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2019-2020年高二升高三化學暑假輔導資料 第十講 無機化學知識與綜合應用 主要知識點 一、常見物質的組成和結構 1、常見分子（或物質）的形狀及鍵角 （1）形狀： 型：H2O、H2S 型：CO2、CS2 、C2H2 平面三角型：BF3、SO3 型：NH3 正四面體型：CH4、CCl4、白磷、NH4+ 平面結構：C2H4、C6H6 （2）鍵角：H2O：104.5°；BF3、C2H4、C6H6、石墨：120° 白磷：60° NH3：107°18′ CH4、CCl4、NH4+、金剛石：109°28′ CO2、CS2、C2H2：180° 2、常見粒子的飽和結構： ①具有氦結構的粒子（2）：H－、He、Li+、Be2+； ②具有氖結構的粒子（2、8）：N3－、O2－、F－、Ne、Na+、Mg2+、Al3+； ③具有氬結構的粒子（2、8、8）：S2－、Cl－、Ar、K+、Ca2+； ④核外電子總數(shù)為10的粒子： 陽離子：Na+、Mg2+、Al3+、NH4+、H3O+； 陰離子：N3－、O2－、F－、OH－、NH2－； 分子：Ne、HF、H2O、NH3、CH4 ⑤核外電子總數(shù)為18的粒子： 陽離子：K+、Ca 2+； 陰離子：P3－、S2－、HS－、Cl－； 分子：Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、F2、H2O2、C2H6、CH3OH、N2H4。 3、常見物質的構型： AB2型的化合物（化合價一般為＋2、－1或＋4、－2）：CO2、NO2、SO2、SiO2、CS2、ClO2、CaC2、MgX2、CaX2、BeCl2、BaX2、KO2等 A2B2型的化合物：H2O2、Na2O2、C2H2等 A2B型的化合物：H2O、H2S、Na2O、Na2S、Li2O等 AB型的化合物：CO、NO、HX、NaX、MgO、CaO、MgS、CaS、SiC等 能形成A2B和A2B2型化合物的元素：H、Na與O，其中屬于共價化合物（液體）的是H和O［H2O和H2O2］；屬于離子化合物（固體）的是Na和O［Na2O和Na2O2］。 4、常見分子的極性： 常見的非極性分子：CO2、CS2、BF3、CH4、CCl4、、SF6、C2H4、C2H2、C6H6等 常見的極性分子：雙原子化合物分子、H2O、H2S、NH3、H2O2、CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3等 5、一些物質的組成特征： （1）不含金屬元素的離子化合物：銨鹽 （2）含有金屬元素的陰離子：MnO4－、AlO2－、Cr2O72－ （3）只含陽離子不含陰離子的物質：金屬晶體 二、物質的溶解性規(guī)律 1、常見酸、堿、鹽的溶解性規(guī)律：（限于中學常見范圍內，不全面） ①酸：只有 （H2SiO3或原硅酸H4SiO4）難溶，其他均可溶； ②堿：只有 可溶，Ca(OH)2微溶，其它均難溶。 ③鹽：鈉鹽、鉀鹽、銨鹽、硝酸鹽均可溶； 硫酸鹽：僅硫酸鋇、硫酸鉛難溶、硫酸鈣、硫酸銀微溶，其它均可溶； 氯化物：僅氯化銀難溶，其它均可溶； 碳酸鹽、亞硫酸鹽、硫化物：僅它們的鉀、鈉、銨鹽可溶。 ④磷酸二氫鹽幾乎都可溶，磷酸氫鹽和磷酸的正鹽則僅有鉀、鈉、銨可溶。 ⑤碳酸鹽的溶解性規(guī)律：正鹽若易溶，則其碳酸氫鹽的溶解度小于正鹽（如碳酸氫鈉溶解度小于碳酸鈉）；正鹽若難溶，則其碳酸氫鹽的溶解度大于正鹽（如碳酸氫鈣的溶解度大于碳酸鈣）。 