2017屆高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 專題十二 無機(jī)化學(xué)綜合(課件+試題)(打包3套)新人教版
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專題十二 無機(jī)化學(xué)綜合
考點一 物質(zhì)的特殊轉(zhuǎn)化關(guān)系及框圖推斷
1.直線型轉(zhuǎn)化關(guān)系
ABC
(1)X為O2
Na―→Na2O―→Na2O2
N2―→NO―→NO2或NH3―→NO―→NO2
S―→SO2―→SO3或H2S―→SO2―→SO3
C―→CO―→CO2或CH4―→CO―→CO2
醇―→醛―→羧酸
(2)X為CO2
NaOHNa2CO3NaHCO3
(3)X為強(qiáng)酸,如HCl
NaAlO2Al(OH)3AlCl3
Na2CO3NaHCO3CO2
(4)X為強(qiáng)堿,如NaOH
AlCl3Al(OH)3NaAlO2
2.交叉型轉(zhuǎn)化
3.三角型轉(zhuǎn)化
4.注意反應(yīng)形式與物質(zhì)的關(guān)系,特別是置換反應(yīng)
(1)金屬―→金屬:金屬+鹽―→鹽+金屬,鋁熱反應(yīng)。
(2)金屬―→非金屬:活潑金屬+H2O(或H+)―→H2,2Mg+CO22MgO+C。
(3)非金屬―→非金屬:2F2+2H2O===4HF+O2,2C+SiO2Si+2CO↑,C+H2O(g)CO+H2,X2+H2S===2HX+S↓。
(4)非金屬―→金屬,用H2、C冶煉金屬。
通過反應(yīng)形式梳理化學(xué)反應(yīng),培養(yǎng)歸納、整理的能力。
5.抓住化學(xué)反應(yīng)與反應(yīng)條件的關(guān)系
多數(shù)化學(xué)反應(yīng)需要一定條件,條件不同化學(xué)反應(yīng)也不同。
(1)“催化劑”,無機(jī)化學(xué)反應(yīng)需要的催化劑不同,但是根據(jù)“催化劑”這一條件,可將氯酸鉀分解、雙氧水分解、工業(yè)合成氨、SO2催化氧化、氨催化氧化聯(lián)系起來,形成知識鏈。
(2)“通電”或“電解”,可以鎖定在電解水、氯化鈉、氯化鎂、氯化銅、硫酸銅、硝酸鹽等溶液,熔融氯化鈉和氧化鋁范圍內(nèi)。
(3)“高溫”,常見的有碳酸鈣分解、SiO2和C的置換反應(yīng)、制造普通玻璃的反應(yīng)、鋁熱反應(yīng)等。
6.抓住特征顏色和特殊狀態(tài)
(1)(淡)黃(棕)色固體:Na2O2、S、FeCl3;黑色固體:MnO2、C、CuO、FeO、Fe3O4;紫(黑)色固體:KMnO4、I2;紅色固體:Cu;綠色固體:Cu2(OH)2CO3。
(2)有色氣體:NO2(紅棕色)、F2(淺黃綠色)、Cl2(黃綠色);無色刺激性氣味氣體:SO2、NH3、HX(X為F、Cl、Br、I);無色無味氣體:H2、N2、O2、CO2、CO、CH4、NO。
(3)常溫下呈液態(tài)的特殊物質(zhì):Br2(非金屬單質(zhì))、Hg(金屬單質(zhì))、H2O、H2O2等。
(4)易升華的物質(zhì):I2。
(5)溶液中的有色離子:Cu2+(藍(lán)色)、Fe2+(淺綠色)、Fe3+(黃色)、MnO[紫(紅)色]。
(6)Br2在水中顯黃(橙)色,在有機(jī)溶劑中顯橙(紅)色;I2在水中顯黃(褐)色,在有機(jī)溶劑中顯紫(紅)色。
(7)有色沉淀:①白色沉淀:H2SiO3、AgCl、BaSO4(不溶于酸)、BaSO3、Mg(OH)2、Fe(OH)2、Al(OH)3、BaCO3、CaCO3、CaSO3、MgCO3等;②(淡)黃色沉淀:AgBr、AgI、S;③紅褐色沉淀:Fe(OH)3;④藍(lán)色沉淀:Cu(OH)2;⑤磚紅色沉淀:Cu2O。
7.抓住特征反應(yīng)現(xiàn)象
(1)燃燒:H2+Cl2(蒼白色火焰),C2H2(C6H6)+O2(明亮火焰,大量黑煙),Al+O2,Mg+O2(耀眼白光,白色固體生成),金屬焰色反應(yīng)。
(2)淀粉遇碘變藍(lán),蛋白質(zhì)遇濃硝酸變黃。
(3)使?jié)駶櫦t色石蕊試紙變藍(lán)的是NH3,使品紅溶液褪色的是Cl2、SO2等。
(4)在空氣中由無色變?yōu)榧t棕色氣體的是NO。
(5)Fe3+遇OH-生成紅褐色沉淀,遇苯酚顯紫色,遇SCN-顯血紅色。
(6)Fe2+遇OH-生成白色沉淀,白色沉淀迅速變成灰綠色,最后變成紅褐色;Fe2+遇SCN-無明顯現(xiàn)象,在通入Cl2后溶液顯血紅色。
