高考化学二轮复习专题4常见元素及其重要化合物学案

这是一份高考化学二轮复习专题4常见元素及其重要化合物学案，共24页。

专题四　常见元素及其重要化合物

体系构建·串真知


真题回放·悟高考
解读考纲
1．了解常见元素(Na、Mg、Al、Fe、Cu、H、C、N、O、Si、S、Cl等)的单质及其重要化合物的制备方法，掌握其主要性质及其应用。
2．了解常见非金属元素单质及其重要化合物对环境的影响。
3．以上各部分知识的综合应用。
体验真题
1．(2020·全国卷Ⅱ·9)二氧化碳的过量排放可对海洋生物的生存环境造成很大影响，其原理如下图所示。下列叙述错误的是(　C　)

A．海水酸化能引起HCO浓度增大、CO浓度减小
B．海水酸化能促进CaCO3的溶解，导致珊瑚礁减少
C．CO2能引起海水酸化，其原理为HCOH＋＋CO
D．使用太阳能、氢能等新能源可改善珊瑚的生存环境
【解析】　海水酸化，H＋浓度增大，平衡H＋＋COHCO正向移动，CO浓度减小，HCO浓度增大，A正确；海水酸化，CO浓度减小，导致CaCO3溶解平衡正向移动，促进了CaCO3溶解，导致珊瑚礁减少，B正确；CO2引起海水酸化的原理为：CO2＋H2OH2CO3H＋＋HCO，导致H＋浓度增大，C错误；使用太阳能、氢能等新能源，可以减少化石能源的燃烧，从而减少CO2的排放，减弱海水酸化，从而改善珊瑚礁的生存环境，D正确。
2．(2018·全国卷Ⅰ·7)磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池是新能源汽车的动力电池之一。采用湿法冶金工艺回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片中的金属，其流程如下：

下列叙述错误的是(　D　)
A．合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用
B．从“正极片”中可回收的金属元素有Al、Fe、 Li
C．“沉淀”反应的金属离子为Fe3＋
D．上述流程中可用硫酸钠代替碳酸钠
【解析】　由于废旧电池中含有一些重金属离子等，所以合理的处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用，A正确；根据流程可知，正极片中的金属元素主要有Al、Fe、 Li三种金属，所以从“正极片”中可回收的金属元素有Al、Fe、 Li三种金属，B正确；由于含磷酸亚铁锂滤渣被混酸溶解，而混酸具有强氧化性，所以溶解后铁元素以Fe3＋的形式存在，故“沉淀”反应的金属离子为Fe3＋，C正确；由于硫酸锂是可溶性盐，所以用硫酸钠代替碳酸钠无法沉淀锂离子，D错误。
3．(2020·全国卷Ⅰ·26节选)钒具有广泛用途。黏土钒矿中，钒以＋3、＋4、＋5价的化合物存在，还包括钾、镁的铝硅酸盐，以及SiO2、Fe3O4。采用以下工艺流程可由黏土钒矿制备NH4VO3。

该工艺条件下，溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：
金属离子
Fe3＋
Fe2＋
Al3＋
Mn2＋
开始沉淀pH
1.9
7.0
3.0
8.1
完全沉淀pH
3.2
9.0
4.7
10.1
回答下列问题：
(1)“中和沉淀”中，钒水解并沉淀为V2O5·xH2O，随滤液②可除去金属离子K＋、Mg2＋、Na＋、__Mn2＋__，以及部分的__Fe3＋、Al3＋__。
(2)“沉淀转溶”中，V2O5·xH2O转化为钒酸盐溶解。滤渣③的主要成分是__Fe(OH)3__。
(3)“调pH”中有沉淀生产，生成沉淀反应的化学方程式是__NaAlO2＋HCl＋H2O═══NaCl＋Al(OH)3↓或Na[Al(OH)4]＋HCl═══NaCl＋Al(OH)3↓＋H2O__。
(4)“沉钒”中析出NH4VO3晶体时，需要加入过量NH4Cl，其原因是__利用同离子效应，促进NH4VO3尽可能析出完全__。
【解析】　(1)“中和沉淀”中，钒水解并沉淀为V2O5·xH2O，随滤液②可除去金属离子K＋、Mg2＋、Na＋、Mn2＋，以及部分的Fe3＋、Al3＋；(2)滤渣③的主要成分是Fe(OH)3；(3)“调pH”中有沉淀生成，是NaAlO2与HCl反应生成Al(OH)3沉淀，生成沉淀反应的化学方程式是NaAlO2＋HCl＋H2O═══NaCl＋Al(OH)3↓或Na[Al(OH)4]＋HCl═══NaCl＋Al(OH)3↓＋H2O；(4)“沉钒”中析出NH4VO3晶体时，需要加入过量NH4Cl，其原因是：增大NH离子浓度，利用同离子效应，促进NH4VO3尽可能析出完全。
4．(2020·全国卷Ⅲ·27节选)某油脂厂废弃的油脂加氢镍催化剂主要含金属Ni、Al、Fe及其氧化物，还有少量其他不溶性物质。采用如下工艺流程回收其中的镍制备硫酸镍晶体(NiSO4·7H2O)：

溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：
金属离子
Ni2＋
Al3＋
Fe3＋
Fe2＋
开始沉淀时(c＝0.01 mol· L－1)的pH沉淀完全时(c＝1.0×10－5 mol· L－1)的pH
7.2
8.7
3.7
4.7
2.2
3.2
7.5
9.0
回答下列问题：
(1)“碱浸”中NaOH的两个作用分别是__除去油脂、溶解铝及其氧化物__。为回收金属，用稀硫酸将“滤液①”调为中性，生成沉淀。写出该反应的离子方程式__AlO＋H＋＋H2O═══Al(OH)3↓或Al(OH)＋H＋═══Al(OH)3↓＋H2O__。
(2)“滤液②”中含有的金属离子是__Ni2＋、Fe2＋、Fe3＋__。
(3)“转化”中可替代H2O2的物质是__O2或空气__。若工艺流程改为先“调pH”后“转化”，即