2、氣體的溶解性： ①極易溶于水的氣體：HX、NH3 ②能溶于水，但溶解度不大的氣體：O2(微溶)、CO2（1：1）、Cl2（1：2）、 H2S（1：2.6）、SO2（1：40） ③常見的難溶于水的氣體：H2、N2、NO、CO、CH4、C2H4、C2H2 ④氯氣難溶于飽和NaCl溶液，因此可用排飽和NaCl溶液收集氯氣，也可用飽和NaCl溶液吸收氯氣中的氯化氫雜質。 3、硫和白磷（P4）不溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳。 4、鹵素單質（Cl2、Br2、I2）在水中溶解度不大，但易溶于酒精、汽油、苯、四氯化碳等有機溶劑，故常用有機溶劑來萃取水溶液中的鹵素單質（注意萃取劑的選用原則：不互溶、不反應，從難溶向易溶；酒精和裂化汽油不可做萃取劑）。 5、有機化合物中多數(shù)不易溶于水，而易溶于有機溶劑。在水中的溶解性不大：烴、鹵代烴、酯、多糖不溶于水；醇、醛、羧酸、低聚糖可溶于水（乙醇、乙醛、乙酸等和水以任意比例互溶），但隨著分子中烴基的增大，其溶解度減?。ㄔ魉陀H水基的作用）；苯酚低溫下在水中不易溶解，但隨溫度高，溶解度增大，高于70℃時與水以任意比例互溶。 6、相似相溶原理：極性溶質易溶于極性溶劑，非極性溶質易溶于非極性溶劑。 三、常見物質的顏色： 1、有色氣體單質：F2（淺黃綠色）、Cl2（ ）、O3（淡藍色） 2、其他有色單質：Br2( 液體)、I2（ 固體）、S（淡黃色固體）、Cu（ 固體）、Au（金黃色固體）、P（白磷是白色固體，紅磷是赤紅色固體）、Si（灰黑色晶體）、C（黑色粉未） 3、無色氣體單質：N2、O2、H2、希有氣體單質 4、有色氣體化合物：NO2 5、黃色固體：S、FeS2（愚人金，金黃色）、、Na2O2、Ag3PO4、AgBr、AgI 6、黑色固體：FeO、Fe3O4、MnO2、C、CuS、PbS、CuO（最常見的黑色粉末為MnO2和C） 7、紅色固體：Fe(OH)3、Fe2O3、Cu2O、Cu 8、藍色固體：五水合硫酸銅（膽礬或藍礬）化學式： 9、綠色固體：七水合硫酸亞鐵（綠礬）化學式： 10、紫黑色固體：KMnO4、碘單質。 11、白色沉淀： Fe(OH)2、CaCO3、BaSO4、AgCl、BaSO3、Mg(OH)2、Al(OH)3 12、有色離子（溶液）Cu2+（濃溶液為綠色，稀溶液為藍色）、Fe2+（ ）、Fe3+（ 色）、MnO4－（ 色）、Fe(SCN)2+（血紅色） 13、不溶于稀酸的白色沉淀：AgCl、BaSO4 14、不溶于稀酸的黃色沉淀：S、AgBr、AgI全部顏色分類 紅色:Fe2O3紅棕色；Fe(OH)3紅褐色；[Fe(SCN)]2+紅色(或血紅色)；Cu2O紅色(或磚紅色)；被氧化的苯酚(即苯醌)粉紅色；石蕊在pH<5的溶液中呈紅色；酚酞在pH8~10的溶液中呈淺紅色；NO2紅棕色；紅磷暗紅色；Br2深棕紅色；品紅溶液紅色；充氦氣、氖氣的燈管紅色； Cu紫紅色；甲基橙在pH<3.1的溶液中顯紅色。 紫色:MnO4-紫紅色；[Fe(C6H5O)6]3—紫色；I2紫黑色；I2蒸汽紫色；I2的CCl4或苯或汽油等溶液紫紅色(碘酒褐色)；石蕊在pH5~8的溶液中呈紫色。 橙色:溴水橙色；溴溶于有機溶劑中橙色或橙紅色；甲基橙在pH3.1~4.4的溶液中呈橙色。 棕色: FeCl3溶液溶液棕黃色。 黃色:S、AgI、Fe3+、Na2O2、AgBr、F2；甲基橙在pH>4.4的溶液中呈黃色。 