(7)與堿反應(yīng)加熱產(chǎn)生氣體的溶液中一般含NH。
(8)既能與酸反應(yīng)又能與堿反應(yīng)并產(chǎn)生氣體的物質(zhì):Al、弱酸的銨鹽(碳酸銨、硫化銨等)、弱酸的酸式銨鹽(碳酸氫銨、硫氫化銨等)。
(9)燃燒能生成煙:Na在氯氣中燃燒生成白煙,F(xiàn)e在氯氣中燃燒生成紅棕色煙,Cu在氯氣中燃燒生成棕黃色煙。
【例1】(2015·江蘇,8)在給定條件下,下列選項中所示的物質(zhì)間轉(zhuǎn)化均能一步實現(xiàn)的是( )
A.粗硅SiCl4Si
B.Mg(OH)2MgCl2(aq)Mg
C.Fe2O3FeCl3(aq)無水FeCl3
D.AgNO3(aq)[Ag(NH3)2]OH(aq)Ag
【答案】A
【解析】B項,電解熔融的MgCl2可制得鎂,電解MgCl2溶液:MgCl2+2H2OMg(OH)2↓+H2↑+Cl2↑,錯誤;C項,F(xiàn)eCl3溶液蒸干過程中發(fā)生反應(yīng):FeCl3+3H2OFe(OH)3↓+3HCl↑,錯誤;D項,蔗糖是非還原性糖,不能和銀氨溶液發(fā)生銀鏡反應(yīng)生成銀,錯誤。
【例2】A、B、C、D、E是常見化合物或單質(zhì),有如下轉(zhuǎn)化關(guān)系(略去條件和副產(chǎn)品)。
(1)若D為氧氣,C為NaAlO2,試寫出B轉(zhuǎn)化為C的化學(xué)方程式_____________________________。
(2)若A為氣態(tài)單質(zhì),B為漂白粉的有效成份,C具有漂白性。試寫A轉(zhuǎn)化為B的化學(xué)方程式________________________________。畫出組成單質(zhì)A的元素原子結(jié)構(gòu)示意圖________________。
(3)若A、B、C均為鈉鹽的水溶液,D、E均為鹵素單質(zhì),請寫出B轉(zhuǎn)化為C的離子方程式________________________________________________________________________。
(4)若A常溫下為固態(tài)單質(zhì),化合物B在常溫常壓下為氣體,B和C的相對分子質(zhì)量之比為4∶5,且D、E為同一物質(zhì),則B為________。
(5)若B、D為質(zhì)子數(shù)小于18的元素原子形成的單質(zhì),A、E、C均為氧化物,且D所含元素原子的質(zhì)子數(shù)是B的2倍,A轉(zhuǎn)化為B,B轉(zhuǎn)化為C兩個反應(yīng)均屬置換反應(yīng),請寫出A轉(zhuǎn)化為B的化學(xué)方程式_________________________________________________________。
【答案】(1)Al2O3+2NaOH===2NaAlO2+2H2O
(2)2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
(3)2Br-+Cl2===Br2+2Cl-
(4)SO2
(5)2Mg+CO22MgO+C
【解析】(1)若D為氧氣,C為NaAlO2,則A是Al,發(fā)生的反應(yīng)為4Al+3O22Al2O3;Al2O3+2NaOH===2NaAlO2+2H2O。(2)若A為氣態(tài)單質(zhì),B為漂白粉的有效成分,C具有漂白性,則A是Cl2,B是Ca(ClO)2;C是HClO。發(fā)生的反應(yīng)為2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O;Ca(ClO)2+CO2+H2O===CaCO3↓+2HClO。Cl原子結(jié)構(gòu)示意圖為。(3)根據(jù)非金屬活動性強(qiáng)弱的順序可知:若A、B、C均為鈉鹽的水溶液,D、E均為鹵素單質(zhì),則符合要求的物質(zhì)是A:NaI;B是NaBr;C是NaCl;D是Br2;E是Cl2。發(fā)生反應(yīng)的方程式為Br2+2NaI===2NaBr+I(xiàn)2;Cl2+2NaBr===2NaCl+Br2。(4)若A常溫下為固態(tài)單質(zhì),化合物B在常溫常壓下為氣體,B和C的相對分子質(zhì)量之比為4∶5,且D、E為同一物質(zhì),則A是S;B是SO2;C為SO3;D、E為O2。(5)若B、D為質(zhì)子數(shù)小于18的元素原子形成的單質(zhì),A、E、C均為氧化物,且D所含元素原子的質(zhì)子數(shù)是B的2倍,A轉(zhuǎn)化為B,B轉(zhuǎn)化為C兩個反應(yīng)均屬置換反應(yīng),則A是CO2;D是Mg;B是C;E是SiO2,A轉(zhuǎn)化為B的化學(xué)方程式是2Mg+CO22MgO+C;B轉(zhuǎn)化為C的化學(xué)方程式為2C+SiO22CO↑+Si。
