高考化学一轮复习课件微专题12　无机物间的转化关系

微专题12

无机物间的转化关系高考怎么考

高考考什么

命题角度一

基于“价—类”二维的转化关系

命题角度二

与工艺“微流程”相关的转化分析

命题角度三

与实验“微设计”相关的转化分析高考精准练高考怎么考1.[2023•辽宁卷]下列有关物质的工业制备反应错误的是(

)A.合成氨:N2+3H2

2NH3B.制HCl:H2+Cl2

2HClC.制粗硅:SiO2+2CSi+2CO↑D.冶炼镁:2MgO(熔融)2Mg+O2↑D

[解析]工业合成氨是利用氮气和氢气在高温、高压、催化剂的条件下反应生成氨,反应方程式为N2+3H2

2NH3,A正确;工业制氯化氢是利用氢气和氯气反应生成氯化氢,反应方程式为H2+Cl2

2HCl,B正确;工业制粗硅是将SiO2与C在高温下反应生成粗硅,反应方程式为SiO2+2CSi+2CO↑,C正确;工业冶炼金属镁是通过电解熔融氯化镁,反应方程式为MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑,D错误。高考怎么考2.[2023•广东卷]部分含Na或含Cu物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是 (

)A.可存在c→d→e的转化B.能与H2O反应生成c的物质只有bC.新制的d可用于检验葡萄糖中的醛基D.若b能与H2O反应生成O2,则b中含共价键B

[解析]由图可知a、b、c对应物质分别为钠、氧化钠(过氧化钠)、氢氧化钠或a、b、e、d对应物质分别为铜、氧化亚铜、氧化铜、氢氧化铜。由分析可知氢氧化钠和硫酸铜反应生成氢氧化铜,氢氧化铜受热分解生成氧化铜,所以存在c→d→e的转化,A合理;高考怎么考2.[2023•广东卷]部分含Na或含Cu物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是 (

)A.可存在c→d→e的转化B.能与H2O反应生成c的物质只有bC.新制的d可用于检验葡萄糖中的醛基D.若b能与H2O反应生成O2,则b中含共价键B

钠和氧化钠(过氧化钠)都能与H2O反应生成氢氧化钠,B不合理;新制氢氧化铜可用于检验葡萄糖中的醛基,C合理;若b能与H2O反应生成O2,则b为过氧化钠,其结构中含共价键和离子键,D合理。高考怎么考3.[2023•湖北卷]工业制备高纯硅的主要过程如下:石英砂

粗硅

SiHCl3

高纯硅下列说法错误的是(

)

A.制备粗硅的反应方程式为SiO2+2CSi+2CO↑B.1molSi含Si—Si的数目约为4×6.02×1023C.原料气HCl和H2应充分去除水和氧气D.生成SiHCl3的反应为熵减过程B

高考怎么考石英砂

粗硅

SiHCl3

高纯硅[解析]SiO2和C在高温下发生反应生成Si和CO,因此制备粗硅的反应方程式为SiO2+2CSi+2CO↑,A正确;在晶体硅中,每个Si与其周围的4个Si形成共价键三维骨架结构,因此,平均每个Si形成2个共价键,1molSi含Si—Si键的数目约为2×6.02×1023,B错误;SiHCl3和水蒸气反应,HCl极易溶于水,硅和氧气反应生成的SiO2成为杂质且不易除去,H2在高温下遇到氧气能发生反应生成水,且其易燃易爆,因此原料气HCl和H2应充分去除水和氧气,C正确;Si+3HClSiHCl3+H2,该反应是气体分子数减少的反应,因此,生成SiHCl3的反应为熵减过程,D正确。高考怎么考4.[2022•湖南卷]铝电解厂烟气净化的一种简单流程如下:下列说法错误的是(

