2022高考化学一轮复习教案：第4章 第7讲 常见元素及其化合物的性质及转化

第7课时　核心价值——常见元素及其化合物

的性质及转化(学科本质价值)

常见元素及其化合物的性质及转化是高考命题的热点，该类试题体现《化学课程标准》对“宏观辨识与微观探析”“变化观念与平衡思想”“证据推理与模型认知”等学科核素素养的要求，要求考生能从元素和原子、分子水平认识物质的组成、结构、性质和变化，形成“性质决定性质”的观念，能从宏观和微观相结合的视角分析与解决实际问题。

1．直线型转化关系

ABC

(1)X为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为CO2

NaOHNa2CO3NaHCO3

(3)X为强酸，如HCl

NaAlO2Al(OH)3AlCl3

Na2CO3NaHCO3CO2

(4)X为强碱，如NaOH

AlCl3Al(OH)3NaAlO2

2．交叉型转化

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＋H2O(或H＋)―→H2，2Mg＋CO22MgO＋C。

(3)非金属―→非金属：2F2＋2H2O===4HF＋O2，2C＋SiO2Si＋2CO↑，C＋H2O(g)CO＋H2，X2＋H2S===2HX＋S↓。

(4)非金属―→金属：用H2、C冶炼金属。

(2020·江苏卷)下列选项所示的物质间转化均能实现的是(　　)

A．NaCl(aq)Cl2(g)漂白粉(s)

B．NaCl(aq)NaHCO3(s)Na2CO3(s)

C．NaBr(aq)Br2(aq)I2(aq)

D．Mg(OH)2(s)MgCl2(aq)Mg(s)

C　[由Cl2制备漂白粉应通入石灰乳而不是石灰水中，A项错误。向氯化钠溶液中通入二氧化碳，无法制取碳酸氢钠固体，B项错误。向溴水中加入碘化钠溶液，可得到碘单质，C项正确。电解MgCl2溶液得不到Mg，D项错误。]

(2021·内蒙古鄂尔多斯检测)下图中的每一方格表示有关的一种反应物或生成物，其中甲、乙、丙、丁为常见单质，其余均为化合物。A是一种常见的液态化合物，B是具有磁性的氧化物，D和丁既能和酸反应又能和碱反应，乙在丙中燃烧产生苍白色火焰，H在空气中很容易被氧化成I。它们的转化关系如下：(有些反应的条件和部分产物未注明)

(1)写出下列物质化学式：B__________，F__________。

(2)写出反应①的化学方程式：____________________________。

(3)H在空气中很容易被氧化成I，该过程的实验现象是______________。

(4)将足量的CO2通入E溶液中，离子方程式是________________________________。

解析　甲、乙、丙、丁为常见单质，其余均为化合物，A是一种常见的液态化合物，则A为H2O，B是具有磁性的氧化物，则B为Fe3O4，D和丁既能和酸反应又能和碱反应，则丁为Al，D为Al2O3，E为NaAlO2，乙在丙中燃烧产生苍白色火焰，则C为HCl，结合转化关系可知，甲为Fe，乙为H2，F为FeCl2，H在空气中很容易被氧化成I，则H为Fe(OH)2，I为Fe(OH)3，G为FeCl3。

(1)通过以上分析知，B、F分别是Fe3O4、FeCl2；

(2)A＋甲反应的化学方程式为：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 ；

(3)H为Fe(OH)2，I为Fe(OH)3，Fe(OH)2是白色沉淀、Fe(OH)3是红褐色沉淀，Fe(OH)2不稳定，极易被空气中O2氧化生成红褐色Fe(OH)3沉淀，看到的现象是白色沉淀逐渐变为灰绿色，最终变为红褐色沉淀；

(4)E是偏铝酸钠，足量二氧化碳通入偏铝酸钠溶液中反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠，离子方程式为CO2＋AlO＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO。

答案　(1)Fe3O4　FeCl2　(2)3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2

(3)白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色沉淀

(4)AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO

[训练1] (2019·江苏卷)在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是(　　)

A．NaCl(aq)Cl2(g)FeCl2(s)

