2025届高三化学二轮复习+++专题突破++物质的性质、转化及应用++讲义

物质的性质、转化及应用一、常见物质的性质与用途1.常见杀菌剂、消毒剂、净水剂性质用途明矾、铁盐水解生成胶体，具有吸附性明矾作净水剂(混凝剂)次氯酸钠是含氯消毒剂的有效成分，具有氧化性用“84”消毒液消毒二氧化氯具有较强的氧化性可用于自来水的杀菌消毒漂白粉(有效成分为次氯酸钙)具有强氧化性可作杀菌消毒剂，还可作漂白剂K2FeO4是强氧化剂，还原产物铁离子水解生成氢氧化铁胶体K2FeO4作新型净水剂2.常见干燥剂、还原剂性质用途氮气的化学性质稳定作食品保护气生石灰、无水氯化钙、硅胶能吸水可作(食品)干燥剂P2O5能与水反应可作干燥剂(不可用于食品)Fe、FeO具有还原性食品的抗氧化剂SO2既可以杀菌又具有还原性在葡萄酒中可以微量添加3.生活、生产中其他物质性质用途Al(OH)3有弱碱性可用于治疗胃酸过多NaHCO3受热分解生成CO2、能与酸反应可用作焙制糕点的膨松剂、胃酸中和剂明矾溶液显酸性古代用明矾溶液清除铜镜表面的铜锈肥皂水显碱性作蚊虫叮咬处的清洗剂Fe2O3是红棕色粉末作红色颜料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铝有还原性，与氧化铁发生铝热反应可用于焊接铁轨、冶炼难熔金属Na2CO3水解使溶液显碱性用热的纯碱溶液洗去油污草木灰含碳酸钾，水解显碱性铵态氮肥(如硫酸铵)不能和草木灰混合施用厨余垃圾含N、P、K等元素用厨余垃圾制肥料硅是常用的半导体材料可作太阳能电池板、电脑芯片二氧化硅导光能力强可作光导纤维4HF+SiO2=2H2O+SiF4↑用HF刻蚀玻璃Al具有良好的延展性和抗腐蚀性常用铝箔包装物品MgO、Al2O3的熔点很高作耐高温材料镁铝合金质量轻、强度大可用作高铁车厢材料水玻璃(硅酸钠的水溶液)不燃不爆可用作耐火材料等锂质量轻、比能量大可用作电池负极材料锌的活泼性大于铁在海轮外壳上装若干锌块以减缓船体腐蚀(1)钠钾合金可用于原子反应堆导热剂()(2)四氧化三铁用于制备激光打印墨粉()(3)浓H2SO4具有吸水性，可用于干燥氯气()(4)Al(OH)3能与盐酸反应，可用作胃酸中和剂()(5)石英坩埚耐高温，可用来加热熔化烧碱、纯碱等固体()(6)活性炭具有极强的吸附能力，可用作制糖业的脱色剂()(7)臭氧有强氧化性，可用于水体杀菌消毒()(8)因氨气极易溶于水，可用作制冷剂()(9)碳酸钡不仅可以作白色颜料，还可用于医疗内服药剂“钡餐”()(10)因新制氢氧化铜有弱碱性，可用于检验尿液中的葡萄糖()(11)晶体Si熔点高、硬度大，可用作通信设备的芯片()(12)Na2SO3有还原性，可用于水处理中脱氯(Cl2)()(13)浓硫酸具有强氧化性，可用于与CaF2反应制HF()(14)NH4Cl受热易分解，可用作铁的除锈剂()(15)NH4Cl分解时吸收大量的热，可用作阻燃剂()(16)NaHCO3溶液显碱性，可用于制胃酸中和剂()(17)NO2具有还原性，与N2H4混合可用作火箭推进剂()(18)HNO3具有氧化性，可用于生产氮肥()(19)常温下，浓硝酸不跟铁发生化学反应，可用铁制容器盛装浓硝酸()二、典型元素及其重要化合物的转化关系(一)钠及其化合物1.钠及其重要化合物转化落实写出图中标号的化学方程式：①_________________________；②_________________________；③_________________________；④_________________________；⑤_________________________；⑥_________________________。2.重要实验再现(1)钠与水的反应实验装置实验原理2Na+2H2O=2NaOH+H2↑实验步骤在烧杯中加一些水，滴入几滴酚酞溶液，然后把一小块钠投入水中，观察现象实验现象钠浮在水面上，熔成光亮的小球，四处游动，发出“嘶嘶”的响声，且很快消失，溶液变红色实验结论钠的密度比水小，反应放热且钠的熔点低，反应剧烈，产生H2和NaOH实验说明①钠通常保存在煤油中，防止与氧气、水等反应②未用完的钠必须放回原试剂瓶③金属钠着火，不能用水(或CO2)灭火，必须用干燥的沙土来灭火(2)过氧化钠与水的反应实验装置实验原理2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑实验步骤把水滴入盛有少量过氧化钠固体的试管中，立即把带火星的木条伸入试管中，检验生成的气体。