)A.不宜用陶瓷作吸收塔内衬材料B.采用溶液喷淋法可提高吸收塔内烟气吸收效率C.合成槽中产物主要有Na3AlF6和CO2D.滤液可回收进入吸收塔循环利用C

[解析]烟气(含HF)通入吸收塔中,加入过量的碳酸钠,发生反应Na2CO3+HF=NaF+NaHCO3,向合成槽中加入NaAlO2,发生反应6NaF+NaAlO2+4NaHCO3=Na3AlF6↓+4Na2CO3+2H2O,过滤得到Na3AlF6和含有Na2CO3的滤液。陶瓷的成分中含有SiO2,烟气中含有的HF溶于水为氢氟酸,会与陶瓷中的SiO2反应:4HF+SiO2=SiF4↑+2H2O,因此不宜用陶瓷作吸收塔内衬材料,A正确;高考怎么考4.[2022•湖南卷]铝电解厂烟气净化的一种简单流程如下:下列说法错误的是(

)A.不宜用陶瓷作吸收塔内衬材料B.采用溶液喷淋法可提高吸收塔内烟气吸收效率C.合成槽中产物主要有Na3AlF6和CO2D.滤液可回收进入吸收塔循环利用C

采用溶液喷淋法可增大反应物的接触面积,提高吸收塔内烟气吸收效率,B正确;由上述分析可知,合成槽内发生反应6NaF+NaAlO2+4NaHCO3=Na3AlF6↓+4Na2CO3+2H2O,产物是Na3AlF6和Na2CO3,C错误;由上述分析可知,滤液的主要成分为Na2CO3,可进入吸收塔循环利用,D正确。高考怎么考5.[2021•辽宁卷]含S元素的某钠盐a能发生如图转化。下列说法错误的是(

)A.a可能为正盐,也可能为酸式盐B.c为不溶于盐酸的白色沉淀C.d为含极性键的非极性分子D.反应②中还可能生成淡黄色沉淀C

盐a溶液—高考怎么考5.[2021•辽宁卷]含S元素的某钠盐a能发生如图转化。下列说法错误的是(

)A.a可能为正盐,也可能为酸式盐B.c为不溶于盐酸的白色沉淀C.d为含极性键的非极性分子D.反应②中还可能生成淡黄色沉淀C

由分析可知,c为BaSO4,故c为不溶于盐酸的白色沉淀,B项正确;由分析可知,d为SO2,由SO2易溶于水并根据“相似相溶”原理可知,d是含有极性键的极性分子,C项错误;由分析可知,盐a可能是Na2S2O3,此时反应②为Na2S2O3+2HCl=2NaCl+S↓+SO2↑+H2O,即反应②中可能生成淡黄色沉淀,D项正确。盐a溶液—命题角度一基于“价—类”二维的转化关系整合要点·夯实必备高考考什么1.借助“价—类”二维图认识金属及其化合物的性质与转化Ⅰ.活泼的金属——钠及其化合物①2Na+O2

Na2O2②2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑③2Na2O2+2CO2

=2Na2CO3+O2④CO2+2NaOH=

Na2CO3+H2O⑤CO2+NaOH=NaHCO3⑥Na2CO3+H2O+CO2

=2NaHCO3整合要点·夯实必备高考考什么Ⅱ.变价金属——铁及其化合物①2Fe+3Cl2

2FeCl3②Fe2O3+3CO2Fe+3CO2或Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3③Cu+2FeCl3

=CuCl2+2FeCl2或Fe+2FeCl3

=3FeCl2④2FeCl2+Cl2

=2FeCl3⑤4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3整合要点·夯实必备高考考什么2.借助“价—类”二维图认识非金属及其化合物的性质与转化Ⅰ.多价态的非金属元素——氯及其化合物①Cl2+SO2+2H2OH2SO4+2HCl②Cu+Cl2

CuCl2③Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O④2Cl2+2Ca(OH)2

=Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O⑤MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O⑥2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑整合要点·夯实必备高考考什么Ⅱ.多价态的非金属元素——硫及其化合物①2SO2+O2

2SO3②Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O③C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O④2Na2SO3+O2

=2Na2SO4Ⅲ.多价态的非金属元素——氮及其化合物①Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O②4NH3+5O2

4NO+6H2O③3NO2+H2O=2HNO3+NO④C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O探究典例·提升能力高考考什么例1[2021•广东卷]部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是(