【方法歸納】
“框圖”推斷題的答題要領(lǐng)
1.思維要有整體性:解答時必須認(rèn)真研究題目的總體要求,仔細(xì)推敲每一個環(huán)節(jié),結(jié)合限制條件,弄清各個環(huán)節(jié)的相互聯(lián)系,相互影響,串聯(lián)整個過程,回答力求完整。
2.假設(shè)推斷要合理:在框圖推斷中,抓住關(guān)鍵環(huán)節(jié),進(jìn)行合理假設(shè)是必須的,按照題目要求理順后再確定,這樣可以大大節(jié)省時間。
3.檢驗一遍很重要:通過一系列思維活動推斷出結(jié)果后,將結(jié)果放入原題中進(jìn)行檢驗,完全符合才正確,如有一處不符,可能是哪個環(huán)節(jié)出現(xiàn)了紕漏,則需再思考。
4.思維發(fā)散有必要:注意多解,有時符合題意的解可能不止一種或一組。
考點二 元素化合物知識的綜合應(yīng)用
縱觀近幾年全國各地高考化學(xué)試題,除在選擇題中直接考查元素化合物的性質(zhì)、制法及相互轉(zhuǎn)變關(guān)系外,更重要的是以元素化合物知識為載體,綜合氧化還原、強(qiáng)弱電解質(zhì)、平衡移動原理、物質(zhì)結(jié)構(gòu)等理論知識,對考生的思維能力進(jìn)行綜合考查。該部分高考題的特點是新穎、知識覆蓋面廣、思維跨度大,不但考查一個知識點,而且將多個知識點串聯(lián)起來,增大了試題的難度。
試題大致分為三種類型:一是化學(xué)實驗對元素化合物知識的探究和驗證;二是元素化合物知識在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用;三是化學(xué)反應(yīng)原理對化合物知識的概括和演繹。
【例3】某小組查閱文獻(xiàn)得知:氧化性IO>Fe3+>I2,3Br2+6FeCl2===2FeBr3+4FeCl3;I2+2S2O===S4O+2I-;CuI是一種白色沉淀(Ksp=1.3×10-12)。
Ⅰ.該小組為確定一份加碘鹽(可能含有KIO3、KI、Mg2+、Fe3+)的成分,設(shè)計定性實驗加以猜想和驗證。
(1)實驗過程如下:
實驗步驟
實驗過程和現(xiàn)象
對應(yīng)結(jié)論
步驟1
取一定量加碘鹽,用適量蒸餾水溶解,并加稀鹽酸酸化,將所得試液分為3份
步
驟
2
第①份
試液
碘鹽中肯定含______
第②份
試液
第③份
試液
X為_______________________
______________________________________________(填化學(xué)式)
(2)該碘鹽中肯定不含的物質(zhì)是________(用化學(xué)式或離子符號表達(dá))。
(3)根據(jù)信息推斷Fe3+、S4O、I2、Br2的氧化性由強(qiáng)到弱的順序是____________________。
(4)第③份試液中加入足量KI固體后,反應(yīng)的離子方程式為_____________________________
_________________________________、_________________________________________。
Ⅱ.用“間接碘量法”測定含有CuCl2·2H2O晶體的試樣(不含能與I-發(fā)生反應(yīng)的氧化性雜質(zhì))的純度,過程如下:
取0.40 g試樣溶于水,加入過量KI固體,充分反應(yīng),生成白色沉淀。加入淀粉作滴定指示劑,用0.100 0 mol·L-1 Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,到達(dá)滴定終點時,消耗Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00 mL。
(1)滴定終點的現(xiàn)象是__________________________________________________________。
(2)CuCl2溶液與KI反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________________________