用手轻轻触摸试管外壁，然后向反应的溶液中滴入酚酞溶液，观察现象实验现象试管中有大量气泡产生，带火星的木条复燃。用手轻轻触摸试管外壁，感觉试管壁温度升高。向反应后的溶液中滴入酚酞溶液，溶液先变红，后褪色实验结论过氧化钠与水反应产生O2和碱性物质，同时放热，反应生成的物质有漂白性实验说明①向反应后的溶液中加入少量MnO2，产生使带火星的木条复燃的气体，证明反应后的溶液中还有H2O2②Na2O2、H2O2有强氧化性，可作漂白剂，可杀菌消毒，也可使有机色素(酸碱指示剂、花草等)褪色③可以利用Na2O2与水或H2O2与MnO2反应制备少量氧气(3)碳酸钠与碳酸氢钠溶解性及溶液性质探究实验原理Na2CO3+H2ONaHCO3+NaOH，NaHCO3+H2OH2CO3+NaOH实验步骤在两支试管里分别加入少量Na2CO3和NaHCO3固体(各约1g)，①观察二者外观上的细小差别。分别滴入几滴水，振荡试管，观察现象；将温度计分别插入其中②继续向试管内加入5mL水，用力振荡，观察现象③分别向②所得溶液中滴入1~2滴酚酞溶液，观察现象实验现象Na2CO3为白色粉末，NaHCO3为细小的白色晶体；盛放Na2CO3的试管中温度计示数升高，盛放NaHCO3的试管中温度计示数降低；Na2CO3完全溶解，溶液变红色；NaHCO3部分溶解，溶液变浅红色实验结论①溶解性：Na2CO3和NaHCO3都能溶于水，溶解度：Na2CO3大于NaHCO3；Na2CO3溶于水放热，NaHCO3溶于水吸热②水溶液酸碱性：Na2CO3、NaHCO3水溶液都呈碱性(4)碳酸钠、碳酸氢钠热稳定性对比实验实验装置实验原理2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O实验步骤在大、小硬质试管中分别加入Na2CO3固体和NaHCO3固体。点燃酒精灯加热，观察现象实验现象A试管中澄清石灰水变浑浊，B试管中澄清石灰水不变浑浊实验结论①Na2CO3受热不分解；NaHCO3受热易分解，生成物中有CO2②Na2CO3的热稳定性比NaHCO3强实验说明大硬质试管温度高，应放置热稳定性强的Na2CO3固体(二)铁及其化合物1.铁及其重要化合物转化落实写出图中标号的化学方程式：①_________________________；②_________________________；③_________________________；④_________________________；⑤_________________________。2.重要实验再现(1)铁与水蒸气的反应实验装置(或)实验原理3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2实验步骤用镊子将一湿棉花团塞入试管底部，用药匙向试管中部加入适量还原铁粉，塞紧带导管的橡皮塞，将导管口浸入肥皂液液面下，加热试管，一段时间后用燃着的火柴靠近肥皂泡，观察现象实验现象红热的铁粉与水蒸气反应产生气体，蒸发皿中产生大量肥皂泡，用燃着的火柴靠近肥皂泡，听到爆鸣声，反应后试管内的固体仍为黑色实验结论铁不能与冷水、热水反应，但能与高温水蒸气反应，生成氢气实验说明①酒精灯上加一个金属网罩是为了集中加热，提高温度，也可以使用酒精喷灯代替酒精灯②实验结束时，先将导管从肥皂液中取出，再熄灭酒精灯(2)氢氧化亚铁的制备实验装置实验原理Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓；Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓、4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3实验步骤在两支试管里分别加入少量FeCl3溶液和FeSO4溶液，然后各滴入NaOH溶液。观察并描述发生的现象实验现象①试管中有红褐色沉淀产生②试管中先生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色实验说明①氢氧化亚铁制备的核心问题：一是溶液中的溶解氧必须除去，二是反应过程必须与氧隔绝②Fe2+易被氧化，所以FeSO4溶液要现用现配，且配制FeSO4溶液的蒸馏水要煮沸除去氧气③为了防止NaOH溶液加入时带入空气，可将吸有NaOH溶液的长滴管伸入到FeSO4液面下，再挤出NaOH溶液④能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的装置如下：(3)铁离子与亚铁离子的转化与检验实验装置实验原理2Fe3++Fe=3Fe2+，2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-，Fe3++3SCN-Fe(SCN)3实验步骤在盛有2mLFeCl3溶液的试管中，加入足量铁粉，振荡试管。