2019版高考化学一轮复习 第四章 非金属及其化合物学案（打包9套）.zip

1专题讲座二 气体的实验室制备、净化和收集1．气体制备实验的基本思路2．重要气体的发生装置依据制备气体所需的反应物状态和反应条件，可将制备气体的发生装置分为三类：(1)固体＋固体 气体― ― →△ 发生装置：制备气体：O 2、NH 3、CH 4等。(2)固体＋液体或液体＋液体 气体― ― →△ 发生装置：2制备气体：Cl 2、C 2H4等。(3)固体＋液体(不加热)― →气体发生装置：制备气体：选择合适的药品和装置能制取中学化学中常见的气体。3．气体制备装置的改进(1)改进的目的：用于加热易熔化的固体物质的分解，这样可有效地防止固体熔化时造成液体的倒流，如草酸晶体受热分解制取 CO2气体。(2)“固体＋液体― →气体”装置的创新3(3)“固(液)＋液 气体”装置的创新― ― →△ 图 A 的改进优点是能控制反应液的温度。图 B 的改进优点是使圆底烧瓶和分液漏斗中的气体压强相等，便于液体顺利流下。4．气体的除杂方法(1)除杂试剂选择的依据：主体气体和杂质气体性质上的差异，如溶解性、酸碱性、氧化性、还原性。除杂原则：①不损失主体气体；②不引入新的杂质气体；③在密闭装置内进行；④先除易除的杂质气体。(2)气体干燥净化装置类型 液态干燥剂 固态干燥剂 固态干燥剂 固体，加热装置Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ常见干燥剂浓 H2SO4(酸性、强氧化性)无水氯化钙(中性) 碱石灰(碱性)除杂试剂Cu、CuO、Mg等当 CO2中混有 O2杂质时，应选用上述Ⅰ～Ⅳ中的Ⅳ装置除 O2，除杂试剂是 Cu 粉。5．气体的收集方法收集方法 收集气体的类型 收集装置 可收集的气体(举例)排水法难溶于水或微溶于水，又不与水反应的气体O2、H 2、NO、CO 等排空气法向上排空气法密度大于空气且不与空气中的成分反应Cl2、SO 2、NO 2、CO 24向下排空气法密度小于空气且不与空气中的成分反应H2、NH 36.集气装置的创新——排液集气装置装置(Ⅰ)从 a 管进气 b 管出水可收集难溶于水的气体，如 H2、O 2等。若将广口瓶中的液体更换，还可以收集以下气体。①饱和食盐水——收集 Cl2。②饱和 NaHCO3溶液——收集 CO2。③饱和 NaHS 溶液——收集 H2S。④四氯化碳——收集 HCl 或 NH3。装置(Ⅱ)储气式集气。气体从橡胶管进入，可将水由 A 瓶排入 B 瓶，在瓶 A 中收集到气体。7．尾气处理的原因、方法及装置(1)原因：有些气体有毒或有可燃性，任其逸散到空气中，会污染空气或者引发火灾、爆炸等灾害。(2)处理方法：一般根据气体的相关性质，使其转化为非气态物质或无毒物质，如酸性有毒气体用碱溶液吸收，可燃性气体用点燃等措施。(3)尾气处理装置(见下图 a、b、c)①实验室制取 Cl2时，尾气的处理可采用 b 装置。②制取 CO 时，尾气处理可采用 ac 装置。③制取 H2时，尾气处理可采用 ac 装置。题组一 气体的制备与性质探究1．(2017·临沂市高三上学期期中考试)用下图所示装置进行实验，下列实验现象描述错误5的是( )实验 试剂甲 试剂乙 试剂丙 丙中的现象A 稀盐酸 CaCO3 Na2SiO3溶液 有白色沉淀生成B 浓硫酸 Na2SO3 BaCl2溶液 有白色沉淀生成C 过氧化氢 MnO2 酸性 KI­淀粉溶液 溶液变为蓝色D 浓盐酸 KMnO4 Na2S 溶液 有淡黄色沉淀生成答案 B解析 A 项，盐酸和碳酸钙反应生成 CO2，CO 2与硅酸钠溶液反应生成硅酸白色沉淀，正确；B 项，浓硫酸与亚硫酸钠反应生成 SO2，但 SO2与氯化钡不反应，错误；C 项，过氧化氢在二氧化锰的作用下分解生成氧气，氧气把碘化钾氧化为单质碘，碘遇淀粉显蓝色，正确；D 项，浓盐酸与高锰酸钾混合生成氯气，氯气把硫化钠氧化为单质 S，产生淡黄色沉淀，正确。2．(2018·曲阜市高三检测)用如图所示装置和相应试剂能达到实验目的的是( )选项 实验目的 试剂 a 试剂 b 试剂 c 装置A验证非金属性：SCSi稀硫酸 Na2CO3 Na2SiO3溶液B 制备纯净的氯气 浓盐酸 MnO2 饱和食盐水C检验溶液 X 中含有 CO2－3盐酸 溶液 X 澄清石灰水D除去 Na2SO3中的Na2SO4氯水 混合物 NaOH 溶液答案 A解析 A 项，装置 b 中出现气体，说明硫酸的酸性强于碳酸，装置 c 中出现沉淀，说明碳酸的酸性强于硅酸，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，非金属性越强，即 SCSi，正确；B 项，MnO 2和浓盐酸反应，需要加热，此装置中没有加热装置，饱和食盐水除去氯气中的HCl，从装置 c 中出来的氯气中混有水蒸气，不是纯净的，错误；C 项，装置 b 中加入盐酸，出现能使澄清石灰水变浑浊的气体，不能说明 X 中含有 CO ，可能含有 HCO 或 SO 或2－3 － 3 2－3HSO ，错误；D 项，氯水具有强氧化性，能把 SO 氧化成 SO ，不能达到实验目的，错－ 3 2－3 2－46误。3．(2017·湖北省部分重点高中协作体高三上学期联考)利用如图所示装置进行下列实验，能得到相应实验结论的是( )选项 ① ② ③ 实验结论A 浓硫酸 Na2SO3 KMnO4溶液褪色 SO2有漂白性B 浓盐酸 KMnO4FeBr2溶液变为黄色氧化性：Cl2Br2C 稀硫酸 碳酸钠CaCl2溶液无明显变化CO2不与 CaCl2反应D 浓硫酸 蔗糖 溴水褪色浓硫酸具有脱水性、吸水性答案 C解析 A 项，二氧化硫使酸性高锰酸钾溶液褪色表现的是二氧化硫的还原性，错误；B 项，氯气通入溴化亚铁溶液先氧化亚铁离子，使溶液变为黄色，错误；C 项，碳酸的酸性弱于盐酸，所以二氧化碳不与氯化钙反应，正确；D 项，溴水褪色说明有二氧化硫生成，证明了浓硫酸的强氧化性，错误。4．