____________________________________________________________________________________________________。
(3)該試樣中CuCl2·2H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為______________________________________________
__________________________。
【答案】Ⅰ.(1)Fe3+ CCl4
(2)KI
(3)Br2>Fe3+>I2>S4O
(4)IO+5I-+6H+===3I2+3H2O 2Fe3++2I-===2Fe2++I(xiàn)2
Ⅱ.(1)藍(lán)色褪去,半分鐘內(nèi)顏色不變化
(2)2CuCl2+4KI===2CuI↓+I(xiàn)2+4KCl
(3)85.5%
【解析】Ⅰ.(1)根據(jù)步驟2中第①份試液中的實驗現(xiàn)象,加碘鹽中肯定含有Fe3+;根據(jù)下層為紫紅色知,X應(yīng)為CCl4。(2)因為IO+5I-+6H+===3I2+3H2O,所以根據(jù)第②份試液中加入KIO3固體、淀粉無現(xiàn)象,證明碘鹽中一定不含KI。(3)由題干中所給信息,根據(jù)氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物的氧化性可知,氧化性:Br2>Fe3+>I2>S4O。(4)由于在碘鹽中含有Fe3+、IO,所以加入足量KI固體后,發(fā)生的離子反應(yīng)為IO+5I-+6H+===3I2+3H2O,2Fe3++2I-===I2+2Fe2+。
Ⅱ.(3)2Cu2++4I-===2CuI↓+I(xiàn)2
I2+2S2O===S4O+2I-
CuCl2~I(xiàn)2~S2O
1 mol 1 mol
x 20.00×10-3 L×0.100 0 mol·L-1=2.0×10-3 mol
x=2.0×10-3 mol
所以CuCl2·2H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為
×100%=85.5%。
命題思想
新高考實驗命題對實驗探究型試題特別青睞,本題就是以教材原理為載體,設(shè)計探究物質(zhì)的成分,氧化性強(qiáng)弱比較,以及“滴定法”的遷移應(yīng)用等,貼近教材,符合新課改。
探究模式一般為提出問題―→進(jìn)行假設(shè)或猜想―→設(shè)計實驗―→得出結(jié)論―→反思與拓展。
常考探究點:①鐵元素的價態(tài);②硫元素價態(tài);③濃硫酸、稀硫酸的氧化性探究;④濃硝酸、稀硝酸的氧化性探究;⑤SO2、CO2、CO等氣體性質(zhì)探究;⑥CO2、SO2、H2S與NaOH反應(yīng)產(chǎn)物探究。
【例4】(2015·全國卷Ⅰ,27)硼及其化合物在工業(yè)上有許多用途。以鐵硼礦(主要成分為Mg2B2O5·H2O和Fe3O4,還有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)為原料制備硼酸(H3BO3)的工藝流程如圖所示:
回答下列問題:
(1)寫出Mg2B2O5·H2O與硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式______________________________________
__________________________________________________________________________________________________________。
為提高浸出速率,除適當(dāng)增加硫酸濃度外,還可采取的措施有__________________________
______________________________________________________________________________________________________________________(寫出兩條)。
(2)利用________的磁性,可將其從“浸渣”中分離。“浸渣”中還剩余的物質(zhì)是___________________________________________________________________(寫化學(xué)式)。