)A.a可与e反应生成bB.b既可被氧化,也可被还原C.可将e加入浓碱液中制得d的胶体D.可存在b→c→d→e→b的循环转化关系[解析]

Fe与Fe(Ⅲ)的盐类物质可发生反应生成Fe(Ⅱ)的盐类物质,如Fe+2FeCl3

=3FeCl2,A项正确。Fe(Ⅱ)化合价既可升高,也可降低,因此既可被氧化,也可被还原,B项正确。e加入浓碱液中只能得到d的沉淀,C项错误。b→c→d→e→b的转化如FeCl2

Fe(OH)2Fe(OH)3FeCl3FeCl2,D项正确。C探究典例·提升能力高考考什么迁移应用

“价—类”二维图是基于核心元素的化合价和物质类别研究物质性质的一种模型。下图是硫元素的“价—类”二维图,下列说法正确的是(

)A.硫化亚铁与稀硝酸反应可用来制取aB.从价态角度分析,a、b、c、g都具有还原性C.c通入溴水中,溴水褪色,证明c有漂白性D.b在足量的纯氧中燃烧,可一步转化为d[解析]根据硫元素的“价—类”二维图可知,a为H2S,b为S,c为SO2,d为SO3,e为H2SO4,f为亚硫酸盐或亚硫酸氢盐,g为硫化盐或硫化氢盐。硝酸可以氧化硫化亚铁中的硫元素,不会生成硫化氢,A错误;a、b、c、g中S元素都不是最高价,故可以被氧化,具有还原性,B正确;B探究典例·提升能力高考考什么迁移应用

“价—类”二维图是基于核心元素的化合价和物质类别研究物质性质的一种模型。下图是硫元素的“价—类”二维图,下列说法正确的是(

)A.硫化亚铁与稀硝酸反应可用来制取aB.从价态角度分析,a、b、c、g都具有还原性C.c通入溴水中,溴水褪色,证明c有漂白性D.b在足量的纯氧中燃烧,可一步转化为dSO2会被溴水氧化而使溴水褪色,证明二氧化硫具有还原性,C错误;硫单质在氧气中燃烧只能生成二氧化硫,不能一步转化为三氧化硫,D错误。B命题角度二与工艺“微流程”相关的转化分析整合要点·夯实必备高考考什么1.掌握教材经典无机化工“微流程”(1)纯碱制备饱和NaCl溶液NaHCO3晶体

Na2CO3(2)绿矾制备整合要点·夯实必备高考考什么(3)从铝矿石中获得铝(4)海水提镁海水

浓液

Mg(OH)2MgCl2溶液MgCl2·6H2OMgCl2Mg整合要点·夯实必备高考考什么2.熟知化学工艺“微流程”中常用的操作方法(1)对原料进行预处理的常用方法及其作用①研磨:减小固体的颗粒度,增大固体与液体或气体间的接触面积,加快反应速率。②水浸:与水接触反应或溶解。③酸浸:与酸接触反应或溶解,使可溶性金属进入溶液,不溶物通过过滤除去。④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。⑤煅烧:改变结构,使一些物质能溶解,并使一些杂质在高温下氧化、分解,如煅烧高岭土。整合要点·夯实必备高考考什么(2)常用的控制反应条件的方法①调节溶液的pH:常用于使某些金属离子形成氢氧化物沉淀。调节pH所需的物质一般应满足两点:a.能与H+反应,使溶液pH增大;b.不引入新杂质。例如:若要除去Cu2+中混有的Fe3+,可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH,不可加入NaOH溶液、氨水等。②控制温度:根据需要升温或降温,改变反应速率或使平衡向需要的方向移动。整合要点·夯实必备高考考什么3.明确化学工艺“微流程”常用的分离方法(1)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。(2)萃取和分液液-液萃取是利用待分离组分在两种不互溶的溶剂中的溶解度不同,将其从一种溶剂转移到另一种溶剂的过程,如用CCl4或苯萃取溴水中的溴。将萃取后的两层液体分开的操作叫作分液。固-液萃取是用溶剂从固体物质中溶解出待分离组分的过程。整合要点·夯实必备高考考什么(3)蒸发结晶提取溶解度随温度变化不大的溶质,如NaCl。(4)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。(5)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。探究典例·提升能力高考考什么