(2017·江西省临川区第一中学高三上学期期中考试)用下图所示装置进行实验，下列对实验现象的解释不合理的是( )选项 ①中试剂 ①中现象 解释A 品红溶液 溶液褪色 SO2具有漂白性B Na2SiO3溶液 产生胶体沉淀 酸性：H 2SO3H2SiO3C Ba(NO3)2溶液 生成白色沉淀 SO 与 Ba2＋ 生成白色 BaSO3沉淀2－3D 酸性 KMnO4溶液 紫色褪去 SO2具有还原性答案 C解析 Cu 和浓硫酸发生反应 Cu＋2H 2SO4(浓) CuSO4＋SO 2↑＋2H 2O。A 项，= = = = =△ 7SO2具有漂白性，能使品红溶液褪色，正确；B 项，通入 SO2后产生胶体沉淀，说明产生H2SiO3，即 H2SO3酸性强于 H2SiO3，正确；C 项，SO 2溶于水，溶液显酸性，NO 在酸性条件－ 3下具有强氧化性，能把 H2SO3或 SO 氧化成 SO ，因此沉淀是 BaSO4，错误；D 项，酸性2－3 2－4高锰酸钾溶液具有氧化性，紫色褪去，说明 SO2具有还原性，正确。题组二 高考新题型——和气体制备有关的仪器连接分析5．(2017·全国卷Ⅰ，10)实验室用 H2还原 WO3制备金属 W 的装置如图所示(Zn 粒中往往含有硫等杂质，焦性没食子酸溶液用于吸收少量氧气)。下列说法正确的是( )A．①②③中依次盛装 KMnO4溶液、浓 H2SO4、焦性没食子酸溶液B．管式炉加热前，用试管在④处收集气体并点燃，通过声音判断气体纯度C．结束反应时，先关闭活塞 K，再停止加热D．装置 Q(启普发生器)也可用于二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气答案 B解析 A 项，气体从溶液中逸出易带出水蒸气，所以浓硫酸应放在③中，错误；B 项，先通H2以排除空气，加热前应先检验 H2的纯度，正确；C 项，若先停止通 H2，空气有可能重新将 W 氧化，应先停止加热，再关闭活塞 K，错误；D 项，MnO 2和浓盐酸反应制氯气需要加热，不能用启普发生器制备，错误。6．(2018·海南省海南中学高三月考)用下图所示装置测定水中氢、氧元素的质量比，其方法是分别测定通氢气前后玻璃管的质量差和 U 形管的质量差，实验测得 m(H)∶ m(O)1∶8。下列对导致这一结果的原因分析中，一定错误的是( )A．Ⅰ、Ⅱ装置之间缺少干燥装置B．Ⅲ装置之后缺少干燥装置C．Ⅱ装置中玻璃管内有水冷凝D．CuO 没有全部被还原答案 D解析 用 H2还原 CuO 时，装置Ⅲ中 CaCl2吸收的是生成的水，而装置Ⅱ中玻璃管通 H2前后的质量差为反应时消耗 CuO 中氧的质量，即生成水中氧元素的质量，而 m(水)－ m(氧)8＝ m(氢)。当 Zn 和稀硫酸反应产生的 H2不干燥[ m(水)偏大]，装置Ⅲ后不加干燥装置，使Ⅲ中 CaCl2吸收空气中的水分[ m(水)偏大]，Ⅱ中玻璃管内有水冷凝[ m(氧)偏小]，都会造成测得 m(H)∶ m(O)1∶8。H 2O 的组成与 CuO 是否完全反应无关，只与通 H2前后玻璃管的质量差和生成的水有关。7．(2017·河北省武邑中学高三上学期期中考试)Cl 2O 是一种强氧化剂，易溶于水且会与水反应生成次氯酸，与有机物或还原剂接触会发生燃烧并爆炸。一种制取 Cl2O 的装置如图所示，加热装置和夹持仪器已略。已知：Cl 2O 的熔点为－116 ℃，沸点为 3.8 ℃；Cl 2的沸点为－34.6 ℃；HgO＋2Cl 2===HgCl2＋Cl 2O。下列说法正确的是( )A．装置②③中盛装的试剂依次是浓硫酸和饱和食盐水B．通干燥空气的目的是作氧化剂C．从装置⑤中逸出气体的主要成分是 Cl2OD．装置④与⑤之间不用橡皮管连接，是为了防止橡皮管燃烧和爆炸答案 D解析 A 项，从饱和食盐水中逸出的气体中含有水蒸气，所以氯气要先通过饱和食盐水，再通过浓硫酸，即装置②③中盛装的试剂依次是饱和食盐水和浓硫酸，错误；B 项，通干燥空气的目的是将 Cl2O 从发生装置完全赶出至收集装置，错误；C 项，从装置⑤中逸出气体的主要成分是 Cl2，错误；D 项，装置④与⑤之间不用橡皮管连接，是为了防止橡皮管燃烧和爆炸，正确。题组三 仪器连接专练8．将铝镁合金与足量稀硫酸溶液反应，测定生成气体在通常状况(约 20 ℃，1.01×10 5 Pa)的体积。某同学拟选用如图实验装置完成实验：最简易的装置其连接顺序：A 接(______)(________)接(________)(________)接(________)(填接口字母，可不填满)。9答案 E D G9．实验室合成硫酰氯要先制取干燥氯气。制备干燥纯净的氯气所用仪器如下图：上述仪器的连接顺序：e 接________，________接________，________接________，________接________(按气流方向，用小写字母表示)。答案 d c a b i h g10．亚硝酸钠是一种工业盐，在生产、生活中应用广泛。现用下图所示装置(夹持装置已省略)及药品，探究亚硝酸钠与硫酸反应及气体产物成分。已知：① NO＋NO 2＋2OH － ===2NO ＋H 2O－ 2②气体液化的温度：NO 2(21 ℃)、NO(－152 ℃)(1)反应前应打开弹簧夹，先通入一段时间氮气，目的是_______________________________________________________________________________________________________。(2)为了检验装置 A 中生成的气体产物，仪器的连接顺序(从左向右连接)：A→________；组装好仪器后，接下来进行的操作是_______________________________________________。答案 (1)排出装置中的空气，防止干扰 NO 的检验 (2)CEDB 检查装置的气密性解析 (1)反应前应打开弹簧夹，先通入一段时间氮气，排出装置中的空气，防止干扰 NO 的检验，否则会影响 NO 和 NO2的检验。