“滤液③”中可能含有的杂质离子为__Fe3＋__。
【解析】　由工艺流程分析可得，向废镍催化剂中加入NaOH溶液进行碱浸，可除去油脂，并发生反应2Al＋2NaOH＋2H2O═══2NaAlO2＋3H2↑、2Al2O3＋4NaOH═══4NaAlO2＋2H2O将Al及其氧化物溶解，得到的滤液①含有NaAlO2，滤饼①为Ni、Fe及其氧化物和少量其他不溶性杂质，加稀H2SO4酸浸后得到含有Ni2＋、Fe2＋、Fe3＋的滤液②，Fe2＋经H2O2氧化为Fe3＋后，加入NaOH调节pH使Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀除去，再控制pH浓缩结晶得到硫酸镍的晶体。(1)根据分析可知，向废镍催化剂中加入NaOH溶液进行碱浸，可除去油脂，并将Al及其氧化物溶解，滤液①中含有NaAlO2(或Na[Al(OH)4])，加入稀硫酸可发生反应AlO＋H＋＋H2O═══Al(OH)3↓或Al(OH)＋H＋═══Al(OH)3↓＋H2O；(2)加入稀硫酸酸浸，Ni、Fe及其氧化物溶解，所以“滤液②”中含有的金属离子是Ni2＋、Fe2＋、Fe3＋；(3)“转化”中H2O2的作用是将Fe2＋氧化为Fe3＋，可用O2或空气替代；若将工艺流程改为先“调pH”后“转化”，会使调pH过滤后的溶液中含有Fe2＋，则滤液③中可能含有转化生成的Fe3＋。
5．(2019·全国卷Ⅰ·26)硼酸(H3BO3)是一种重要的化工原料，广泛应用于玻璃、医药、肥料等工业。一种以硼镁矿(含Mg2B2O5·H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3)为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下：

回答下列问题：
(1)在95 ℃“溶浸”硼镁矿粉，产生的气体在“吸收”中反应的化学方程式为__NH4HCO3＋NH3═══(NH4)2CO3__。
(2)“滤渣1”的主要成分有__SiO2、Fe2O3、Al2O3__。为检验“过滤1”后的滤液中是否含有Fe3＋离子，可选用的化学试剂是__KSCN__。
(3)根据H3BO3的解离反应：H3BO3＋H2OH＋＋B(OH)，Ka＝5.81×10－10，可判断H3BO3是__一元弱__酸；在“过滤2”前，将溶液pH调节至3.5，目的是__转化为H3BO3，促进析出__。
(4)在“沉镁”中生成Mg(OH)2·MgCO3沉淀的离子方程式为__2Mg2＋＋3CO＋2H2O═══Mg(OH)2·MgCO3↓＋2HCO(或2Mg2＋＋2CO＋H2O═══Mg(OH)2·MgCO3↓＋CO2↑)__，母液经加热后可返回__溶浸__工序循环使用。由碱式碳酸镁制备轻质氧化镁的方法是__高温焙烧__。
【解析】　(1)在95 ℃“溶浸”硼镁矿粉，产生的气体为NH3，其在“吸收”中发生的反应主要是氨气与碳酸氢铵的反应，故反应的化学方程式为NH4HCO3＋NH3═══(NH4)2CO3。(2)用硫酸铵溶液溶浸过程中主要反应的物质为Mg2B2O5·H2O，故溶浸后产生的滤渣1的主要成分是SiO2、Fe2O3、Al2O3，检验Fe3＋可选用的化学试剂是KSCN。(3)根据H3BO3的解离反应：H3BO3＋H2OH＋＋B(OH)可知，H3BO3是一元酸，根据其Ka值可以判断是弱酸，故H3BO3是一元弱酸；根据流程图可知“过滤2”主要得到的是H3BO3，所以将溶液pH调节至3.5，由于H3BO3是一元弱酸，故主要目的是调节溶液至酸性，促进H3BO3析出。(4)“沉镁”过程主要是镁离子与碳酸铵发生的反应，故反应的离子方程式为2Mg2＋＋3CO＋2H2O═══Mg(OH)2·MgCO3↓＋2HCO或2Mg2＋＋2CO＋H2O═══Mg(OH)2·MgCO3↓＋CO2↑；由于在最后过程中铵根离子和硫酸根离子没有参与反应，所以在母液中主要含有上述两种离子，所以加热后对应的碳酸铵、二氧化碳等挥发，溶液中最终剩余的是硫酸铵，所以可以返回“溶浸”环节中继续使用；碱式碳酸镁高温煅烧之后会发生分解最终变成氧化镁。
6．(2018·全国卷Ⅰ·27)焦亚硫酸钠(Na2S2O5)在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。回答下列问题：
(1)生产Na2S2O5，通常是由NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得。写出该过程的化学方程式__2NaHSO3═══Na2S2O5＋H2O__。
(2)利用烟道气中的SO2生产Na2S2O5的工艺为：

①pH＝4.1时，Ⅰ中为__NaHSO3__溶液(写化学式)。
②工艺中加入Na2CO3固体、并再次充入SO2的目的是__得到NaHSO3过饱和溶液__。
(3)制备Na2S2O5也可采用三室膜电解技术，装置如图所示，其中SO2碱吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。阳极的电极反应式为__2H2O－4e－═══4H＋＋O2↑__。电解后，__a__室的NaHSO3浓度增加。将该室溶液进行结晶脱水，可得到Na2S2O5。