(3)“凈化除雜”需先加H2O2溶液,作用是________________________________。然后再調(diào)節(jié)溶液的pH約為5,目的是_______________________________________________________
_________________。
(4)“粗硼酸”中的主要雜質(zhì)是________(填名稱)。
(5)以硼酸為原料可制得硼氫化鈉(NaBH4),它是有機(jī)合成中的重要還原劑,其電子式為________________________________________________________________________。
(6)單質(zhì)硼可用于生產(chǎn)具有優(yōu)良抗沖擊性能的硼鋼。以硼酸和金屬鎂為原料可制備單質(zhì)硼,用化學(xué)方程式表示制備過程_____________________________________________。
【答案】(1)Mg2B2O5·H2O+2H2SO42MgSO4+2H3BO3 提高反應(yīng)溫度、減小鐵硼礦粉粒徑
(2)Fe3O4 SiO2和CaSO4
(3)將Fe2+氧化為Fe3+ 使Al3+和Fe3+形成氫氧化物沉淀而除去
(4)(七水)硫酸鎂
(6)2H3BO3B2O3+3H2O、B2O3+3Mg 2B+3MgO
【解析】(1) Mg2B2O5·H2O與硫酸反應(yīng)生成H3BO3、MgSO4,配平即可。為提高浸出速率,可以從溫度(升高溫度)、濃度、增大接觸面積(將礦石粉碎)等角度分析。(2)Fe3O4具有磁性,可以利用鐵塊將其從“浸渣”中吸出。SiO2不溶于H2SO4,CaO與H2SO4生成CaSO4微溶于水,所以“浸渣”中還有SiO2和CaSO4。此時溶液中除H3BO3外還有MgSO4[由(1)中反應(yīng)生成]、Fe2(SO4)3、FeSO4、Al2(SO4)3。(3) “凈化除雜”先加H2O2的目的是將Fe2+氧化為Fe3+,然后再通過調(diào)節(jié)pH促進(jìn)Fe3+、Al3+水解生成Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀而除去。(4) “粗硼酸”中的主要雜質(zhì)是沒有除去的MgSO4。(5)NaBH4由Na+和BH組成。其中的氫顯-1價,-1價的H具有較強(qiáng)的還原性。(6)以硼酸和金屬鎂為原料可制備單質(zhì)硼的過程是:H3BO3分解生成B2O3,B2O3與金屬鎂發(fā)生置換反應(yīng)生成單質(zhì)B。
題后反思
對近年的高考試題進(jìn)行分析,不難發(fā)現(xiàn),無機(jī)化合物的制備試題很多都是將化學(xué)工藝或化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)及最新科技成果融入其中,來考查學(xué)生的綜合能力。這類試題一般都是比較大型的推斷、實驗設(shè)計和探究類試題,這是高考中一個重要的熱點?;瘜W(xué)工藝流程題主要從以下兩點設(shè)置:
(1)環(huán)境與化學(xué):主要涉及“廢水、廢氣、廢渣”的來源,對環(huán)境的影響和處理原理。
(2)重要化工生產(chǎn)及資源利用:旨在用所學(xué)的基本理論(氧化還原、化學(xué)平衡、鹽類水解、電化學(xué)、熱化學(xué)、有機(jī)物結(jié)構(gòu)與性質(zhì)等)指導(dǎo)化工生產(chǎn)。從命題趨勢來看,一般有三種題型:一是從實驗設(shè)計和評價的角度對化工生產(chǎn)進(jìn)行模擬;二是根據(jù)一些化工生產(chǎn)的流程來考查考生的綜合應(yīng)用能力;三是關(guān)于化工生產(chǎn)的相關(guān)計算。
統(tǒng)覽整體、截段分析是做“化工流程”題的主要方法。統(tǒng)覽整體就是對一些線型工藝流程試題,對比分析流程圖中原料與產(chǎn)品之間的關(guān)系,弄清生產(chǎn)過程中原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的基本原理和除雜、分離、提純產(chǎn)品的化學(xué)工藝,然后再結(jié)合題設(shè)的問題,逐一推敲解答。截段分析就是針對題目所涉及的問題在流程中的呈現(xiàn)位置進(jìn)行截段,做重點分析,分析時,也要注意“前扯后掛”,不要“斷章取義”。
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專題十二
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