(2)为了检验装置 A 中生成的气体产物，仪器的连接顺序(从左向右连接)：A 是发生装置，C 是干燥除去水。因为 NO2更易液化，先分离 NO2，所以接 E 冷却二氧化氮，NO 2分离后再检验 NO，再接 D 通氧气，观察到气体从无色变成红棕色，说明是 NO，B 是尾气处理；吸收反应后剩余的 NO 和 NO2的混合气体，防止污染空气。装置的连接为 A→C→E→D→B；有气体参与或生成的实验必须检查装置的气密性，故组装好仪器后，接下来进行的操作是检查装置的气密性。11．利用如图装置，进行 NH3与金属氧化物 MxOy反应生成 M、N 2、 H2O，通过测量生成水的质量来测定 M 的相对原子质量。a 中试剂是浓氨水。10(1)仪器 a 的名称为________，仪器 b 中装入的试剂可以是____________。(2)按气流方向正确的装置连接顺序为________(填字母，装置可重复使用)。答案 (1)分液漏斗 NaOH 或生石灰或碱石灰 (2)BDADC解析 (1)仪器 a 的名称为分液漏斗，仪器 b 中装入的试剂可以是 NaOH 或生石灰或碱石灰。(2)该实验在 B 处产生氨，通过 D 干燥氨，在 A 处 NH3与 MxOy反应，生成的水在 D 处被吸收，残留氨被 C 吸收，所以按气流方向正确的装置连接顺序为 BDADC。1专题讲座 新型无机框图推断题的解题策略无论推断题属于哪种形式，均遵循这样的推断思路：迅速浏览、整体扫描、产生印象、寻找“突破口” ，突破点由点到面、随时检验，注意联系、大胆假设、全面分析(正推或逆推)，验证确认。解题的关键是仔细审题，依物质的特性或特征转化来确定“突破口” ，顺藤摸瓜，进而完成全部未知物的推断。我们可以将推断题的解题方法及推理过程表示如下：推断题 结论― →验证― ― →审 题 {明 显 条 件隐 含 条 件 }― ― →抓 关 键 突 破 口 {结 构 特 征反 应 特 征现 象 特 征其 他 特 征 }― ― →推 断 1．熟记典型物质的性质和用途(1)金属及其化合物：Na、Na 2O2、Na 2CO3、NaHCO 3、Al、Al 2O3、Al(OH) 3、FeCl 3等。(2)非金属及其化合物：CO 2、SiO 2、Cl 2、HClO、SO 2、H 2SO4、NO 2、NH 3、HNO 3等。2．重要物质的物理性质(1)有色气体：NO 2(红棕色)、Cl 2(黄绿色)；无色、刺激性气味的气体：SO 2、NH 3、HCl。(2)溶液中的有色物质：Cu 2＋ (蓝色)、Fe 2＋ (浅绿色)、Fe 3＋ (黄色)、MnO [紫(红)色]。Br 2－ 4在水中显黄(橙)色，在有机溶剂中显橙(红)色；I 2在水中显黄(褐)色，在有机溶剂中显紫(红)色。(3)有色固体：(淡)黄(棕)色固体：Na 2O2、S、FeS 2、FeCl 3；黑色固体：2MnO2、C、CuO、FeO、Fe 3O4；紫(黑)色固体：KMnO 4、I 2；(紫)红色固体：Cu。(4)有色沉淀：①白色沉淀：H 2SiO3、AgCl、BaSO 4(不溶于酸)、BaSO 3、Mg(OH) 2、Al(OH)3、BaCO 3、CaCO 3、CaSO 4、MgCO 3等；②红褐色沉淀：Fe(OH) 3；③蓝色沉淀：Cu(OH) 2；④黑(褐)色沉淀：CuS、FeS。3．既能与强酸溶液反应又能与强碱溶液反应的物质(1)金属单质：Al。(2)两性物质：两性氧化物如 Al2O3，两性氢氧化物如 Al(OH)3，以及氨基酸等。(3)弱酸弱碱盐：如(NH 4)2CO3、CH 3COONH4等。(4)弱酸的酸式盐：如 NaHCO3、Ca(HCO 3)2、NaHSO 3等。4．熟悉常见的转化关系(1)直线型转化关系A B C― ― →X ― ― →X ①X 为 O2Na― →Na 2O― →Na 2O2N2― →NO― →NO 2或 NH3― →NO― →NO 2S― →SO 2― →SO 3或 H2S― →SO 2― →SO 3C― →CO― →CO 2或 CH4― →CO― →CO 2醇― →醛― →羧酸②X 为 CO2NaOH Na2CO3 NaHCO3― ― →CO2 ― ― →CO2 ③X 为强酸，如 HClNaAlO2 Al(OH)3 AlCl3― ― →HCl ― ― →HCl Na2CO3 NaHCO3 CO2― ― →HCl ― ― →HCl ④X 为强碱，如 NaOHAlCl3 Al(OH)3 NaAlO2― ― →NaOH ― ― →NaOH (2)交叉型转化3(3)三角型转化(4)注意反应形式与物质的关系，特别是置换反应①金属― →金属：金属＋盐― →盐＋金属，铝热反应。②金属― →非金属：活泼金属＋H 2O(或 H＋ )― →H 2,2Mg＋CO 2 2MgO＋C。= = = = =点 燃 ③非金属― →非金属：2F 2＋2H 2O===4HF＋O 2,2C＋SiO 2 Si＋2CO↑，C＋H 2O(g)= = = = =高 温 CO＋H 2，X 2＋H 2S===2HX＋S↓。= = = = =高 温 ④非金属― →金属：用 H2、C 冶炼金属。题组一 直线转化型1．(2018·银川月考)在给定条件下，下列选项中所示的物质间转化均能一步实现的是( )A．粗硅 SiCl4 Si― ― →Cl2 高 温 ― ― →H2 高 温B．Mg(OH) 2 MgCl2(aq) Mg― ― →盐 酸 ― ― →电 解 C．Fe 2O3 FeCl3(aq) 无水 FeCl3― ― →盐 酸 ― ― →蒸 发 D．S SO3 H2SO4― ― →O2/点 燃 ― ― →H2O 答案 A解析 B 项，电解熔融的 MgCl2可制得镁，电解 MgCl2溶液：MgCl2＋2H 2O Mg(OH)2↓＋H 2↑＋Cl 2↑，错误；C 项，FeCl 3溶液蒸干过程中= = = = =电 解 发生反应：FeCl 3＋3H 2O Fe(OH)3↓＋3HCl↑，错误；D 项，硫燃烧不能生成= = = = =△ SO3，错误。