【解析】　(1)NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水可以制得Na2S2O5，该过程反应的化学方程式为2NaHSO3═══Na2S2O5＋H2O。(2)由于碳酸的酸性弱于亚硫酸，所以向碳酸钠饱和溶液中通入二氧化硫会生成亚硫酸钠或者是亚硫酸氢钠，但是亚硫酸钠水溶液显碱性，而该溶液显酸性，故该溶液为NaHSO3；由于生产Na2S2O5，通常是由NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得，而前一步产生的亚硫酸氢钠溶液一定不是过饱和，所以再次加入碳酸钠固体、并再次充入SO2的目的是为了得到NaHSO3过饱和溶液。(3)根据题中的图示，左侧为电解池的阳极，右侧为电解池的阴极，离子交换膜均为阳离子交换膜，只允许阳离子通过，阳极的电解质溶液为硫酸，所以阳极的电极反应式为2H2O－4e－═══4H＋＋O2↑，则阳极的氢离子会透过阳离子交换膜进入a室，与a室中的SO2碱吸收液中含有的Na2SO3发生反应生成亚硫酸氢钠，所以a室中的NaHSO3浓度增加。
7．(2018·全国卷Ⅱ·26)我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家，一种以闪锌矿(ZnS，含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS杂质)为原料制备金属锌的流程如图所示：

相关金属离子[c0(Mn＋)＝0.1 mol· L－1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：
金属离子
Fe3＋
Fe2＋
Zn2＋
Cd2＋
开始沉淀的pH
1.5
6.3
6.2
7.4
沉淀完全的pH
2.8
8.3
8.2
9.4
回答下列问题：
(1)焙烧过程中主要反应的化学方程式为__2ZnS＋3O22ZnO＋2SO2__。
(2)滤渣1的主要成分除SiO2外还有__PbSO4__；氧化除杂工序中ZnO的作用是__调节溶液的pH__，若不通入氧气，其后果是__无法除去杂质Fe2＋__。
(3)溶液中的Cd2＋可用锌粉除去，还原除杂工序中反应的离子方程式为__Cd2＋＋Zn═══Cd＋Zn2＋__。
(4)电解硫酸锌溶液制备单质锌时，阴极的电极反应式为__Zn2＋＋2e－═══Zn__；沉积锌后的电解液可返回__溶浸__工序继续使用。
【解析】　(1)闪锌矿的主要成分为ZnS，因此焙烧过程中的主要反应为2ZnS＋3O22ZnO＋2SO2。(2)矿石经过焙烧后生成金属氧化物和SiO2，因此用稀硫酸溶浸时会产生SiO2和PbSO4沉淀，氧化除杂的目的是将溶液中的铁元素以氢氧化铁沉淀的形式除去，因此加入ZnO的目的是调节溶液的pH，让Fe3＋形成沉淀；通入O2的目的是将溶液中的Fe2＋氧化为Fe3＋而除去，若不通入O2，会导致部分的铁元素仍然以Fe2＋的形式存在于溶液中。(3)锌粉与溶液中Cd2＋发生的置换反应，反应的离子方程式为Cd2＋＋Zn═══Cd＋Zn2＋。(4)电解硫酸锌溶液制取锌，Zn2＋在阴极放电，发生的电极反应式为Zn2＋＋2e－═══Zn，OH－在阳极放电，发生的电极反应为4H2O－4e－═══O2＋4H＋，因此电解结束后的溶液中含有一定量的硫酸，即电解后的溶液为稀硫酸，因此可以返回溶浸工序中循环使用。
预判考情
本部分知识是中学化学的核心知识点之一，是历年高考考查的重点和知识载体，预计在未来高考中，元素单质及其化合物的性质、物质推断和物质的转化关系，主要以选择题形式出现，结合离子反应，NA、化学实验现象分析、工农业生产、传统文化等，以文字表述题和图表型题的形式出现，主要考查元素及其化合物的典型性质、用途及应用；在主观题中则以物质的制备或分离提纯以无机工艺流程题，综合实验题为载体综合考查重要的单质、化合物的性质及反应原理、兼顾考查物质的用途及对环境的影响，同时涉及陌生氧化还原反应方程式、离子方程式的书写。