充分反应后，滴入几滴KSCN溶液，观察现象。把上层清液倒入另一试管中，再加入几滴氯水，观察现象实验现象滴入KSCN溶液后，无明显现象，加入几滴氯水，溶液变为红色实验结论Fe3+与Fe2+在适当的还原剂、氧化剂作用下可以相互转化实验说明KSCN+氧化剂法检验Fe2+时，先加入KSCN溶液，无明显变化后，再加入新制氯水等氧化剂，试剂加入的顺序不能颠倒①Fe3+的检验向待检液中滴加K4[Fe(CN)6]溶液，生成蓝色沉淀。离子方程式：K++Fe3++[Fe(CN)6]4-=KFe[Fe(CN)6]↓。②Fe2+的检验向待检液中滴加K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液，生成蓝色沉淀。离子方程式：K++Fe2++[Fe(CN)6]3-=KFe[Fe(CN)6]↓。(三)氯及其化合物1.氯及其重要化合物转化落实2.重要反应规范书写(1)实验室用MnO2和浓盐酸反应制取Cl2的化学方程式：_________________________。(2)将浓盐酸滴到KMnO4固体上(用离子方程式表示)：_________________________。(3)将Cl2通入石灰乳中(用化学方程式表示)：_________________________。(4)将SO2和Cl2混合，漂白性减弱的原因(用离子方程式表示)：_________________________。3.重要实验再现(1)氯气的实验室制法与性质探究实验装置实验原理MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O，Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O实验步骤搭建如图所示实验装置，检查装置气密性。加入相关药品，打开分液漏斗活塞滴加浓盐酸，加热圆底烧瓶，观察现象实验现象集气瓶中充满了黄绿色的气体；湿润的红色布条放在瓶口褪色(或湿润淀粉⁃KI试纸放在瓶口变蓝)(2)卤素单质氧化性强弱的实验探究实验装置实验原理2NaBr+Cl2=2NaCl+Br2，2KI+Cl2=2KCl+I2，2KI+Br2=2KBr+I2实验步骤将少量新制氯水分别加入盛有NaBr溶液和KI溶液的试管中，用力振荡后加入少量四氯化碳，振荡、静置；将少量溴水加入盛有KI溶液的试管中，用力振荡后加入少量四氯化碳，振荡、静置实验现象①溶液分层，下层呈橙色；②溶液分层，下层呈深紫色；③溶液分层，下层呈深紫色实验结论氧化性：Cl2>Br2>I2；非金属性：Cl>Br>I实验说明F2极易与水反应：2F2+2H2O=4HF+O2，F2不能从溶液中置换其他卤素单质(四)硫及其化合物1.硫及其重要化合物转化落实2.重要反应规范书写(1)书写下列反应的化学方程式①将H2S气体通入CuSO4溶液中：_________________________；②将SO2通入H2S溶液中：_________________________；③Cu和浓H2SO4混合加热：_________________________；④C和浓H2SO4混合加热：_________________________；⑤实验室利用Na2SO3和浓H2SO4制SO2：_________________________。(2)用离子方程式回答下列问题①热的烧碱溶液可以除硫，其原因：_________________________；②将SO2气体通入FeCl3溶液中，溶液由棕黄色变为浅绿色，其原因：_________________________；③S2-和SO32−可以大量共存，但加入H2SO3.重要实验再现(1)二氧化硫性质的实验探究实验装置实验原理SO2+H2OH2SO3实验步骤把盖有橡胶塞、充满二氧化硫气体的试管倒立在水中，在水面下打开橡胶塞，观察现象。