2．下表各组物质中，物质之间不可能实现如图所示转化的是( )X― ― →M Y― ― →M Z选项 X Y Z MA NH3 NO NO2 O24B Cl2 FeCl3 FeCl2 FeC Al Al(OH)3 NaAlO2 NaOHD NaOH Na2CO3 NaHCO3 CO2答案 C解析 Al 与 NaOH 溶液反应的产物是 NaAlO2和 H2，不可能生成 Al(OH)3。3．甲、乙、丙、丁四种物质存在如下转化关系：甲 丙 丁― ― →乙 ― ― →乙 (1)若甲、乙均为空气的主要成分，甲所含元素的简单阴离子的结构示意图为__________。(2)若乙是生活中常见的金属单质，丙→丁的离子方程式为________________________。(3)若丙既能与强酸又能与强碱反应，则丙的化学式为____________(任写 1 种)。答案 (1) (2)2Fe 3＋ ＋Fe= ==3Fe2＋ (3)Al(OH)3(或 NaHCO3)4．(2015·海南，14)单质 Z 是一种常见的半导体材料，可由 X 通过如下图所示的路线制备。其中 X 为 Z 的氧化物；Y 为氢化物，分子结构与甲烷相似。回答下列问题：X― ― →Mg 加 热 Mg2Z― ― →盐 酸 Y― ― →加 热 Z(1)能与 X 发生化学反应的酸是________；由 X 制备 Mg2Z 的化学方程式为_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)由 Mg2Z 生成 Y 的化学方程式为__________________________________________________________________________________________________________________________，Y 分子的电子式为________________________________________________________________。(3)Z、X 中共价键的类型分别是__________、____________________________________。破题要领——提取关键信息关键信息 信息的分析与迁移① 作半导体材料的单质常见物质是硅② 硅的氧化物只有 SiO2③ 类比甲烷的化学式确定 Y 为 SiH4答案 (1)氢氟酸(HF) SiO 2＋2Mg O2↑＋Mg 2Si= = = = =△ (2)Mg2Si＋4HCl= ==2MgCl2＋SiH 4↑ 5(3)非极性键 极性键解析 根据题意，单质 Z 为半导体，则 Z 是 Si 元素；其氧化物为二氧化硅，SiO 2可与氢氟酸反应；根据流程图可知，二氧化硅与 Mg 反应生成 Mg2Si，Mg 2Si 与盐酸反应生成的 Y 为氢化物，分子结构与甲烷相似，则 Y 的分子式是 SiH4，加热分解可得到 Si 单质。不能一步实现的反应归纳(1)H2S(或 S)不能一步转化为 SO3。(2)N2(或 NH3)不能一步转化为 NO2。(3)SiO2不能与水反应生成 H2SiO3。(4)Fe2O3、Al 2O3、CuO 等不溶性金属氧化物都不能一步生成相应的氢氧化物。题组二 三角转化型5.(2015·福建理综，9)纯净物 X、Y、Z 转化关系如右图所示，下列判断正确的是( )A．X 可能是金属铜B．Y 不可能是氢气C．Z 可能是氯化钠D．Z 可能是三氧化硫破题要领 将选项物质代入看能否实现箭头方向的转化。答案 A解析 A 项，若 X 是 Cu，Y 是 Cl2，Cu 在 Cl2中燃烧生成 CuCl2，电解 CuCl2溶液生成 Cu 和Cl2，符合图中转化关系，正确；B 项，若 X 是 Cl2，Y 是 H2，H 2在 Cl2中燃烧生成 HCl，HCl溶于水生成盐酸，电解盐酸则生成 H2和 Cl2，也符合图中转化关系，错误；C 项，若 Z 是氯化钠，则 X、Y 分别是 Na 和 Cl2中的一种，电解氯化钠水溶液生成的是 H2、Cl 2、NaOH，不符合图中转化关系，错误；D 项，若 Z 是 SO3，而 X、Y 可能是 O2和 SO2中的一种，SO 3溶于水生成硫酸，电解硫酸溶液实质是电解水，产生 H2和 O2，不符合图中转化关系，错误。6．(2018·天津市实验中学月考)下表各组物质之间通过一步反应不可以实现如下图所示转化关系的是( )选项 X Y Z 箭头上所标数字的反应条件6A SiO2 Na2SiO3 H2SiO3 ①Na 2CO3熔融B NaCl NaHCO3 Na2CO3 ②加热C N2 NO2 HNO3 ③加热D C CO CO2 ④灼热炭粉答案 C解析 A 项，①SiO 2＋Na 2CO3 Na2SiO3＋CO 2↑，SiO 2 Na2SiO3 H2SiO3 SiO2= = = = =高 温 ― ― →Na2CO3 ― ― →△ ；B 项，②2NaHCO 3 Na2CO3＋CO 2↑＋H 2O，NaCl NaHCO3 Na2CO3= = = = =△ ― ― →NH3， CO2 NaCl；C 项，N 2不能直接与 O2反应生成 NO2；D 项，④CO 2＋C 2CO，C― ― →HCl = = = = =△ CO CO2 C。― ― →O2 ― ― →Mg 7．A、B、C、D 均为中学化学常见的纯净物，A 是单质。它们之间有如下的反应关系：(1)若 A 是淡黄色固体，C、D 是氧化物，C 是造成酸雨的主要物质，但 C 也有其广泛的用途，写出其中的两个用途：_______________________________________________________。(2)若 B 是气态氢化物，C、D 是氧化物且会造成光化学烟雾污染。