知识深化·精整合
一、常见无机物的重要性质和应用

物质性质
应用
(1)
浓硫酸具有吸水性
作干燥剂(不能干燥NH3、H2S、HI)
(2)
生石灰、无水氯化钙能吸收水分
可作(食品)干燥剂
(3)
P2O5能与水反应
可作(不可用作食品)干燥剂
(4)
硅胶能吸收水分
可作(袋装食品)干燥剂
(5)
硅是常用的半导体材料
可作太阳能电池板
(6)
SiO2存在光的全反射
可作光导纤维
(7)
4HF＋SiO2═══2H2O＋SiF4↑
用氢氟酸雕刻玻璃
(8)
ClO2具有较强的氧化性
用于自来水的杀菌消毒
(9)
次氯酸盐具有强氧化性
可作杀菌消毒剂，还可作漂白剂
(10)
碘酸钾在常温下稳定
食盐中的加碘物质
(11)
NH4HCO3、NH4NO3是可溶的含氮化合物
可用作氮肥
(12)
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
(13)
二氧化硫具有漂白性
二氧化硫可以用来漂白纸浆、草帽辫等
(14)
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
(15)
Na2CO3水解使溶液显碱性
用热的纯碱溶液洗去油污
(16)
Na2O2与H2O、CO2反应均生成O2
作供氧剂
(17)
硅酸钠的水溶液是一种无机黏合剂
盛放碱性溶液的试剂瓶不能用玻璃塞
(18)
Al具有良好的延展性和抗腐蚀性
常用铝箔包装物品
(19)
常温下，铝、铁遇浓硫酸、浓硝酸钝化
可盛装、运输浓硫酸、浓硝酸
(20)
铝有还原性，与氧化铁反应放出大量的热
可用于焊接铁轨
(21)
MgO、Al2O3熔点高
作耐高温材料
(22)
Al3＋水解生成的氢氧化铝胶体具有吸附性
明矾作净水剂(混凝剂)
(23)
小苏打溶液和硫酸铝溶液反应生成二氧化碳
可以作泡沫灭火器
(24)
明矾溶液显酸性
利用明矾溶液清除铜镜表面的铜锈
(25)
Al(OH)3有弱碱性
可用于中和胃酸
(26)
Fe具有还原性
防止食品氧化变质
(27)
Fe2O3是红棕色粉末
作红色颜料
(28)
Fe3＋水解生成的氢氧化铁胶体具有吸附性
铁盐可用作净水剂(混凝剂)
(29)
K2FeO4是强氧化剂，还原产物Fe3＋水解生成氢氧化铁胶体
K2FeO4作新型消毒刹、净水剂
(30)
FeCl3溶液具有较强氧化性
FeCl3溶液腐蚀Cu刻制印刷电路板
(31)
CuSO4使蛋白质变性
误服CuSO4溶液，喝蛋清或豆浆解毒
(32)
BaSO4不溶于水，不与胃酸反应
在医疗上进行胃部造影前，BaSO4作患者服用的“钡餐”
(33)
干冰升华吸收大量的热
人工降雨
(34)
液氨汽化吸收大量的热
作制冷剂
二、常见元素及其化合物的转化关系
1．钠及其化合物之间的转化关系

2．铝及其化合物之间的转化关系

3．铁及其化合物之间的转化关系

4．铜及其化合物之间的转化关系

5．碳、硅及其化合物之间的转化关系

6．氯及其化合物之间的转化关系

7．硫及其化合物之间的转化关系

8．氮及其化合物之间的转化关系

三、元素化合物的特征反应现象及特征转化关系
1．元素化合物的特征反应现象
(1)燃烧：H2＋Cl2(苍白色火焰)，C2H2(C6H6)＋O2(明亮火焰，大量黑烟)，Al＋O2，Mg＋O2(耀眼白光，生成白色固体)，金属焰色反应。
(2)淀粉遇碘变蓝，蛋白质遇浓硝酸变黄。
(3)使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体是NH3，使品红溶液褪色的气体是Cl2、SO2等。
(4)在空气中由无色变为红棕色气体的是NO。
(5)Fe3＋遇OH－生成红褐色沉淀，遇苯酚显紫色，遇SCN－显红色。
(6)Fe2＋遇OH－生成白色沉淀，白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色；Fe2＋遇SCN－无明显现象，在通入Cl2后溶液显红色。
(7)与碱反应加热产生气体的溶液中一般含NH。
(8)既能与酸反应又能与碱反应并产生气体的物质：Al、弱酸的铵盐(碳酸铵、硫化铵等)、弱酸的酸式铵盐(碳酸氢铵、硫氢化铵等)。
(9)燃烧能生成烟：Na在氯气中燃烧生成白烟，Fe在氯气中燃烧生成棕色烟，Cu在氯气中燃烧生成棕黄色烟。
2．物质之间的特征转化关系
(1)连续氧化反应：
ABCD(酸或碱)
①NH3→HNO3　②H2S→H2SO4　③CH4→H2CO3
④Na→NaOH
(2)符合下列转化关系：
X(盐)＋Y(强酸或强碱)―→Z(气体)
X可能为弱酸的铵盐：(NH4)2CO3或NH4HCO3；(NH4)2S或NH4HS；(NH4)2SO3或NH4HSO3等。
(3)三角转化关系：

(4)化合物＋化合物―→单质＋化合物：
这类反应主要有：CO＋H2O(g)CO2＋H2。

典题精研·通题型
考点一　常见物质的性质及应用
典例探究
角度一　元素单质及其化合物的性质与应用
典例1 (2020·南京模拟)下列有关物质性质与用途具有对应关系的是(　B　)
A．FeCl3易发生水解，可用于蚀刻铜制的印制线路板
B．漂白粉具有氧化性，可用于脱除烟气中SO2和NO
C．CaCO3高温下能分解，可用于修复被酸雨侵蚀的土壤
D．活性炭具有还原性，可用于除去水体中Pb2＋等重金属
【解析】　FeCl3具有强氧化性，能与Cu等金属反应，可用于蚀刻铜制的印制线路板，与FeCl3易发生水解无关，A错误；漂白粉的有效成分是次氯酸钙，次氯酸钙具有强氧化性，能氧化SO2和NO生成硫酸盐和硝酸盐，所以漂白粉可用于脱除烟气中SO2和NO有害气体，B正确；CaCO3能与酸反应，能改良、修复被酸雨浸蚀的土壤，与CaCO3高温下能分解无关，C错误；活性炭与Pb2＋等金属离子不反应，不能用于除去水体中Pb2＋等重金属离子，D错误。
典例2 (2019·天津高考·3)下列有关金属及其化合物的应用不合理的是(　C　)
A．将废铁屑加入FeCl2溶液中，可用于除去工业废气中的Cl2
B．铝中添加适量锂，制得低密度、高强度的铝合金，可用于航空工业
C．盐碱地(含较多Na2CO3等)不利于作物生长，可施加熟石灰进行改良
D．无水CoCl2呈蓝色，吸水会变为粉红色，可用于判断变色硅胶是否吸水
【解析】　废气中的氯气能被FeCl2溶液吸收生成FeCl3，铁屑再与FeCl3溶液反应得FeCl2溶液，A正确；铝中加适量的锂，可以制得低密度的合金，B正确；盐碱地含碳酸钠使土壤呈碱性，施加熟石灰，碱性增强，C错误；根据钴化合物的颜色变化，可以用来判断硅胶是否吸水，D正确。
角度二　元素及其化合物的转化与推断
典例3 (2020·徐州模拟)在给定条件下，下列选项中所示的物质间转化能一步实现的是(　C　)
A．FeFe2O3Fe(OH)3
B．稀盐酸Cl2NaCl
C．NH3NONO2
D．SO2(NH4)2SO4BaSO4
【解析】　铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁，不能生成氧化铁，所以物质间转化均不能一步实现，故A错误；二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应生成氯气，与稀盐酸得不到氯气，所以物质间转化不能一步实现，故B错误；氨气和氧气在催化剂、加热条件下反应生成一氧化氮，一氧化氮被氧气氧化为二氧化氮，所以物质间转化均能一步实现，故C正确；二氧化硫与氨水反应生成亚硫酸铵，而不是硫酸铵，所以物质间转化不能一步实现，故D错误。
典例4 (2020·太原模拟)已知：A、B、C、D、E、X是中学常见的无机物，存在如下图转化关系(部分生成物和反应条件略去)。