B[解析]由题意可知,“焙烧”过程中FeO、Cr2O3均被O2氧化,同时Cr转化为对应钠盐,“水浸”时Fe2O3不溶,过滤除去滤渣,滤液①中存在Na2CrO4,与淀粉的水解产物葡萄糖发生氧化还原反应得到氢氧化铬沉淀。“焙烧”过程中Cr2O3发生反应产生CO2:2Cr2O3+3O2+4Na2CO3

4Na2CrO4+4CO2,A正确;探究典例·提升能力高考考什么

B

探究典例·提升能力高考考什么【思维建模】抓住“六个”关键,突破化学工艺“微流程”类题探究典例·提升能力高考考什么迁移应用

[2022•

福建卷]用铬铁合金(含少量Ni、Co单质)生产硫酸铬的工艺流程如下:下列说法错误的是(

)A.“浸出”产生的气体含有H2B.“除杂”的目的是除去Ni、Co元素C.流程中未产生六价铬化合物D.“滤渣2”的主要成分是Fe2(C2O4)3D[解析]由流程可知,加入稀硫酸溶解,生成气体为氢气,溶液中含Ni2+、Co2+、Cr3+、Fe2+,加入Na2S分离出滤渣1(含CoS和NiS),Cr3+、Fe2+不会沉淀,再加入草酸除铁生成FeC2O4,过滤分离出硫酸铬。四种金属均与稀硫酸反应生成H2,A正确;探究典例·提升能力高考考什么迁移应用

[2022•

福建卷]用铬铁合金(含少量Ni、Co单质)生产硫酸铬的工艺流程如下:下列说法错误的是(

)A.“浸出”产生的气体含有H2B.“除杂”的目的是除去Ni、Co元素C.流程中未产生六价铬化合物D.“滤渣2”的主要成分是Fe2(C2O4)3D共有四种金属,由流程可知,沉铁后分离出硫酸铬,则“除杂”的目的是除去Ni、Co元素,B正确;由上述分析可知,流程中未产生六价铬化合物,C正确;“滤渣2”的主要成分是FeC2O4,D错误。命题角度三与实验“微设计”相关的转化分析整合要点·夯实必备高考考什么1.非金属及其化合物化学实验“微设计”整合要点·夯实必备高考考什么2.常见气体的制备原理及方法气体制备原理除杂方法尾气处理CO2

CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O通过饱和NaHCO3溶液除去HCl用NaOH溶液吸收Cl2

MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O通过饱和NaCl溶液除去HCl,通过浓硫酸除去水蒸气用NaOH溶液吸收整合要点·夯实必备高考考什么气体制备原理除杂方法尾气处理NH3

Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O通过碱石灰除去水蒸气用稀硫酸等吸收SO2

Na2SO3+H2SO4(70%)=Na2SO4+SO2↑+H2O通过浓硫酸除去水蒸气用NaOH溶液吸收探究典例·提升能力高考考什么例3[2023•广东卷]利用活性石墨电极电解饱和食盐水,进行如图所示实验。闭合K1,一段时间后

(

)A.U形管两侧均有气泡冒出,分别是Cl2和O2B.a处布条褪色,说明Cl2具有漂白性C.b处出现蓝色,说明还原性:Cl->I-D.断开K1,立刻闭合K2,电流表发生偏转D[解析]闭合K1,形成电解池,电解饱和食盐水,左侧为阳极,阳极氯离子失去电子生成氯气,电极反应为2Cl--2e-

=Cl2↑,右侧为阴极,阴极电极反应为2H2O+2e-

=H2↑+2OH-,总反应为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,据此解答。根据分析,U形管两侧均有气泡冒出,分别是Cl2和H2,A错误;探究典例·提升能力高考考什么例3[2023•广东卷]利用活性石墨电极电解饱和食盐水,进行如图所示实验。闭合K1,一段时间后