B 与 C 在一定条件下反应生成的 A 是大气的主要成分，写出该反应的化学方程式：______________________________________________________________________________________________________。(3)若 D 物质具有两性，②、③反应均要用强碱溶液，④反应时通入过量的一种引起温室效应的主要气体。判断单质 A 的元素在周期表中的位置：_________________________________。(4)若 A 是太阳能电池用的光伏材料。C、D 为钠盐，两种物质中除钠、氧外的元素为同一主族，且溶液均显碱性。写出②反应的化学方程式：____________________________________________________________________________________________________________。D 的化学式是____________。(5)若 A 是应用最广泛的金属。④反应用到 A，②、⑤反应均用到同一种非金属单质。C 的溶液用于刻蚀印刷铜电路板，写出该反应的离子方程式：_____________________________________________________________________________________________________。答案 (1)漂白、杀菌、消毒、作为生产硫酸的原料等(任写 2 个即可)(2)4NH3＋6NO 5N2＋6H 2O= = = = =一 定 条 件 7(3)第三周期ⅢA 族(4)Si＋2NaOH＋H 2O===Na2SiO3＋2H 2↑ Na 2CO3(5)Cu＋2Fe 3＋ ===Cu2＋ ＋2Fe 2＋解析 (1)淡黄色的单质是硫，C 为 SO2，D 为 SO3，SO 2的作用有漂白、杀菌、消毒、制硫酸等。(2)A、B、C、D 分别为 N2、NH 3、NO、NO 2，B 与 C 在一定条件下生成 A 的反应是归中反应。(3)中学阶段学习的两性物质有铝及铝的氧化物和氢氧化物，故铝元素的位置为第三周期ⅢA 族，要注意族的写法。(4)A 为硅晶体，B、C、D 分别为 SiO2、Na 2SiO3、Na 2CO3。(5)A为金属铁，C 为 FeCl3，D 为 FeCl2。题组三 “归中”转化关系8．(2017·石家庄第二中学高三模拟)已知 A、B、C、D 是中学化学的常见物质，且 A、B、C均含有同一种元素。在一定条件下它们之间的相互转化关系如图所示(部分反应中的 H2O 已略去)。请回答下列问题：(1)若 A 可用于自来水消毒，D 是生产、生活中用量最大、用途最广的金属单质，加热蒸干B 的溶液不能得到 B，则 B 的化学式是__________；工业上制取 A 的离子方程式为________________________________________________________________________。(2)若 A 是一种碱性气体，常用作制冷剂，B 是汽车尾气之一，遇空气会变色，则反应①的化学方程式为______________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)若 D 是氯碱工业的主要产品之一，B 物质具有两性，则反应②的离子方程式是________________________________________________________________________。(4)若 A、C、D 都是常见气体，C 是导致酸雨的主要气体，则反应③的化学方程式为________________________________________________________________________。某同学将搜集到的一定量的酸雨保存在密闭容器中，每隔一定时间测酸雨的 pH，发现在起始一段时间内，酸雨的 pH 呈减小趋势，用离子方程式解释原因：_______________________________________________________________________________________________。答案 (1)FeCl 3 2Cl － ＋2H 2O 2OH－ ＋Cl 2↑＋H 2↑= = = = =电 解 (2)4NH3＋5O 2 4NO＋6H 2O= = = = =催 化 剂 △(3)Al(OH)3＋OH － ===AlO ＋2H 2O－ 2(4)2H2S＋SO 2===3S↓＋2H 2O82H2SO3＋O 2===4H＋ ＋2SO 2－4解析 (1)氯气常用于自来水消毒，则 A 为 Cl2；铁是使用最广泛的金属单质，D 是铁，则 B为 FeCl3，C 是 FeCl2。(2)碱性气体为 NH3，汽车尾气中遇空气会变色的气体是 NO。(3)常见的两性物质是 Al2O3和 Al(OH)3，D、C 分别为 NaOH 和 NaAlO2，故 B 为 Al(OH)3。(4)导致酸雨的主要气体是 SO2，A 与 SO2均含有硫元素，且二者反应生成硫单质，故 A 为H2S。酸雨的主要成分是 H2SO3，在放置过程中被氧化为 H2SO4，酸性增强。常见的“归中”转化关系(1)非氧化还原反应①Al 3＋ ＋AlO ― →Al(OH) 3。－ 2②CO ＋CO 2― →HCO 。2－3 － 3(2)氧化还原反应①Cl － ＋ClO － Cl2。― ― →H＋ ②S 2－ ＋SO S。2－3― ― →H＋ ③H 2S＋SO 2― →S。④NH 3＋NO x― →N 2。⑤Fe 3＋ ＋Fe― →Fe 2＋ 。题组四 实验流程中的物质推断9．某研究小组为了探究一种无机矿物盐 X(仅含四种元素)的组成和性质，设计并完成如下实验：另取 10.80 g X 在惰性气流中加热至完全分解，得到 6.40 g 固体 1。请回答如下问题：(1)画出白色沉淀 1 中金属元素的原子结构示意图______，写出气体甲的电子式______________。