(1)若A为常见的金属单质，焰色反应呈黄色，X能使品红溶液褪色，写出E中含有的化学键类型__离子键、共价键__；已知1 molA与水反应放出283.5kJ的热量，试写出A与水反应的热化学反应方程式__2Na(s)＋2H2O(l)═══2NaOH(aq)＋H2(g)　ΔH＝－567 kJ/ mol__；
(2)若A为短周期元素组成的单质，该元素的最高价氧化物的水化物酸性最强，则单质A与H2O反应的离子方程式__Cl2＋H2O═══H＋＋Cl－＋HClO__。
(3)若A为淡黄色粉末，回答下列问题：
①1 mol A与足量的H2O充分反应时，转移电子总数为__6.02×1023__。
②若X为非金属单质，通常为黑色粉末，写出D的结构式__O═══C═══O__；
(4)若A为氧化物，X是Fe，溶液D加入KSCN溶液变红。
①A与H2O反应的离子方程式__3NO2＋H2O═══2H＋＋2NO＋NO__。
②请用离子方程式表示D盐的净水原理__Fe3＋＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3H＋__。
【解析】　(1)若A为常见的金属单质，焰色反应呈黄色，应为Na，X能使品红溶液褪色，应为SO2，则B为H2，C为NaOH，D为Na2SO3，E为NaHSO3，含有的化学键有离子键和共价键；已知1 mol A与水反应放出283.5 kJ的热量，则A与水反应的热化学反应方程式2Na(s)＋2H2O(l)═══2NaOH(aq)＋H2(g)　ΔH＝－567 kJ/ mol。(2)若A为短周期元素组成的单质，该元素的最高价氧化物的水化物酸性最强，应为Cl2，则B为HClO，C为HCl，氯气与水反应的离子方程式为Cl2＋H2O═══H＋＋Cl－＋HClO。(3)若A为淡黄色粉末，应为Na2O2；①A与足量的H2O充分反应时过氧化钠自身发生氧化还原反应，氧化产物为O2，所以1 mol A与足量的H2O充分反应时，转移电子的物质的量是1 mol，总数为6.02×1023。②若X为非金属单质，通常为黑色粉末，应为C，则D为CO2，结构式为O═══C═══O。(4)若A为氧化物，X是Fe，溶液D加入KSCN溶液变红，说明有铁离子生成，由转化关系可知C具有强氧化性，则A为NO2，B为NO，C为HNO3，则①NO2与水反应的方程式为3NO2＋H2O═══2HNO3＋NO。②铁离子水解生成氢氧化铁胶体具有吸附性而净水，离子方程式为Fe3＋＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3H＋。
技巧点拨
物质转化推断的四步解题法
(1)审题——仔细读题、审清题意，把题干中的信息体现在框图中，全面了解图中的转化关系。
(2)解题——找准“题眼”、大胆猜测，结合学过的知识进行检验、推理。
(3)验证——当推断出结果后，应将结果代入图中进行验证是否合理。
(4)慎答——答非所问是考生解答此类试题经常出现的错误。
类题精练
1．(2020·忻州模拟)下列有关物质性质与用途具有对应关系的是(　A　)
A．浓硫酸具有吸水性，可用于干燥O2
B．SO2具有氧化性，可用于漂白纸浆
C．Fe2O3能与酸反应，可用于制作红色涂料
D．Al(OH)3能与NaOH溶液反应，可用于治疗胃酸过多
【解析】　浓硫酸因具有吸水性，则可用于干燥O2，故A项正确；SO2可用于漂白纸浆，是因为其具有漂白性，与二氧化硫的氧化性无关，故B项错误；氧化铁本身是红棕色固体，俗称铁红，常用于制造红色油漆和涂料，与Fe2O3能与酸的反应无关，故C项错误；胃酸的主要成分为HCl，Al(OH)3可用于治疗胃酸过多是因为Al(OH)3可中和胃酸，而不是因为Al(OH)3能与NaOH溶液反应，故D项错误。
2．(2020·荆州模拟)酸雨的形成是一种复杂的大气化学和光化学过程，在清洁空气、污染空气中形成硫酸型酸雨的过程如下：