藍色:Cu2+、Cu(OH)2、CuSO4·5H2O；石蕊在pH>8的溶液中呈藍色；I2遇淀粉變藍色；液態(tài)、固態(tài)的氧氣淡藍色； 黑色：木炭、焦炭、黑色火藥、MnO2、CuO、CuS、Cu2S、PbS、Ag2S、FeS、FeO、Fe3O4黑色；Si灰黑色。綠色：Fe2+淺綠色；Cl2黃綠色；CuCl2濃溶液綠色(很濃黃綠色、稀則藍色)；堿式碳酸銅綠色。 金色：銫、金。褐色：Ag2O褐色。 四、常見物質的狀態(tài) 1、常溫下為氣體的單質只有H2、N2、O2（O3）、F2、Cl2（稀有氣體單質除外） 2、常溫下為液體的單質：Br2、Hg 3、常溫下常見的無色液體化合物：H2O H2O2 4、常見的氣體化合物： NH3、HX（F、Cl、Br、I）、H2S、CO、CO2、NO、NO2、SO2 5、有機物中的氣態(tài)烴CxHy（x≤4）；含氧有機化合物中只有甲醛（HCHO）常溫下是氣態(tài)，鹵代烴中一氯甲烷和一氯乙烷為氣體。 6、常見的固體單質：I2、S、P、C、Si、金屬單質； 7、白色膠狀沉淀［Al(OH)3、H4SiO4］ 五、常見物質的氣味 1、有臭雞蛋氣味的氣體： 2、有刺激性氣味的氣體：Cl2、SO2、NO2、HX、NH3 3、有刺激性氣味的液體：濃鹽酸、濃硝酸、濃氨水、氯水、溴水 4、許多有機物都有氣味（如苯、汽油、醇、醛、羧酸、酯等） 六、常見的有毒物質 1、非金屬單質有毒的：Cl2、Br2、I2、F2、S、P4，金屬單質中的汞為劇毒。 2、常見的有毒化合物：CO、NO、NO2、SO2、H2S、偏磷酸（HPO3）、氰化物（CN－）、亞硝酸鹽（NO2－）；重金屬鹽（Cu、Hg、Cr、Ba、Co、Pb等）； 3、能與血紅蛋白結合的是CO和NO 4、常見的有毒有機物：甲醇（CH3OH）俗稱工業(yè)酒精；苯酚；甲醛（HCHO）和苯（致癌物，是家庭裝修的主污染物）；硝基苯。 七、常見的污染物 1、大氣污染物：Cl2、CO、H2S、氮的氧化物、SO2、氟利昂、固體粉塵等； 2、水污染：酸、堿、化肥、農藥、有機磷、重金屬離子等。 3、土壤污染：化肥、農藥、塑料制品、廢電池、重金屬鹽、無機陰離子（NO2－、F－、CN－等） 4、幾種常見的環(huán)境污染現(xiàn)象及引起污染的物質： ①煤氣中毒—— 一氧化碳（CO） ②光化學污染（光化學煙霧）——氮的氧化物 ③酸雨——主要由SO2引起 ④溫室效應——主要是二氧化碳，另外甲烷、氟氯烴、N2O也是溫室效應氣體。 ⑤臭氧層破壞——氟利昂（氟氯代烴的總稱）、氮的氧化物（NO和NO2） ⑥水的富養(yǎng)化（綠藻、藍藻、赤潮、水華等）——有機磷化合物、氮化合物等。 ⑦白色污染——塑料。 八、常見的漂白劑： 1、強氧化型漂白劑：利用自身的強氧化性破壞有色物質使它們變?yōu)闊o色物質，這種漂白一般是不可逆的、徹底的。 （1）次氧酸（HClO）：一般可由氯氣與水反應生成，但由于它不穩(wěn)定，見光易分解，不能長期保存。因此工業(yè)上一般是用氯氣與石灰乳反應制成漂粉精： 2Cl2＋2Ca(OH)2＝CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O 漂粉精的組成可用式子：Ca(OH)2·3CaCl(ClO)·nH2O來表示，可看作是CaCl2、Ca(ClO)2、Ca(OH)2以及結晶水的混合物，其中的有效成分是Ca(ClO)2，它是一種穩(wěn)定的化合物，可以長期保存，使用時加入水和酸（或通入CO2），即可以產生次氯酸；Ca(ClO)2＋2HCl＝CaCl2＋2HClO，Ca(ClO)2＋CO2＋H2O＝CaCO3＋2HClO。