(2)X 的化学式是____________，在惰性气流中加热 X 至完全分解的化学反应方程式为________________________________________________________________________9________________________________________________________________________。(3)白色沉淀 2 在空气中变成红褐色沉淀的原因是______________________________________________________________________________________________(用化学反应方程式表示)。(4)一定条件下，气体甲与固体 1 中的某种成分可能发生氧化还原反应，写出一个可能的化学反应方程式______________________________________________________________________________________________________________________________________________，并设计实验方案验证该反应的产物________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。破题要领——提取关键信息 关键信息 信息的分析与迁移① 红褐色沉淀为 Fe(OH)3，则确定白色沉淀为 Fe(OH)2② 逆推可确定固体 2 的成分③溶液与某气体反应先沉淀后溶解，首先可想到 CO2、SO 2等气体与石灰水的反应。④ 气体甲应为弱酸性气体，可能为 CO2或 SO2等。⑤ 根据实验数据，可以验证推断的正误答案 (1) (2)CaFe(CO3)2 CaFe(CO 3)2 CaO＋FeO＋2CO 2↑= = = = =△ (3)4Fe(OH)2＋2H 2O＋O 2===4Fe(OH)3(4)2FeO＋CO 2 Fe2O3＋CO= = = = =△ 检测 Fe2O3：将固体用稀盐酸溶解，加入 KSCN 溶液若显红色，表明产物中有 Fe3＋ ；检测CO：将气体通过灼热的 CuO，黑色固体变为红色，表明产物中有 CO解析 因 X 与盐酸反应生成气体甲，则 X 应为弱酸盐，又因 X 受热分解可生成气体甲和固体1，可推知固体 1 应为金属氧化物。因固体 1 中有与水反应的物质，且溶液 1 中通入气体甲先出现白色沉淀 1 后溶解，可推知固体 1 中含有 CaO，气体甲为 CO2。根据白色沉淀 2 遇到空气变为红褐色沉淀，可知 X 中含有 Fe2＋ 。综上分析，X 应含有 FeCO3和 CaCO3。10(1)白色沉淀 1 为 CaCO3，钙原子的结构示意图为 ；CO 2为共价化合物，C、O 原子间以共价键结合，其电子式为 。(2)10.80 g X 完全分解生成 CO2的质量为 10.80 g－6.40 g＝4.40 g，其物质的量为 0.10 mol，根据 CaCO3 CaO＋CO 2↑、FeCO 3 FeO＋CO 2↑可得：= = = = =△ = = = = =△ n(FeO)＋ n(CaO)＝0.1 mol,56 g·mol －1 ×n(CaO)＋72 g·mol －1 ×n(FeO)＝6.40 g，解以上两式可得： n(FeO)＝ n(CaO)＝0.050 mol，则 X 的化学式为 CaFe(CO3)2。X 在惰性气流中受热至完全分解的化学方程式为 CaFe(CO3)2 CaO＋FeO＋2CO 2↑。= = = = =△ (3)Fe(OH)2被空气中的 O2氧化为 Fe(OH)3，其化学方程式为 4Fe(OH)2＋2H 2O＋O 2===4Fe(OH)3。(4)CO2具有氧化性，而 FeO 具有还原性，两者可发生氧化还原反应，可能的化学方程式为CO2＋2FeO Fe2O3＋CO。根据 Fe3＋ 与 KSCN 溶液的特征反应检验产物中的= = = = =△ Fe2O3；利用 CO 的还原性检验产物中的 CO。10．已知有以下物质相互转化。试回答下列问题：(1)B 的化学式为__________，D 的化学式为_________________________________________。(2)由 E 转变成 F 的化学方程式为___________________________________________________________________________________________________________________________。(3)用 KSCN 鉴别 G 溶液的离子方程式为_____________________________________________________________________________________________________________________；向 G 溶液中加入 A，反应的离子方程式为__________________________________________________________________________________________________________________________。答案 (1)FeCl 2 KCl (2)4Fe(OH) 2＋O 2＋2H 2O===4Fe(OH)3 (3)Fe 3＋ ＋3SCN － ===Fe(SCN)3 2Fe3＋ ＋Fe= ==3Fe2＋解析 由白色沉淀 E 置于空气中转化为红褐色沉淀 F，可见 E 为 Fe(OH)2，F 为 Fe(OH)3，G为 FeCl3，从而推断出 A 为 Fe，B 为 FeCl2；焰色反应呈紫色，说明溶液中含有 K＋ ，从而确定 C 为 KOH。(1)B 的化学式为 FeCl2，D 的化学式为 KCl。(2)由 E 转变成 F 的化学方程式为114Fe(OH)2＋O 2＋2H 2O===4Fe(OH)3。