下列有关说法不正确的是(　B　)
A．光照是酸雨形成的必要条件之一
B．所涉及的变化均为氧化还原反应
C．污染指数越高形成酸雨的速率越快
D．优化能源结构能有效遏制酸雨污染
【解析】　由图示可知，酸雨形成的两个途径中都使用了光照的条件，故A正确；三氧化硫与水反应生成硫酸，没有化合价变化，不属于氧化还原反应，故B错误；污染指数越高则二氧化硫含量高，所以形成酸雨的速率越快，故C正确；优化能源结构能减少化石燃料的使用，所以排放的二氧化硫含量少，能有效遏制酸雨污染，故D正确。
3．(2019·江苏高考·9)在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是(　B　)
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)
【解析】　A项，Cl2与Fe反应生成FeCl3，错误；B项，MgCl2与Ca(OH)2反应生成Mg(OH)2沉淀，煅烧Mg(OH)2生成MgO固体，正确；C项，S与O2燃烧只能生成SO2，错误；D项，NH3、CO2和NaCl溶液反应生成NaHCO3，方程式为NH3＋CO2＋NaCl＋H2O═══NaHCO3↓＋NH4Cl，错误。
4．(2020·成都模拟)几种无机物之间的转化关系如下图所示(反应条件省略，部分产物省略)。下列推断不正确的是(　A　)

A．若 L为强碱，则E可能为NaCl溶液、F为K
B．若 L为强酸，则E可能为Na2S、F为H2O2
C．若 L为弱酸，则E可能为Mg、F为CO2
D．若 L为强酸，则E可能为NH4Cl、F为Ca(OH)2
【解析】　若E为NaCl溶液、F为K，G为KOH，H为H2，H2与O2反应生成H2O，H2O与O2不反应，A项错误；若E为Na2S、F为H2O2，Na2S与H2O2反应生成NaOH和S，S与O2反应生成SO2，SO2与O2反应生成SO3，SO3与水反应生成H2SO4, L是H2SO4，属于强酸，B项正确；若E为Mg、F为CO2，Mg与CO2反应生成MgO和C，C与O2反应生成CO，CO再与O2反应生成CO2，CO2溶于水生成H2CO3, L为H2CO3，属于弱酸，C项正确；若E为NH4Cl、F为Ca(OH)2，NH4Cl与Ca(OH)2反应生成CaCl2、NH3和H2O，NH3与O2反应生成NO，NO与O2反应生成NO2，NO2溶于水生成HNO3, L是HNO3，属于强酸，D项正确。
考点二　元素及其化合物的综合应用
典例探究
角度一　化学工艺流程题
典例5 (2020·泉州模拟)金属钼具有高强度、高熔点、耐磨抗腐性，用于制火箭、卫星的合金构件。钼酸钠晶体(Na2MoO4·2H2O)是一种重要的金属缓蚀剂。利用钼矿(主要成分MoS2，还含少量钙、镁等元素)为原料冶炼金属钼和钼酸钠晶体的主要流程图如下：

(1)Na2MoO4·2H2O中钼元素的价态为__＋6__，煅烧产生的尾气引起的环境危害主要是__酸雨__。
(2)用浓氨水溶解粗产品的离子方程式是__MoO3＋2NH3·H2O═══2NH＋MoO＋H2O__，由图中信息可以判断MoO3是__酸性__氧化物。(填“酸性”、“碱性”或“两性”)
(3)操作Ⅰ是__过滤__，操作Ⅱ所得的钼酸要水洗，检验钼酸是否洗涤干净的方法是__取少量最后一次水洗液于试管中，加入硝酸酸化的AgNO3溶液，若无沉淀产生即证明钼酸已洗净__。
(4)采用NaClO氧化钼矿的方法将矿石中的钼浸出，该过程放热。
①请配平以下化学反应：
__9__NaClO＋__1__MoS2＋__6__NaOH→__1__Na2MoO4＋__2__Na2SO4＋__9__NaCl＋__3__H2O。
②钼的浸出率随着温度变化如图，当温度高于50 ℃后浸出率降低的可能原因是__该反应为放热反应，升温使平衡逆移；随着温度升高，其它金属杂质离子浸出也增多，沉淀了MoO__(写一点)。

(5)锂和MoS2可充电电池的工作原理为x Li＋n MoS2Lix(MoS2)n，则电池充电时阳极上的电极反应式为__Lix(MoS2)n－xe－═══n MoS2＋x Li＋__。
【解析】　(1)Na2MoO4·2H2O中Na元素化合价为＋1价、O元素化合价为－2价，根据化合物中各元素化合价的代数和为0确定Mo元素的价态为4×2－2×1＝＋6价；工业煅烧钼矿的尾气为二氧化硫，二氧化硫引起的环境危害主要是酸雨。(2)用浓氨水溶解粗产品MoO3，反应产生钼酸铵和水，反应的离子方程式为：MoO3＋2NH3·H2O═══2NH＋MoO＋H2O；MoO3可以与碱溶液反应生成MoO和水，因此可以说明MoO3是酸性氧化物。(3)操作Ⅰ是分离难溶性的固体与可溶性液体混合物的方法，该分离混合物的方法为过滤；操作Ⅱ过滤分离出固体钼酸和滤液，在滤液中含有NH4Cl，所得的钼酸要水洗，检验钼酸是否洗涤干净的方法就是检验洗涤液中是否含有Cl－，操作是取少量最后一次水洗液于试管中，加入硝酸酸化的AgNO3溶液，若无沉淀产生即证明钼酸已洗净。(4)①在该反应中Cl元素化合价由反应前NaClO中的＋1价变为反应后NaCl中的－1价、Mo元素化合价由反应前MoS2中的＋2价变为＋6价、S元素化合价由反应前MoS2中的－1价变为反应后Na2SO4中的＋6价，根据转移电子及原子守恒，配平方程式为9NaClO＋MoS2＋6NaOH═══Na2MoO4＋2Na2SO4＋9NaCl＋3H2O；②钼的浸出率随着温度变化如图，当温度低于50 ℃时，温度升高，反应速率加快，更多的钼溶解，因此钼的浸出率随着温度的升高而增大；当温度高于50 ℃后浸出率降低的可能原因是：第一，该反应的正反应是放热反应，随着温度升高，平衡向吸热的逆反应方向移动；第二，随着温度升高，其它金属杂质离子浸出也增多，沉淀了MoO，导致浸出率降低。(5)锂和MoS2可充电电池的工作原理为x Li＋n MoS2Lix(MoS2)n，可知：在电池充电时阳极上的电极反应式为放电时正极反应式的逆反应，放电时，正极上MoS2得电子和锂离子反应生成 Lix(MoS2)n，则阳极反应式为 Lix(MoS2)n－xe－═══n MoS2＋x Li＋。
规律方法
化学工艺流程题的主线分析方法

