2023届高考化学二轮复习热点4元素及其化合物专题练含解析

热点4:元素及其化合物


考向1元素及其化合物的基本性质
【真题研磨】
【典例】(2022·浙江6月选考) 下列说法不正确的是 (　　)
A.晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间,常用于制造光导纤维
B.高压钠灯发出的黄光透雾能力强、射程远,可用于道路照明
C.氧化铝熔点高,常用于制造耐高温材料
D.用石灰石-石膏法对燃煤烟气进行脱硫,同时可得到石膏
【审答思维】题干划线部分关键信息解读
关键信息
信息解读
常用于制造光导纤维
常用于制造光导纤维的是________,而不是硅 
高压钠灯发出的黄光
钠的焰色试验为黄色
石灰石-石膏法
发生的反应:___________________________________
【失分警示】不熟悉石灰石-石膏法的原理而错选D。“石灰石-石膏法”烟气脱硫的原理是采用石灰石粉制成浆液作为脱硫吸收剂,烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及加入的空气进行化学反应,最后生成石膏(CaSO4·2H2O)。
【考场技法】
　常见元素及其化合物的重要性质和应用
性质
用途
硅是常用的半导体材料
可作太阳能电池板
二氧化硅导光能力强,
且有硬度和柔韧度
可作光导纤维
氮气的化学性质稳定
作保护气
二氧化硫具有还原性
可用于制作葡萄酒的食品添加剂
Na2O2与H2O、CO2
反应均生成O2
作供氧剂
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
Na2CO3水解使
溶液显碱性
用热的纯碱溶液洗去油污
MgO、Al2O3的熔点很高
作耐高温材料
Fe粉具有还原性
可用于防止食品氧化变质
铝有还原性,
能发生铝热反应
可用于焊接铁轨、冶炼难熔金属
Al具有良好的延展
性和抗腐蚀性
常用铝箔包装物品
BaSO4不溶于水,
不与胃酸反应
在医疗上用作“钡餐”透视
【多维演练】
　(元素及其化合物性质及应用)下列物质的性质与应用有对应关系的是 (　　)
A.氨气沸点低,工业上常用液氨作制冷剂
B.HNO3有强氧化性,可用于溶解银
C.NaHCO3溶液显碱性,常作烘焙糕点的膨松剂
D.ClO2具有还原性,可用于自来水的杀菌消毒
考向2元素及其化合物的性质探究
【真题研磨】
【典例】(2022·广东选择考)若将铜丝插入热浓硫酸中进行如图(a~d均为浸有相应试液的棉花)所示的探究实验,下列分析正确的是 (　　)

A.Cu与浓硫酸反应,只体现H2SO4的酸性
B.a处变红,说明SO2是酸性氧化物
C.b或c处褪色,均说明SO2具有漂白性
D.试管底部出现白色固体,说明反应中无H2O生成
【审答思维】题干划线部分关键信息解读
关键信息
信息解读
铜丝插入热浓硫酸中
化学反应方程式为____________________________________
a处变红
a处紫色石蕊变红,说明溶液呈酸性,发生的反应为________
试管底部出现白色固体
说明产生白色的无水硫酸铜
【失分警示】不能正确判断SO2的漂白性和还原性而错选C。b处品红溶液褪色,其原因是SO2具有漂白性,SO2与品红结合生成一种不稳定的无色化合物;而c处酸性高锰酸钾溶液褪色,其原因是SO2和KMnO4发生氧化还原反应,SO2体现出还原性。
【考场技法】
　SO2漂白性理解
(1)SO2的漂白作用是与某些有色物质化合生成不稳定的无色物质,这些无色物质见光或受热易恢复原来的颜色;另外并不是所有与SO2有关的褪色现象都属于SO2的漂白性,如SO2能使滴有酚酞的NaOH溶液褪色是因为SO2与碱发生反应;SO2能使溴水或酸性KMnO4溶液褪色是因为SO2的还原性。
(2)SO2不能漂白酸碱指示剂,如SO2能使紫色石蕊溶液变红色,但不褪色。
【多维演练】
　(元素及其化合物制备)某同学按图示装置制备和收集气体,下列物质组合符合要求的是 (　　)

选项
固体A
试剂B
试剂C
制备和收集的气体
A
生石灰
浓氨水
水
NH3
B
Na2SO3
70%硫酸
饱和亚硫
酸氢钠溶液
SO2
C
MnO2
浓盐酸
饱和食盐水
Cl2
D
Cu
浓硝酸
水
NO2
考向3元素及其化合物的工艺流程
【真题研磨】
【典例】(2022·湖南选择考)铝电解厂烟气净化的一种简单流程如下:

下列说法错误的是 (　　)
A.不宜用陶瓷作吸收塔内衬材料
B.采用溶液喷淋法可提高吸收塔内烟气吸收效率
C.合成槽中产物主要有Na3AlF6和CO2
D.滤液可回收进入吸收塔循环利用
【审答思维】(1)流程图解读