B．MgCl2(aq)Mg(OH)2(s)MgO(s)

C．S(s)SO3(g)H2SO4(aq)

D．N2(g)NH3(g)Na2CO3(s)

B　[A错：Cl2与Fe在加热的条件下反应生成FeCl3，不能直接生成FeCl2。C错：S与O2在点燃条件下反应生成SO2，不能直接生成SO3。D错：NH3和CO2、NaCl溶液反应的化学方程式为NaCl＋CO2＋NH3＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl，不能生成Na2CO3。]

[训练2] (2021·山东聊城一中检测)已知A、B、C、D之间的转化关系如图所示。下列说法正确的是(　　)

A．若A为Fe，D为氢气，则B一定为酸

B．若A、D为化合物，B为水，则C一定是气体单质

C．若A、B、C、D均为化合物，该反应一定属于复分解反应

D．若A、B、C、D均为10电子微粒，且C是可使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，则D在常温下一定呈液态

D　[Fe除与盐酸、稀硫酸等反应生成H2外，在高温下还与H2O(g)反应生成H2，A错误。若A、D为化合物，B为水，则C可能是气体单质，如2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2，也可能是化合物，如3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，B错误。若A、B、C、D均为化合物，该反应不一定是复分解反应，如3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，C错误。若A、B、C、D均为10电子微粒，C是可使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体，则C是NH3，该反应为NH＋OH－NH3↑＋H2O，故D为H2O，常温下呈液态，D正确。]

[训练3] (2021·河北承德一中检测)现有单质A、B、C及化合物D、E、F、G、H，它们之间能发生如下反应(图中有些反应的产物和反应的条件没有全部标出)。

请根据以上信息回答下列问题：

(1)反应③是D物质的水溶液与金属铝反应，金属铝被____________氧化(写化学式)；

(2)步骤⑦中刚生成的白色沉淀颜色会迅速发生变化，最终生成红褐色沉淀H，请写出由白色沉淀变成H的化学方程式：__________________________________；

(3)检验G中所含的金属离子时，在G溶液中加入硫氰化钾溶液，离子方程式为：________________________________________________________________________；

(4)工业上将氯气通入D溶液中制取消毒液，反应的化学方程式为________________________________________________________________________，

1 mol氯气发生反应，转移电子________ mol；消毒液中的有效成分是________(填名称)；

(5)将0.1 mol A的碳酸盐溶液和0.15 mol E的溶液混合，有如下两种方式：

①将含A的碳酸盐溶液逐滴加入到E溶液中；

②将E溶液逐滴加入到含A的碳酸盐溶液中；

理论上产生气体比较多的是________(填序号)，多________mol。

解析　金属A的焰色呈黄色，则A是Na；A与水反应生成物质D和气体C，则C是H2，D是NaOH；气体C与氯气反应生成物质E，溶于水得到E溶液，则E是HCl；E溶液与金属B反应生成物质F，通入氯气得到物质G，物质D和G反应生成红褐色沉淀H，则H是Fe(OH)3，G是FeCl3，从而推知B是Fe，F是FeCl2；物质F与D溶液反应，最终得到H。

答案　(1)H2O　(2)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3

(3)Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3　(4)Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O　1　次氯酸钠

(5)①　0.025

训练(二十三)　常见元素及其化合物的性质及转化

1．(2021·江苏苏州调研)下列选项所示的物质间转化均能实现的是(　　)

A．N2(g)NH3(g)NH4Cl(aq)

B． Fe(s)FeCl2(s)Fe(OH)2(s)

C． MgO(s)MgSO4(aq)Mg(S)

D． S(s)SO2(g)BaSO3(s)

A　[氮气与氢气在高温高压及催化剂作用下合成氨，氨气与氯化氢反应生成氯化铵，物质间转化均能实现，A正确；铁在氯气中燃烧生成氯化铁而不是生成氯化亚铁，氯化亚铁与氢氧化钠反应生成氢氧化亚铁和氯化钠，物质间转化不能均一步实现，B错误；氧化镁与硫酸反应生成硫酸镁和水，硫酸镁溶液电解得到氢氧化镁、氢气和氯气，而不能得到镁单质，物质间转化不能均一步实现，C错误；硫与氧气反应生成二氧化硫，二氧化硫与氯化钡不反应无法得到亚硫酸钡，物质间转化不能均一步实现，D错误。]