角度二　综合实验题
典例6 (2020·南宁模拟)硫及其化合物是重要的化工原料，某学习小组对某些硫的化合物性质和制备进行如下实验探究：
Ⅰ.探究实验一：将一定量的浓H2SO4与足量Zn置于装置A中充分反应，对反应后的气体X进行气体成分分析(水蒸气除外)。

回答下列问题：
(1)气体X中除水蒸气之外，还可能有的气体是__二氧化硫、氢气__。
(2)B中的试剂可能是__品红溶液(或酸性高锰酸钾、溴水)__，酸性KMnO4溶液的作用是__除去气体中残余的二氧化硫__。
(3)D、E装置用于证明气体X中的另一种组分，按照D、E装置顺序观察到的实验现象分别是__黑色粉末变红色__、__白色粉末变蓝色__。
Ⅱ.探究实验二：制取硫代硫酸钠(Na2S2O3)并探究其性质。
(1)制取Na2S2O3(装置如下图，夹持装置省略)。

①装置B中生成Na2S2O3的同时也生成CO2，反应的离子方程式为__4SO2＋2S2－＋CO═══3S2O＋CO2__。
②除搅拌和使用多孔球泡外，再写出一种可以提高B中吸收SO2效率的方法__控制二氧化硫的流速、适当增大B中混合液的浓度、适当升高B中溶液温度等__。
(2)探究Na2S2O3的性质(反应均在溶液中进行)，请填空：

Na2S2O3性质
实验操作
实验现象
探究1
Na2S2O3溶液的酸碱性
__把小块pH试纸放在表面皿(或玻璃片)上，用蘸有待测溶液的玻璃棒点在pH试纸的中部，试纸变色后，与标准比色卡比较确定溶液的pH__
pH＝8
探究2
Na2S2O3的还原性
向新制的溴水中滴加Na2S2O3溶液
__溴水颜色变浅(或溴水褪色)__
【解析】　Ⅰ.(1)浓硫酸与Zn反应产生硫酸锌、二氧化硫和水，当反应进行到一定程度，浓硫酸变为稀硫酸，Zn与稀硫酸反应产生硫酸锌和氢气。所以气体X除水蒸气外还可能含有SO2、H2。(2)装置B的作用是检验SO2，SO2具有漂白性、还原性，可以选择品红溶液、酸性高锰酸钾溶液(或溴水)作为检验试剂；检验H2的生成之前，应先排除SO2的干扰，故酸性高锰酸钾用来除去气体中残余的SO2。(3)D、E装置用于证明气体X中的H2，D中H2还原黑色CuO粉末为红色的Cu单质，反应生成的水进入盛有无水硫酸铜的E装置中，会看到白色粉末硫酸铜结合水得到蓝色硫酸铜晶体。Ⅱ.(1)①装置B中由A制得的SO2与Na2S、Na2CO3反应生成Na2S2O3的同时也生成CO2，根据原子守恒、电子守恒、电荷守恒，可得离子方程式为：4SO2＋2S2－＋CO═══3S2O＋CO2；②控制SO2的流速、适当增大B中混合液的浓度、适当升高B中溶液温度等都可以提高B中吸收SO2效率。(2)探究1：由实验现象pH＝8可知探究1为测定Na2S2O3溶液的pH值，操作为：把一小块pH试纸放在表面皿(或玻璃片)上，用蘸有待测溶液的玻璃棒点在pH试纸的中部，待试纸变色后，与标准比色卡比较确定溶液的pH；探究2：是要测定Na2S2O3溶液的还原性，向该溶液中加入溴水，溴水呈橙色，Na2S2O3溶液无色，若二者发生氧化还原反应，会看到的现象为：溴水颜色变浅(或溴水褪色)。
规律方法
有气体参与的综合性实验解题模板