(3)用 KSCN 鉴别 FeCl3溶液的离子方程式为Fe3＋ ＋3SCN － ===Fe(SCN)3；向 FeCl3溶液中加入铁，反应的离子方程式为2Fe3＋ ＋Fe= ==3Fe2＋ 。题组五 化工生产流程中的物质推断11．(2018·黑河质检)以黄铜矿(主要成分为 CuFeS2，含少量杂质 SiO2等)为原料，进行生物炼铜，同时得到副产品绿矾(FeSO 4·7H2O)。其主要工艺流程如图所示：已知：部分阳离子以氢氧化物形式开始沉淀和完全沉淀时溶液的 pH 如下表所示：沉淀物 Cu(OH)2 Fe(OH)3 Fe(OH)2开始沉淀 pH 4.7 2.7 7.6完全沉淀 pH 6.7 3.7 9.6(1)反应Ⅰ的化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________。反应物中 Fe 元素被________(填“氧化”或“还原”)，其目的是____________________________。(2)试剂 a 是________，具体操作为________________________________________________，目的是________________________________________________________________________。(3)反应Ⅲ的离子方程式为_______________________________________________________。试剂 c 参与反应的离子方程式分别为______________________________________________、________________________________________________________________________。答案 (1)4CuFeS 2＋2H 2SO4＋17O 2===4CuSO4＋2Fe 2(SO4)3＋2H 2O 氧化 将 Fe 元素氧化成Fe3＋ 易于利用其水解分离 Fe2＋ 和 Cu2＋(2)CuO[或 Cu(OH)2、CuCO 3、Cu 2(OH)2CO3等] 加入试剂调节 pH 至 3.7～4.7 之间 使 Fe3＋形成 Fe(OH)3沉淀，防止生成 Cu(OH)2沉淀(3)Cu2＋ ＋Fe= ==Cu＋Fe 2＋ Fe＋2H ＋ ===Fe2＋ ＋H 2↑ Fe(OH) 3＋3H ＋ ===Fe3＋ ＋3H 2O1．(2017·山东省实验中学高三模拟)A、B、C、X 均为中学化学常见物质，一定条件下它们12有如图所示转化关系(部分产物已略去)。下列说法正确的是( )A．若 X 为 Fe，则 C 可能为 Fe(NO3)2溶液B．若 X 为 KOH 溶液，则 A 可能为 AlC．若 A、B、C 均为焰色反应呈黄色的化合物，则 X 一定为 CO2D．若 X 为 O2，则 A 可为有机物乙醇，也可为非金属单质硫答案 A解析 若 A 为 Al、X 为 KOH，Al 与 KOH 反应只能生成 KAlO2，B 项错误；若 A、B、C 均为焰色反应呈黄色的化合物，则三者中都含有钠元素，则 X 可能为 CO2、SO 2、H 2S 等，C 项错误；如果 A 为 S，则 S 与 O2反应只能生成 SO2，D 项错误。2．(2017·山东实验中学高三模拟)化学美无处不在。下图是物质间发生化学反应的颜色变化，其中 X 是( )A．稀盐酸 B．稀硫酸C．硫酸钠溶液 D．碳酸钠溶液答案 B解析 稀盐酸不与 Ba(NO3)2反应，A 项不符合；硫酸钠、碳酸钠都不能与 CuO 和 Fe 反应，也不能使石蕊溶液变红，C、D 项都不符合。3．用无机矿物资源生产部分材料，其产品流程示意图如下：下列说法不正确的是( )A．制取粗硅时生成的气体产物为 COB．生产铝、铜、高纯硅及玻璃的过程中都涉及氧化还原反应C．黄铜矿冶炼铜时，SO 2可用于生产硫酸，FeO 可用作冶炼铁的原料13D．粗硅制高纯硅时，提纯四氯化硅可用多次分馏的方法答案 B解析 生产玻璃的过程不涉及氧化还原反应，B 项符合题意；SiCl 4的沸点较低，提纯四氯化硅可用多次分馏的方法，D 项不符合题意。4．以萤石(CaF 2)和纯碱为原料制备冰晶石的流程如下：回答下列问题：(1)B 可作为建筑材料，物质 A 是________________，它属于____________(填“纯净物”或“混合物”)。(2)气体 C 的化学式为______________，它的水溶液属于____________(填“酸” “碱”或“盐”)。(3)流程图中有一种物质可用于生活用水的净化，它的化学式为____________。答案 (1)浓硫酸 混合物 (2)HF 酸 (3)Al(OH) 3解析 B 为建筑材料硫酸钙，结合转化关系可确定 A 为浓硫酸，气体 C 为 HF。Al(OH) 3胶体常用于生活用水的净化。5．(2017·福州第一中学模拟)某混合物甲中含有明矾[KAl(SO 4)2·12H2O]、Al 2O3和 Fe2O3。在一定条件下由甲可实现下图所示的物质之间的转化：请回答下列问题：(1)试剂 a 最好选用__________(填字母)。A．NaOH 溶液 B．稀盐酸C．二氧化碳 D．氨水(2)写出反应①的离子方程式：___________________________________________________________________________________________________________________________。(3)写出反应②的化学方程式：_____________________________________________________________________________________________________________________________。