2．(2021·江苏南京期初调研)下列选项所示的物质间转化均能实现的是(　　)

A．NH4Cl(s)NH3(g)NO(g)

B．Fe2O3(s)FeCl3(aq)FeCl3(s)

C．CuO(s)Cu(OH)2悬浊液Cu2O(s)

D．NaCl(aq)NaHCO3(s)Na2CO3(s)

A　[加热FeCl3溶液，促进了FeCl3的水解反应，不能得到FeCl3固体，B错误；CuO不溶于水，也不与水反应，C错误；NaCl溶液中通入CO2气体，不能生成NaHCO3固体，D错误。]

3．(2021·四川成都七中检测)如图是物质间发生化学反应的颜色变化，其中物质a、b、c、d 对应的物质正确的是(　　)

D　[稀硫酸与物质c反应得到浅绿色溶液，则c中含Fe2＋，A、B均错误；稀硫酸与物质d作用，得到红色溶液，则d可能是紫色石蕊试液，C错误，D正确。 ]

4．(2021·河北石家庄二中检测)纯净物X、Y、Z转化关系如下图所示，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

A　[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，A 正确；若X是Cl2，Y是H2，H2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，B 错误；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、Cl2、NaOH，不符合图中转化关系，C 错误；若Z是SO3，而X、Y 可能是O2和SO2中的一种，SO3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，D 错误。]

5．(2021·山东青岛期初调研)一种含碘废水(I2和I－)制取单质碘的工艺流程如下：

下列有关分析错误的是(　　)

A．通入SO2的目的是将I2和Cu2＋还原

B．利用磁石可以将滤渣Ⅰ进一步分离

C．滤渣Ⅱ放在潮湿的空气中能被氧化为红褐色物质

D．操作X是萃取、分液

D　[由图可知，含碘废水加入CuSO4溶液、通入SO2，SO2将I2和Cu2＋均还原，反应得到CuI固体，A正确；CuI固体加入过量铁粉、水，充分反应后过滤，滤渣Ⅰ中含过量的铁粉，利用磁石将铁粉吸引，进一步分离，B正确；含Fe2＋和I－的溶液加入K2CO3溶液，过滤得到滤渣Ⅱ，则滤渣Ⅱ中含有FeCO3，在潮湿的空气中被氧化，转化为Fe(OH)3，C正确；萃取、分液，得到I2的有机溶液，还要经过蒸馏获得I2，D错误。]

6．(2021·天津滨海四校联考)下图为从光盘中(光盘金属层含有Ag，其他金属微量忽略不计)提取Ag的工业流程。

下列说法正确的是(　　)

A．NaClO溶液应密封保存在无色细口瓶中

B．NaClO溶液可用硝酸代替

C．加入氨水后，Ag元素主要以[Ag(NH3)2]＋形式存在

D．理论上消耗0.15 mol水合肼(转化为N2)可提取32.4 g Ag

C　[NaClO易水解生成HClO，而HClO受热分解生成HCl、O2，应贮存在棕色细口瓶中，A错误；用硝酸代替NaClO溶液，与金属反应时产生污染性气体NO，B错误；AgCl加入10%氨水，反应生成Ag[(NH3)2]Cl，Ag元素主要以Ag[(NH3)2]＋形式存在，C正确；0.15 mol水合肼转化为N2时失去0.6 mol电子，据得失电子守恒可知，反应得到0.6 mol Ag，其质量为0.6 mol×108 g/mol＝64.8 g，D错误。]

7．(2021·辽宁师大附中检测)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：______________________________________________________________。

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。

答案　(1)FeCl3　2Cl－＋2H2O2OH－＋Cl2↑＋H2↑

(2)4NH3＋5O24NO＋6H2O

(3)Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O

(4)2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O

2H2SO3＋O2===4H＋＋2SO