3＋等②分离方法a．过滤：分离难溶物和易溶物，根据特殊需要采用趁热过滤或者抽滤等方法。b．萃取和分液：利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同提取分离物质，如用CCl4或苯萃取溴水中的溴。c．蒸发结晶：蒸发溶剂，使溶液由不饱和变为饱和，继续蒸发，过剩的溶质就会呈晶体析出。d．蒸发浓缩：蒸发除去部分溶剂，提高溶液的浓度。e．冷却结晶：提取溶解度随温度变化较大的溶质、易水解的溶质或结晶水合物，如KNO3、FeCl3、CuCl2、CuSO4·5H2O、FeSO4·7H2O等。f．蒸馏或分馏：分离沸点不同且互溶的液体混合物，如分离乙醇和甘油。(4)流程中物质成分的确定①滤渣、滤液成分的确定要考虑样品中原料和杂质的成分在各步骤中与相应试剂反应的情况：a．反应过程中哪些物质(离子)消失了？b．所加试剂是否过量或离子间因发生化学反应产生了哪些新离子？这些离子间是否会发生反应？②循环物质的确定③副产品的判断(5)流程中陌生化学方程式的书写及含量计算①书写思路获取信息首先根据题给材料中的信息写出部分反应物和生成物的化学式，再根据反应前后元素化合价有无变化判断反应类型确定类型类型1元素化合价无变化则为非氧化还原反应，遵循质量守恒定律类型2元素化合价有变化则为氧化还原反应，除遵循质量守恒外，还要遵循得失电子守恒规律规范作答最后根据题目要求写出化学方程式或离子方程式(需要遵循电荷守恒规律)即可②计算思路计算方法关系式法关系式法常应用于一步反应或分多步进行的连续反应中，利用该法可以节省不必要的中间运算过程，避免计算错误。一步反应中可以直接找出反应物与目标产物的关系；在多步反应中，若第一步反应的产物是下一步反应的反应物，可以根据化学方程式将某中间物质作为“中介”，找出已知物质和所求物质之间量的关系〔典例探究〕类型一分离、提纯制备类工艺流程题典例1

(2022·湖南岳阳模拟)锰(Mn)最早是由瑞典化学家伯格曼的助手甘恩从软锰矿中分离得到的，锰常用于制造合金锰钢。某化工厂以软锰矿(主要成分是MnO2，含有SiO2、Fe2O3、CaO等少量杂质)为主要原料制取金属锰的工艺流程如图1所示。(1)“浸锰”步骤中往往有副产物MnS2O6生成，温度对“浸锰”反应的影响如图2所示。为减少MnS2O6的生成，“浸锰”的适宜温度是________，“滤渣Ⅰ”的成分是_____________(填化学式)。该步骤中可以再加入MnSO4以促进“滤渣Ⅰ”析出，结合平衡移动原理分析其原因：_____________________________________________________________________________________。(2)“滤液Ⅰ”中需要先加入MnO2充分反应后再调pH，写出加入MnO2时发生反应的离子方程式：_____________________________________________。90℃

SiO2和CaSO4

促进CaSO4析出MnO2＋2Fe2＋＋4H＋===Mn2＋＋2Fe3＋＋2H2O

(3)“滤液Ⅱ”中加入MnF2的目的是除去溶液中的Ca2＋，已知25℃时，Ksp(CaF2)＝3.2×10－11，则常温下CaF2在纯水中的溶解度为______________g。1.56×10－3

(4)由“滤液Ⅲ”可制得MnSO4·H2O，已知硫酸锰在不同温度下的溶解度和析出晶体的组成如图3所示。则从“滤液Ⅲ”中获得较高纯度MnSO4·H2O的“操作Ⅰ”为控制温度在80～90℃蒸发结晶，__________，用80～90℃的蒸馏水洗涤2～3次，真空干燥。趁热过滤(5)电解时加入适量的SeO2有利于Mn在电极上析出，SeO2与水反应生成的H2SeO3(二元弱酸)在阴极放电生成Se单质，该电极反应为____________________________________。电极上生成的Se对Mn2＋有特殊的吸附能力，有利于Mn2＋电还原沉积。H2SeO3

＋4e－＋4H＋===Se＋3H2O

【解析】流程分析：(3)常温下CaF2溶解在纯水中，则溶液中2c(Ca2＋)＝c(F－)，由Ksp(CaF2)＝c(Ca2＋)·c2(F－)可知，Ksp(CaF2)＝4c3(Ca2＋)＝3.2×10－11，解得c(Ca2＋)＝2×10－4mol/L，则饱和CaF2溶液中c(CaF2)＝c(Ca2＋)＝2×10－4mol/L＝1.56×10－2g/L，则常温下CaF2在纯水中的溶解度为1.56×10－3g。(4)由题图3可知MnSO4·H2O的溶解度随温度升高而降低，为得到纯度较高的MnSO4·H2O，应控制温度在80～90℃蒸发结晶，趁热过滤，用80～90℃的蒸馏水洗涤2～3次，真空干燥；(5)阴极发生还原反应，故H2SeO3在阴极放电生成Se单质的电极反应为H2SeO3

＋4e－＋4H＋===Se＋3H2O。类型二工艺流程与实验结合类典例2

(2022·北京石景山区模拟)我国科学家提出了以铬铁合金(主要成分为铬、铁、镍)为原料制备氧化铬的“铬铁——三价铬冶金化工联合法”，彻底解决了传统铬生产工艺中六价铬的污染问题，其工艺流程如图所示。2Cr＋6H＋===2Cr3＋＋3H2↑、Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑、Ni＋2H＋===Ni2＋＋H2↑

Na2S溶液(合理即可)

见解析(3)加入草酸(H2C2O4)生成草酸亚铁的化学方程式为____________________________________。(4)为满足冶金及颜料级铬绿的要求，氧化铬产品中铁的质量分数应低于0.03%。一种测定氧化铬中铁含量的操作如下：ⅰ.称取mg氧化铬产品，用酸溶解；ⅱ.多步操作分离铁和铬；H2C2O4＋FeSO4===FeC2O4↓＋H2SO4

ⅲ.取含有Fe3＋的溶液，调pH，加入指示剂，用cmol/L无色EDTA－2Na标准溶液滴定，共消耗EDTA－2Na标准溶液VmL。资料：EDTA－2Na和Fe3＋按1∶1的物质的量之比反应，低浓度时产物无明显颜色。①指示剂是__________，滴定终点的现象为_________________________________________。②氧化铬产品中铁的质量分数是_____________。KSCN溶液溶液由红色变为无色，且30s内不恢复原色〔预测演练〕1．(2022·雅安模拟)氯化亚铜(CuCl)是一种难溶于水和乙醇的白色粉末，广泛应用于印染等行业。工业上用铜矿粉(主要含Cu2S及少量Al2O3和SiO2)为原料制备CuCl，其流程如下图。已知：常温下，NH3·H2O的Kb约为1.0×10－5。SiO2和S

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将溶液中的NH3·H2O除干净，防止与CuCl形成络合物＋