(4)固体 E 可以作为复合性的化学肥料，E 中所含物质的化学式为__________，从溶液中获得固体 E 的操作依次为14_____________________________________________________________________________________________________________________________________。答案 (1)D (2)AlO ＋2H 2O＋CO 2===Al(OH)3↓＋HCO (3)2Al 2O3(熔融)－ 2 － 34Al＋3O 2↑ (4)(NH 4)2SO4、K 2SO4 蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干= = = = =电 解 燥6．(2018·长沙调研)工业上用某矿渣(含有 Cu2O、Al 2O3、Fe 2O3、SiO 2)提取铜的操作流程如下(金属单质 E 可由滤液 C 制取)：已知：Cu 2O＋2H ＋ ===Cu＋Cu 2＋ ＋H 2O。(1)实验操作Ⅰ的名称为________；在空气中灼烧固体混合物 D 时，用到多种硅酸盐质的仪器，除玻璃棒、酒精灯、泥三角外，还有________(填仪器名称)。(2)滤液 A 中铁元素的可能存在形式为________(填离子符号)，生成该离子的方程式为________________________________________________________________________，若滤液A 中存在 Fe3＋ ，检验该离子的试剂为________(填试剂名称)。(3)金属 E 和固体 F 发生的某一反应可用于焊接钢轨，该反应的化学方程式为________________________________________________________________________。答案 (1)过滤 坩埚 (2)Fe 2＋ (或 Fe2＋ 、Fe 3＋ ) Fe2O3＋6H ＋ ===2Fe3＋ ＋3H 2O、2Fe 3＋ ＋Cu= ==2Fe2＋ ＋Cu 2＋ 硫氰化钾溶液 (3)2Al＋Fe 2O3Al2O3＋2Fe= = = = =高 温 解析 SiO 2与盐酸不反应，Fe 2O3、Al 2O3、Cu 2O 均可与盐酸发生反应，Cu2O＋2H ＋ ===Cu＋Cu 2＋ ＋H 2O、Fe 2O3＋6H ＋ ===2Fe3＋ ＋3H 2O、Al 2O3＋6H ＋ ===2Al3＋ ＋3H 2O，而2Fe3＋ ＋Cu= ==2Fe2＋ ＋Cu 2＋ ，可分析出滤液 A 中的离子一定有 H＋ 、Cu 2＋ 、Al 3＋ 、Fe 2＋ ，可能有 Fe3＋ (Cu2O 较少时)。再加入足量 NaOH 溶液生成固体 Cu(OH)2和铁的氢氧化物，在空气中灼烧转化为 F(Fe2O3、CuO 的混合物)，滤液 C 为偏铝酸钠和 NaOH 的混合液，可提取金属单质 E(Al)。7．金属铝在酸性或碱性溶液中均可与 NO 发生氧化还原反应，转化关系如下：－ 315已知，气体 D 和 F 反应可生成盐，气体 D 和 A 溶液反应生成白色沉淀。请回答下列问题：(1)A 和 B 两溶液混合产生白色沉淀，反应的离子方程式为____________________________。(2)C、E 排入大气中会造成大气污染，在催化剂存在下，D 可以将 C 或 E 都转化为无毒的气态单质，任意写出其中一个反应的化学方程式：_____________________________________________________________________________________________________________。(3)写出铝在碱性条件下与 NO 反应的离子方程式：__________________________________－ 3________________________________________________________________________。(4)除去气体 C 中的杂质气体 E 的化学方法：____________________________________________________________________________________________________(用化学方程式表示)。(5)Al 与 NO 在酸性条件下反应，Al 与被还原的 NO 的物质的量之比是________。－ 3 － 3答案 (1)Al 3＋ ＋3AlO ＋6H 2O===4Al(OH)3↓－ 2(2)6NO＋4NH 3 5N2＋6H 2O(或 6NO2＋8NH 3 7N2＋12H 2O)= = = = =催 化 剂 = = = = =催 化 剂 (3)8Al＋3NO ＋5OH － ＋2H 2O===8AlO ＋3NH 3↑－ 3 － 2(4)3NO2＋H 2O===2HNO3＋NO (5)1∶1解析 (1)在酸性溶液中铝被氧化生成 Al3＋ ，在碱性溶液中铝被氧化生成 AlO 。所以 A、B－ 2混合后生成氢氧化铝沉淀，方程式为 Al3＋ ＋3AlO ＋6H 2O===4Al(OH)3↓。－ 2(2)在酸性溶液中 NO 被还原生成 NO，在碱性溶液中被还原生成氨气，因为在 NO、NH 3中 N－ 3元素的化合价分别为＋2 价和－3 价，可发生氧化还原反应生成氮气。(3)由以上分析可知铝在碱性条件下与 NO 反应的离子方程式为－ 38Al＋3NO ＋5OH － ＋2H 2O===8AlO ＋3NH 3↑。－ 3 － 2(4)NO 难溶于水，NO 2溶于水生成 NO，所以除去 NO 中混有的 NO2的方法是通入水中，方程式为 3NO2＋H 2O===2HNO3＋NO。(5)在该反应中铝失去 3 个电子，NO 的还原产物是 NO，化合价由＋5 价降低到＋2 价，得－ 3到 3 个电子，依据得失电子守恒可知，Al 与被还原的 NO 的物质的量之比是 1∶1。－ 3