漂粉精露置于空氣中久了會失效，因此應密封保存。 （2）過氧化氫（H2O2）：也是一種強氧化劑，可氧化破壞有色物質。其特點是還原產物是水，不會造成污染。 （3）臭氧（O3）具有極強的氧化性，可以氧化有色物質使其褪色。 （4）濃硝酸（HNO3）：也是一種強氧化劑，但由于其強酸性，一般不用于漂白。 （5）過氧化鈉（Na2O2）：本身具有強氧化性，特別是與水反應時新生成的氧氣氧化性更強，可以使有機物褪色。 2、加合型漂白劑：以二氧化硫為典型例子，這類物質能與一些有色物質化合產生不穩(wěn)定的無色物質，從而達到漂白的目的，但這種化合是不穩(wěn)定的，是可逆的。如SO2可以使品紅試褪色，但加熱排出二氧化硫后會重新變?yōu)榧t色。另外，此類漂白劑具有較強的選擇性，只能使某些有色物質褪色。［中學只講二氧化硫使品紅褪色，別的沒有，注意它不能使石蕊褪色，而是變紅。］ 3、吸附型漂白劑：這類物質一般是一些具有疏松多孔型的物質，表面積較大，因此具有較強的吸附能力，能夠吸附一些色素，從而達到漂白的目的，它的原理與前兩者不同，只是一種物理過程而不是化學變化，常見的這類物質如活性炭、膠體等。 ［注意］所謂漂白，指的是使有機色素褪色。無機有色物質褪色不可稱為漂白。 九、化學的基本守恒關系： 1、質量守恒： ①在任何化學反應中，參加反應的各物質的質量之和一定等于生成的各物質的質量總和。 ②任何化學反應前后，各元素的種類和原子個數(shù)一定不改變。 2、化合價守恒： ①任何化合物中，正負化合價代數(shù)和一定等于0 ②任何氧化還原反應中，化合價升高總數(shù)和降低總數(shù)一定相等。 3、電子守恒： ①任何氧化還原反應中，電子得、失總數(shù)一定相等。 ②原電池和電解池的串聯(lián)電路中，通過各電極的電量一定相等（即各電極得失電子數(shù)一定相等）。 4、能量守恒：任何化學反應在一個絕熱的環(huán)境中進行時，反應前后體系的總能量一定相等。 反應釋放（或吸收）的能量＝生成物總能量－反應物總能量 （為負則為放熱反應，為正則為吸熱反應） 5、電荷守恒： ①任何電解質溶液中陽離子所帶的正電荷總數(shù)一定等于陰離子所帶的負電荷總數(shù)。 ②任何離子方程式中，等號兩邊正負電荷數(shù)值相等，符號相同。 十、中學常見元素在自然界中的存在形態(tài)： 1、只以化合態(tài)存在的元素： 金屬元素——堿金屬、鎂、鋁、鐵。 非金屬元素——氫、鹵素、硅、磷； 2、既以化合態(tài)、又以游離態(tài)存在的元素：氧、硫、碳、氮。 十一、中學常見的工業(yè)生產反應：（自己寫出相關的化學方程式） 1、煅燒石灰石制取生石灰： ； 2、水煤汽的生產： ； ； 3、鹽酸的生產：氫氣在氯氣中燃燒 ； 4、漂白粉的生產：將氯氣通入石灰乳中 ； 5、硫酸的生產（接觸法）： ； ； ； 6、晶體硅的生產： ； 7、玻璃的生產：工業(yè)上用純堿、石灰石和石英為原料來生產普通玻璃。 ； ； 8、合成氨生產： ； 9、工業(yè)生產硝酸（氨氧化法）： ； ； 。 10、電解飽和食鹽水： ； 11、金屬的冶煉：①鈉的冶煉： ； ②鎂的冶煉： ；③鋁的冶煉： ； ④鐵的冶煉： 　　 ；⑤鋁熱反應： ； 十二、復分解反應中酸的轉化規(guī)律： 1、強酸可以轉化為弱酸： 例：工業(yè)上用磷酸鈣與濃硫酸反應制磷酸： 。 但也有例外。例CuSO4溶液與H2S的反應： 。 2、難揮發(fā)性酸可以轉化為揮發(fā)性酸： 例：實驗室用NaCl固體與濃硫酸制氯化氫氣體： 。 