(

)A.U形管两侧均有气泡冒出,分别是Cl2和O2B.a处布条褪色,说明Cl2具有漂白性C.b处出现蓝色,说明还原性:Cl->I-D.断开K1,立刻闭合K2,电流表发生偏转D左侧生成氯气,氯气遇到水生成HClO,HClO具有漂白性,能使a处布条褪色,Cl2无漂白性,B错误;b处出现蓝色,发生Cl2+2KI=I2+2KCl,说明还原性:I->Cl-,C错误;断开K1,立刻闭合K2,此时构成氢氯燃料电池,形成电流,电流表发生偏转,D正确。探究典例·提升能力高考考什么【思维建模】抓住“四步骤”,突破“微实验”探究典例·提升能力高考考什么迁移应用

[2023•河北部分示范性高中三模]硫化锂(Li2S)是一种潜在的锂电池的电解质材料,某化学兴趣小组选择下列实验装置制备硫化锂。已知:粗锌中含少量Cu和FeS;Li2S易潮解、易水解,在加热条件下易被氧化。下列说法错误的是(

)A.装置乙中有黑色沉淀生成,反应的离子方程式为H2S+Cu2+

=CuS↓+2H+B.装置丁硬质玻璃管中发生的反应为Li2SO4+4H2Li2S+4H2OC.装置戊的作用只有一个:防止空气中的水蒸气进入装置丁而使Li2S水解D.虽然从装置戊中排出的尾气无毒,但尾气还是需要进行处理C探究典例·提升能力高考考什么[解析]由图可知,装置甲中稀硫酸和粗锌反应制备氢气,制得的氢气中混有硫化氢气体,装置乙中盛有的硫酸铜溶液用于除去硫化氢气体,装置丙中盛有的浓硫酸用于干燥氢气,装置丁中硫酸锂与氢气共热反应制得硫化锂,装置戊中盛有的浓硫酸用于吸收空气中的水蒸气,防止水蒸气进入丁中导致硫化锂水解。粗锌中含有的FeS与稀硫酸反应生成硫化氢气体,硫化氢气体与硫酸铜溶液反应生成硫化铜黑色沉淀,A正确;探究典例·提升能力高考考什么根据装置图可知,装置甲中产生的氢气经过除杂、干燥后进入装置丁与Li2SO4在加热条件下反应生成Li2S和水,B正确;装置戊的作用有两个:一是防止空气中的水蒸气进入装置丁而使Li2S水解,二是防止空气中的氧气进入装置丁而使Li2S氧化,C错误;从装置戊中排出的尾气是氢气,虽然氢气无毒,但易燃,应进行处理,D正确。1.[2022•江苏卷]氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是(

)A.自然固氮、人工固氮都是将N2转化为NH3B.侯氏制碱法以H2O、NH3、CO2、NaCl为原料制备NaHCO3和NH4ClC.工业上通过NH3催化氧化等反应过程生产HNO3D.多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界的“氮循环”A

高考精准练[解析]自然固氮是将空气中N2转化为含氮化合物,如雷电作用下N2与O2生成NO,并非转化为NH3,A错误。侯氏制碱法以H2O、NH3、CO2、NaCl为原料制备NaHCO3和NH4Cl,发生反应:H2O+NH3+CO2+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl,B正确。1.[2022•江苏卷]氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是(

)A.自然固氮、人工固氮都是将N2转化为NH3B.侯氏制碱法以H2O、NH3、CO2、NaCl为原料制备NaHCO3和NH4ClC.工业上通过NH3催化氧化等反应过程生产HNO3D.多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界的“氮循环”A

高考精准练工业上通过NH3催化氧化等反应过程生产HNO3,发生转化:NH3→NO→NO2→HNO3,C正确。自然界的“氮循环”涉及氮气及含氮化合物,有多种存在形态,D正确。2.[2023•辽宁协作体联考]如图是某元素常见物质的“价—类”二维图,f为钠盐。下列说法不正确的是(

)A.物质a既可被氧化,也