待液面高度不再变化时，在水下用橡胶塞塞紧试管口，取出试管，将试管中的液体分为两份，一份滴加紫色石蕊溶液；另一份滴加1~2滴品红溶液，振荡，观察颜色变化，后加热试管，再观察实验现象①试管中液面上升②滴加紫色石蕊溶液后，溶液变红色③滴加品红溶液后，溶液先变红，振荡后褪色，再加热后溶液颜色恢复红色，同时有刺激性气味的气体生成实验结论①SO2易溶于水，其水溶液显酸性②SO2具有漂白性，但生成的化合物不稳定(2)浓硫酸的吸水性和脱水性实验实验装置实验原理C12H22O1112C+11H2O，C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O实验步骤①将3mL浓硫酸滴到胆矾晶体上，观察现象②将5mL浓硫酸滴入盛有2g蔗糖的试管中，观察现象。将产生的气体通入品红溶液中，观察现象实验现象①蓝色晶体变成白色粉末②白色蔗糖变黑、体积膨胀，变成疏松多孔的海绵状，并放出有刺激性气味的气体，产生的气体使品红溶液褪色实验结论①浓硫酸具有吸水性②浓硫酸具有脱水性(强氧化性)实验说明①吸水性(有现成的水)：浓硫酸可吸收空气或其他气体中的水蒸气、混在固体中的湿存水、结晶水合物中的结晶水。在实验室里常用浓硫酸作干燥剂②脱水性(无现成的水)：浓硫酸可使有机化合物中的氢、氧元素按水的组成比脱去(3)浓硫酸与铜的反应实验装置实验原理Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O实验步骤在试管里加入2mL浓硫酸，用带导管和一个小孔的橡胶塞塞紧，从孔中插入一根下端卷成螺旋状的铜丝，使铜丝与浓硫酸接触，加热。把产生的气体依次通入品红溶液和紫色石蕊溶液中，观察现象。向外拉铜丝，终止反应，冷却后，把试管里的物质慢慢倒入盛有少量水的另一支试管里，观察溶液的颜色实验现象a试管中铜丝表面变黑，有气泡逸出；b试管中的品红溶液变为无色；c试管中的紫色石蕊溶液变为红色；将a试管里的物质慢慢倒入水中，溶液变为蓝色实验说明①浓硫酸能与大多数金属反应，生成高价态金属的硫酸盐，自身一般被还原为SO2②常温下，浓硫酸能使铁、铝钝化③浓硫酸可将碳、磷等非金属单质氧化成高价态的氧化物或含氧酸，自身被还原为SO2(五)氮及其化合物1.氮及其重要化合物转化落实2.重要反应规范书写(1)写出图中标号的化学方程式：①_________________________；②_________________________；③_________________________；④_________________________。(2)用方程式回答下列问题①将NH3通入AlCl3溶液中：_________________________。②将NO2通入NaOH溶液中：_________________________。③将NH3通入灼热的CuO中，固体由黑色变红色：_________________________。④用NH3可以检验输送Cl2的管道是否漏气，若漏气则有白烟生成：_________________________。3.重要实验再现(1)NO、NO2性质实验实验装置实验操作在一支50mL的注射器里充入20mLNO，然后吸入5mL水，用乳胶管和弹簧夹封住管口，振荡注射器，观察现象打开弹簧夹，快速吸入10mL空气后夹上弹簧夹，观察现象，振荡注射器，再观察现象现象无明显现象振荡前：无色气体变为红棕色振荡后：红棕色气体变为无色实验结论①NO为无色气体，不溶于水，常温下，易被氧气氧化：2NO+O2=2NO2②NO2为红棕色气体，溶于水时与水发生歧化反应：3NO2+H2O=2HNO3+NO实验说明多次吸入足量氧气可将NO完全吸收。在工业生产硝酸时，可通入过量的空气使氮氧化物完全转化为硝酸(2)氨气溶于水的喷泉实验实验装置实验原理氨气极易溶于水(NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH-)，导致容器内的气体压强变小，容器内外产生压强差，外界大气压将水压入，从而形成喷泉实验步骤在干燥的圆底烧瓶里充满氨，用带有玻璃管和胶头滴管(预先吸入水)的橡胶塞塞紧瓶口。倒置烧瓶，使玻璃管插入盛有水的烧杯中(预先在水里滴入少量酚酞溶液)。打开弹簧夹，轻轻挤压胶头滴管，使少量水进入烧瓶。观察并描述现象实验现象烧杯中的溶液由玻璃管进入烧瓶，形成喷泉，烧瓶内液体呈红色实验结论氨极易溶于水，水溶液呈碱性实验说明①实验成功的关键：a.装置的气密性要好；b.烧瓶要干燥；c.