类题精练
5．(2020·济南模拟)某兴趣小组利用硫酸厂产生的烧渣(主要含Fe2O3、FeO，还有一定量的SiO2)来制备FeCO3，其流程如图：

已知：①FeS2不溶于稀硫酸；②“还原”时，Fe3＋通过两个反应被还原，其中一个反应为FeS2＋14Fe3＋＋8H2O═══15Fe2＋＋2SO＋16H＋。
下列说法不正确的是(　C　)
A．“还原”时另一个反应的离子方程式为2Fe3＋＋FeS2═══2S＋3Fe2＋
B．“还原”后可以用KSCN检验Fe3＋是否反应完全
C．流程中多次进行过滤，过滤所用玻璃仪器为烧杯、漏斗、胶头滴管和玻璃棒
D．所得FeCO3需充分洗涤，可用稀盐酸和BaCl2溶液检验FeCO3是否已洗涤干净
【解析】　由题图可知“还原”后过滤所得滤渣中含有S，所以“还原”时另一个反应的离子方程式为2Fe3＋＋FeS2═══2S＋3Fe2＋，A正确；Fe3＋可与KSCN反应生成血红色物质，所以“还原”后可以用KSCN检验Fe3＋是否反应完全，B正确；过滤时不用胶头滴管，C错误；所得FeCO3需充分洗涤，用稀盐酸和BaCl2溶液检验最后一次洗涤液中是否含有SO来确定FeCO3是否已洗涤干净，D正确。
6．(2020·合肥模拟)压缩天然气汽车以天然气代替汽车用油，具有价格低、污染少、安全等优点。未经处理的天然气含有H2S，直接使用会造成大气污染，T.F菌在酸性溶液中可实现天然气的催化脱硫，其原理如图所示。下列说法错误的是(　D　)

A．Fe2(SO4)3可以视为该脱硫过程中的催化剂
B．该脱硫过程的总反应为：2H2S＋O2═══2S＋2H2O
C．该脱硫过程不能在高温下进行
D．该脱硫过程是将H2S转化为FeSO4
【解析】　T．F菌在酸性溶液中可实现天然气的催化脱硫，Fe2(SO4)3氧化硫化氢，自身被还原成硫酸亚铁，硫酸亚铁被氧气氧化成硫酸铁，Fe2(SO4)3在整个过程中质量和化学性质不变，可以视为催化剂，故A正确；脱硫过程O2间接氧化H2S，总反应为：2H2S＋O2═══2S＋2H2O，故B正确；T.F菌的主要成分为蛋白质，高温下蛋白质会发生变性，因此该脱硫过程不能在高温下进行，故C正确；该脱硫过程将H2S转化为S，故D错误。
7．(2019·北京高考·28)化学小组实验探究SO2与AgNO3溶液的反应。
(1)实验一：用如下装置(夹持、加热仪器略)制备SO2，将足量SO2通入AgNO3溶液中，迅速反应，得到无色溶液A和白色沉淀B。

①浓H2SO4与Cu反应的化学方程式是：
__Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O__。
②试剂a是__饱和NaHSO3溶液__。
(2)对体系中有关物质性质分析得出：沉淀B可能为Ag2SO3、Ag2SO4或二者混合物。(资料：Ag2SO4微溶于水；Ag2SO3难溶于水)
实验二：验证B的成分

①写出Ag2SO3溶于氨水的离子方程式：__Ag2SO3＋4NH3·H2O═══2Ag(NH3)＋SO＋4H2O__。
②加入盐酸后沉淀D大部分溶解，剩余少量沉淀F。推断D中主要是BaSO3，进而推断B中含有Ag2SO3。向滤液E中加入一种试剂，可进一步证实B中含有Ag2SO3。所用试剂及现象是__H2O2溶液，产生白色沉淀__。
(3)根据沉淀F的存在，推测SO的产生有两个途径：
途径1：实验一中，SO2在AgNO3溶液中被氧化生成Ag2SO4，随沉淀B进入D。
途径2：实验二中，SO被氧化为SO进入D。
实验三：探究SO的产生途径
①向溶液A中滴入过量盐酸，产生白色沉淀，证明溶液中含有__Ag＋__；取上层清液继续滴加BaCl2溶液，未出现白色沉淀，可判断B中不含Ag2SO4。做出判断的理由：__Ag2SO4溶解度大于BaSO4，没有BaSO4沉淀时，必定没有Ag2SO4__。
②实验三的结论：__途径1不产生SO，途径2产生SO__。
(4)实验一中SO2与AgNO3溶液反应的离子方程式是__2Ag＋＋SO2＋H2O═══Ag2SO3↓＋2H＋__。
(5)根据物质性质分析，SO2与AgNO3溶液应该可以发生氧化还原反应。将实验一所得混合物放置一段时间，有Ag和SO生成。
(6)根据上述实验所得结论：__实验条件下：SO2与AgNO3溶液生成Ag2SO3的速率大于生成Ag和SO的速率；碱性溶液中SO更易被氧化为SO__。
【解析】　(1)①铜和浓硫酸在加热的条件下反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，反应的化学方程式为：Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O。②由于反应时逸出的SO2气体可能带出少量硫酸，所以试剂a应为除杂试剂，可用饱和NaHSO3溶液。(2)①Ag2SO3溶于氨水得到Ag(NH3)，离子方程式为：Ag2SO3＋4NH3·H2O═══2Ag(NH3)＋SO＋4H2O。②推测沉淀D为BaSO3，加过量稀盐酸溶解得滤液E和少量沉淀F，则E中可能含有溶解的SO2，可加入双氧水溶液，若加入双氧水溶液，可以将亚硫酸(或亚硫酸根离子)氧化为硫酸根离子，从而生成白色的硫酸钡沉淀，则证明B中含有Ag2SO3。(3)①加入过量盐酸产生白色沉淀，说明含有Ag＋；Ag2SO4微溶于水，若产生Ag2SO4，则溶液中会有微量SO，加入BaCl2产生硫酸钡沉淀，与实验现象不符。②由实验三可以得出：实验一中SO2未被氧化；实验二中SO被氧化为SO进入D。(4)根据以上分析，二氧化硫与硝酸银溶液反应生成亚硫酸银沉淀，离子方程式为：2Ag＋＋SO2＋H2O═══Ag2SO3↓＋2H＋。(6)该实验的结论为：二氧化硫与硝酸银溶液既能发生沉淀反应生成亚硫酸银，又能发生氧化还原反应，沉淀反应的速率大于氧化还原反应的速率。