3、穩(wěn)定酸可以制不穩(wěn)定酸： 例：實驗室用亞硫酸鈉與濃硫酸反應制二氧化硫： 。 4、可溶性可以轉化為不溶性酸： 例：可以用硅酸鈉與稀鹽酸反應制硅酸： 。 十三、三角轉化： 交叉型轉化： 　　　 直擊高考 1.化學在人類生活中扮演著重要角色，以下應用正確的是(　　) A．硅是一種灰黑色的金屬單質，是現(xiàn)代信息產業(yè)的重要元素 B．海水淡化能解決淡水供應危機，淡化海水的方法有蒸餾法、離子交換法、電滲析法 C．為改善食物的色、香、味并防止變質，可在其中加入大量食品添加劑 D．使用無磷洗衣粉，可徹底解決水體富營養(yǎng)化問題 2.下列變化(現(xiàn)象)的原理相同的是(　　) A．SO2分別通入品紅溶液、酸性KMnO4溶液，溶液都能褪色 B．將NH4Cl固體與Ca(OH)2固體混合加熱制氨氣、加熱濃氨水制氨氣 C．將單質鐵和銅分別與單質硫加熱反應均生成低價硫化物(FeS和Cu2S) D．在過氧化氫水溶液中加入二氧化錳、在盛有鋅粒和稀硫酸的溶液中滴加硫酸銅溶液，產生氣體的速率均加快 　3.引起下列環(huán)境污染的原因不正確的是(　　) A．重金屬、農藥和難分解有機物等會造成水體污染 B．裝飾材料中的甲醛、芳香烴及氡等會造成居室污染 C．SO2、NO2或CO2都會導致酸雨的形成 D．CO2和氟氯烴等物質的大量排放會造成溫室效應的加劇 4.下列所列各組物質中，物質之間通過一步反應就能實現(xiàn)如圖所示轉化的是(　　) 物質選項 a b c A Al AlCl3 Al(OH)3 B HNO3 NO NO2 C Si SiO2 H2SiO3 D CH2CH2 CH3CH2OH CH3CHO 　5.下列物質露置于空氣中易變質的是(　　) ①氯水?、谒ＡА、蹮龎A?、芷追邸、菥G礬?、迊喠蛩徕c A．除⑤外 B．除②③外 C．除②③⑥外 D．全易變質 　6.門捷列夫在描述元素周期表時，許多元素尚未發(fā)現(xiàn)，但他為第四周期的三種元素留下了空位，并對它們的一些性質做了預測，X是其中的一種“類硅”元素，后來被德國化學家文克勒發(fā)現(xiàn)，并證實門捷列夫當時的預測相當準確。根據元素周期律，下列有關X性質的描述中錯誤的是(　　) A．X單質不易與水反應 B．XO2可被碳或氫還原為X C．XCl4的沸點比SiCl4的高 D．XH4的穩(wěn)定性比SiH4的高 7.科學家用NaNO3和Na2O在一定條件下化合制得晶體A，A由鈉離子和某陰離子B構成，則： (1)A的化學式為____________； (2)A對CO2特別敏感，與CO2反應相當劇烈，生成兩種常見的物質，該反應的化學方程式為__________________； (3)此外，科學家還制備了另一種鈉鹽D，其與A的組成元素完全相同，D中的陰離子與A中的陰離子表觀形式相同(元素種類和原子個數(shù)均相同)，但D中陰離子的結構中含有一個過氧鍵：—O—O—，電導實驗表明，同條件下其電導能力與NaCl相同，該陰離子的化學式為__________，其與水反應生成過氧化氫的離子方程式為______________________，該反應__________(填“是”或“不是”)氧化還原反應。 8．磷酸亞鐵鋰LiFePO4是一種新型汽車鋰離子電池的電極材料。某化工廠以鐵紅、鋰輝石LiAl(SiO3)2(含少量Ca2＋、Mg2＋的鹽)、炭粉等原料來生產磷酸亞鐵鋰。