氨气要充满②若无胶头滴管引发喷泉，可采用热敷法或冷敷法引发喷泉(3)氨气的实验室制法实验装置实验原理2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O实验步骤搭建如图所示实验装置，检查装置气密性。加入药品，对NH4Cl与Ca(OH)2混合固体加热，观察现象实验现象将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，试纸变蓝实验说明①试剂的选择：考虑操作方便、安全，铵盐一般用氯化铵或硫酸铵，碱一般用Ca(OH)2，不用NaOH，因为后者易潮解，成本高②可用湿润的红色石蕊试纸或浓盐酸来检验产生的氨气。用碱石灰(CaO和NaOH)干燥氨气，不能用浓硫酸、CaCl2(可生成CaCl2·8NH3)干燥氨气③实验室快速制取氨气的方法：用浓氨水和固体NaOH反应或直接加热浓氨水1.(2024·浙江6月选考，2)下列说法不正确的是()A.Al(OH)3呈两性，不能用于治疗胃酸过多B.Na2O2能与CO2反应产生O2，可作供氧剂C.FeO有还原性，能被氧化成Fe3O4D.HNO3见光易分解，应保存在棕色试剂瓶中2.(2024·北京，8)关于Na2CO3和NaHCO3的下列说法中，不正确的是()A.两种物质的溶液中，所含微粒的种类相同B.可用NaOH溶液使NaHCO3转化为Na2CO3C.利用二者热稳定性差异，可从它们的固体混合物中除去NaHCO3D.室温下，二者饱和溶液的pH差约为4，主要是由于它们的溶解度差异3.(2023·广东，9)按图装置进行实验。将稀硫酸全部加入Ⅰ中的试管，关闭活塞。下列说法正确的是()A.Ⅰ中试管内的反应，体现H+的氧化性B.Ⅱ中品红溶液褪色，体现SO2的还原性C.在Ⅰ和Ⅲ的试管中，都出现了浑浊现象D.撤掉水浴，重做实验，Ⅳ中红色更快褪去4.(2023·江苏，11)室温下，探究0.1mol·L-1FeSO4溶液的性质，下列实验方案能达到探究目的的是()选项探究目的实验方案A溶液中是否含有Fe3+向2mLFeSO4溶液中滴加几滴新制氯水，再滴加KSCN溶液，观察溶液颜色变化BFe2+是否有还原性向2mLFeSO4溶液中滴加几滴酸性KMnO4溶液，观察溶液颜色变化CFe2+是否水解向2mLFeSO4溶液中滴加2~3滴酚酞试液，观察溶液颜色变化DFe2+能否催化H2O2分解向2mL5%H2O2溶液中滴加几滴FeSO4溶液，观察气泡产生情况答案精析一、正误判断(1)√(2)√(3)√(4)√(5)×(6)√(7)√(8)×(9)×(10)×(11)×(12)√(13)×(14)×(15)√(16)√(17)×(18)×(19)×二、(一)1.①2Na+O2Na2O2②2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑③2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2④2NaOH+CO2(少量)=Na2CO3+H2O⑤NaOH+CO2(过量)=NaHCO3⑥Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3(二)1.①2Fe+3Cl22FeCl3②Fe2O3+3CO2Fe+3CO2或Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3③2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2或2FeCl3+Fe=3FeCl2④2FeCl2+Cl2=2FeCl3⑤4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3(三)2.(1)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O(2)2MnO4−+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H(3)2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O(4)SO2+Cl2+2H2O=4H++SO42−(四)2.(1)①H2S+CuSO4=CuS↓+H2SO4②2H2S+SO2=3S↓+2H2O③Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O④C+2H2SO4(浓)CO2↑+