(2)题干划线部分关键信息解读
关键信息
信息解读
陶瓷作吸收塔内衬材料
陶瓷的成分中含有SiO2,与Na2CO3发生的反应为____________
________________________________________________
采用溶液喷淋法
可以增大反应物的接触面积
【失分警示】不能判断陶瓷的主要成分和二氧化硅的化学性质而错选A。陶瓷的主要成分是二氧化硅和硅酸盐;SiO2在高温下与Na2CO3发生反应,故不宜用陶瓷作吸收塔内衬材料。不能正确判断合成槽中主要产物,而无法确定C项的正误。因为NaAlO2和Na2CO3都能与CO2发生反应,故合成槽中产物中不可能含有CO2。
【考场技法】
无机工艺流程题的解题模板:

　【模型抽提】(1)要通过学过的化学知识明确原料和产品(包括副产品)间的转化关系,即箭头方向所代表的含义。
(2)分析流程中的每一步骤,从几个方面了解流程:
①反应物是什么;②发生了什么反应;
③该反应造成了什么后果,对制造产品有什么作用。
抓住一个关键点:一切反应或操作都是为获得产品而服务的。
(3)由于该类试题多与实际的工业生产相联系,有些问题就需要从生产成本、物质的循环利用、环境污染等角度进行考虑。
(4)注意从题设问题中获取信息,帮助解题。
【多维演练】
1.(无机工艺流程)NaClO2是一种高效的漂白剂,一种制备NaClO2的工艺流程如图所示,下列说法错误的是 (　　)

A.NaClO2的漂白原理与SO2不同
B.每生成1 molClO2有1 molH2C2O4被氧化
C.反应2过程中,H2O2作氧化剂
D.粗产品经重结晶可得到纯度更高的NaClO2
2.(工业制备高纯硅流程)工业上制备高纯硅有多种方法,其中的一种工艺流程如图:

已知:流化床反应器的产物中,除SiCl4外,还有SiHCl3、SiH2Cl2、SiH3Cl、FeCl3等。下列说法正确的是 (　　)
A.电弧炉中发生的反应为C+SiO2CO2↑+Si
B.SiCl4进入还原炉之前需要经过蒸馏提纯
C.每生成1 mol高纯硅,需要44.8 L Cl2(标准状况)
D.该工艺Si的产率高,符合绿色化学要求

1.(物质性质及应用)下列劳动项目与所述的化学知识没有关联的是 (　　)
选项
劳动项目
化学知识
A
面包师用小苏打作发泡剂烘焙面包
Na2CO3可与酸反应
B
环保工程师用熟石灰处理酸性废水
熟石灰具有碱性
C
利用氢氟酸刻蚀石英制作艺术品
氢氟酸可与SiO2反应
D
社区服务:用84消毒液对图书馆桌椅消毒
含氯消毒剂具有氧化性
2.(元素及其化合物性质及应用)物质的化学性质在日常生活和生产中有着广泛的运用。下列有关说法正确的是 (　　)
A.O3是一种氧化性极强的气体,可用作自来水的消毒剂
B.常温下浓硝酸与铝不反应,可用铝制容器存放浓硝酸
C.SiO2用于制作光导纤维是因为它能导电
D.“洁厕灵”(主要成分为盐酸)和“84消毒液”(主要成分为次氯酸钠)可以混用
3.(硫、铁、铜物质转化)硫化氢的转化是资源利用的研究课题。将H2S和空气的混合气体通入FeCl3、CuCl2的混合溶液中反应回收S,其物质转化历程如图所示。下列说法正确的是 (　　)

A.历程①发生反应H2S+Cu2+===CuS↓+2H+
B.历程②中CuS作氧化剂
C.历程③中n(Fe2+)∶n(O2)=1∶4
D.转化的总反应为H2S===H2+S
4.(氮元素价类二维图)部分含N及Cl物质的分类与相应化合价关系如图所示,下列推断不合理的是 (　　)

A.可以通过化合反应生成c
B.工业上通过a→b→c→d→e来制备HNO3
C.浓的a'溶液和浓的c'溶液反应可以得到b'
D.加热d'的固态钾盐可以产生O2
5.(铁、铜实验探究)某化学小组同学通过实验研究FeCl3溶液与Cu粉发生的氧化还原反应,实验记录如表所示。已知:Cu2++Cu+4Cl-===2[CuCl2]-,[CuCl2]-
CuCl↓(白色)+Cl-。
序号
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
实验
步骤