其主要工藝流程如下： 已知：2LiAl(SiO3)2＋H2SO4(濃)Li2SO4＋Al2O3·4SiO2·H2O↓ 溫度/℃ 20 40 60 80 溶解度(Li2CO3)/g 1.33 1.17 1.01 0.85 溶解度(Li2SO4)/g 34.2 32.8 31.9 30.7 (1)從濾渣Ⅰ中可分離出Al2O3，如下圖所示。請寫出生成沉淀的離子方程式：________________________________________________________________________。 (2)濾渣Ⅱ的主要成分是____________(填化學式)。 (3)向濾液Ⅱ中加入飽和Na2CO3溶液，過濾后，用“熱水洗滌”的原因是____________。 (4)寫出在高溫下生成磷酸亞鐵鋰的化學方程式__________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)磷酸亞鐵鋰電池總反應為：LiFePO4FePO4＋Li，電池中的固體電解質可傳導Li＋。試寫出該電池放電時的正極反應：__________________________。若用該電池電解飽和食鹽水(電解池電極均為惰性電極)，當電解池兩極共有4 480 mL氣體(標準狀況)產生時，該電池消耗鋰的質量為________。 9．某研究性學習小組欲探究SO2能否與BaCl2溶液反應生成BaSO3沉淀。查閱資料得知常溫下BaSO3的Ksp為5.48×10－7，飽和亞硫酸中c(SO)＝6.3×10－8mol·L－1。 (1)將0.1 mol·L－1的BaCl2溶液滴入飽和亞硫酸中，________(填“能”或“不能”)生成BaSO3沉淀，原因是____________(請寫出必要的推斷過程)。 (2)濃硫酸的沸點為338 ℃，酒精燈火焰的溫度為400～500 ℃，甲同學用裝置Ⅰ進行實驗，發(fā)現(xiàn)BaCl2溶液中出現(xiàn)白色沉淀，且白色沉淀不溶于鹽酸。 ①寫出加熱試管中發(fā)生反應的化學方程式：_____________________________________； ②白色沉淀的化學式是__________，請用離子方程式表示生成該白色沉淀的可能原因________________________________________________________________________。 (3)乙同學認為甲同學的裝置不完善，設計了改進裝置Ⅱ進行實驗(夾持裝置和A中加熱裝置已略，氣密性已檢驗)。 Ⅰ Ⅱ ①打開彈簧夾，通入N2一段時間后關閉彈簧夾； ②滴加一定量濃硫酸，加熱A，一段時間后C中未見沉淀生成。 操作①的目的是______________，洗氣瓶B中的試劑是__________________。 (4)丙同學取乙實驗后的C中溶液少許，滴加一種無色溶液，也產生不溶于鹽酸的白色沉淀，丙滴加的試劑可能是________。 A．NaOH溶液　　　　B．Na[Al(OH)4]溶液 C．H2O2溶液 D．酸性KMnO4溶液 10.由C、Cu、FeCO3、銅銹[主要成分為Cu2(OH)2CO3]組成的固體混合物，進行了如下所示的實驗過程： 混合物甲 過量稀 H2SO4 無色 氣體1 混合物乙 少量 NaNO3 無色 氣體2 混合物丙 過濾 溶液 X 固體 混合物 過量濃 H2SO4 無色 氣體3 溶液 Y △ 回答下列問題： （1）無色氣體1的成分是： 。 （2）混合物乙中加入NaNO3后，反應的離子方程式是： 。 （3）溶液X中含有的金屬陽離子是 。 （4）無色氣體3的成分是： ；檢驗無色氣體3成分的實驗方案是： 。