充分振荡,加入
2 mL蒸馏水

充分振荡,加入
2 mL蒸馏水

充分振荡,加入
2 mL蒸馏水
实验
现象
铜粉消失,溶液黄色变浅,加入蒸馏水后无明显现象
铜粉有剩余,溶液黄色褪去,加入蒸馏水后生成白色沉淀
铜粉有剩余,溶液黄色褪去,变成蓝色,加入蒸馏水后无白色沉淀
下列说法正确的是 (　　)
A.实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中,Fe3+均被还原
B.实验Ⅰ中加入铜粉充分反应后,溶液中铜以[CuCl2]-的形式存在
C.实验Ⅱ中所得白色沉淀不能溶于饱和NaCl溶液
D.向实验Ⅲ反应后的溶液中加入饱和NaCl溶液可能出现白色沉淀
6.(铁、铬、铝工艺流程)工业上以铬铁矿(含FeCr2O4及少量Al2O3、SiO2等)为原料制备Na2Cr2O7的工艺流程如下:

已知滤渣1为Fe2O3。下列说法错误的是 (　　)
A.流程中可循环使用的物质有CO2
B.滤渣2的成分是Al(OH)3和H2SiO3
C.“调pH”是向溶液中加NaOH使pH增大,促进氧化还原反应进行
D.焙烧时气体与矿料逆流而行,目的是提高化学反应速率
7.(镍、铁、钙工艺流程)工业利用含镍废料(以镍铁钙合金为主)制取NiC2O4(草酸镍),再经高温煅烧NiC2O4制取Ni2O3的流程如图所示。已知:NiC2O4、CaC2O4均难溶于水;Fe3+完全沉淀的pH约为3.7。下列说法正确的是(　　)

A.酸溶时,可加入大量硫酸来提高“酸溶”效率
B.调pH时,加入Na2CO3溶液,目的是使Fe3+转化为Fe2(CO3)3沉淀
C.沉镍时,发生反应的离子方程式为Ni2++C2===NiC2O4↓
D.煅烧时,反应的化学方程式为2NiC2O4Ni2O3+3CO↑+CO2↑
8.(钾工艺流程)高锰酸钾是紫红色晶体,可溶于水,强氧化剂,遇乙醇即被还原,它的用途很广,几乎遍布各个行业。以二氧化锰为原料制取高锰酸钾晶体的工业流程如图:

下列说法正确的是 (　　)
A.“灼烧”可在石英坩埚中进行
B.母液中的溶质仅有KHCO3和KCl
C.“结晶”环节宜采用降温结晶的方法
D.“转化”中反应的化学方程式为3K2MnO4+4CO2+2H2O===MnO2↓+2KMnO4
+4KHCO3







热点4:元素及其化合物
考向1

【典例】【审答思维】二氧化硅　CaCO3+SO2===CaSO3+CO2,2CaSO3+O2+4H2O===2CaSO4·2H2O
A　晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间,是良好的半导体材料,可用于制造晶体管、集成电路等,而二氧化硅常用于制造光导纤维,A项错误;钠的焰色试验为黄色,可用作透雾能力强的高压钠灯,B项正确;耐高温材料应具有高熔点的性质,氧化铝熔点高,可用作耐高温材料,C项正确;石灰石吸收烟气中的二氧化硫,生成亚硫酸钙,亚硫酸钙继续氧化可以得到石膏,D项正确。

　B　氨气易液化,液氨汽化会吸收大量的热,导致周围环境的温度降低,所以液氨可用作制冷剂,与氨气的沸点低无关,故A不符合题意;HNO3具有强氧化性,可与Pt、Au除外的大多数金属发生氧化还原反应,可溶解银、铜等不活泼金属,故B符合题意;NaHCO3用作糕点的膨松剂,是因为碳酸氢钠不稳定,受热分解生成大量的二氧化碳,故C不符合题意;ClO2具有强氧化性,能使蛋白质变性而失去生理活性,可用于自来水的杀菌消毒,故D不符合题意。
考向2

【典例】【审答思维】Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+2H2O+SO2↑
SO2+H2O===H2SO3
B　铜与浓硫酸反应生成CuSO4、SO2和H2O,生成CuSO4体现出浓硫酸的酸性,生成SO2体现出浓硫酸的强氧化性,A项错误;a处的紫色石蕊溶液变红,其原因是SO2溶于水生成了亚硫酸,可说明SO2是酸性氧化物,B项正确;b处品红溶液褪色,其原因是SO2具有漂白性,而c处酸性高锰酸钾溶液褪色,其原因是SO2和KMnO4发生氧化还原反应,SO2体现出还原性,C项错误;实验过程中试管底部出现白色固体,根据元素守恒可知,其成分为无水CuSO4,而非蓝色的CuSO4·5H2O,因为浓硫酸具有吸水性,能吸收反应生成的水,故底部只能产生白色的无水硫酸铜,D项错误。

　B　氨气易溶于水,不能用排水法收集,A项错误;Na2SO3固体与70%硫酸发生反应,制取SO2气体,且SO2不溶于饱和亚硫酸氢钠溶液,所以可用排饱和亚硫酸氢钠溶液的方法收集SO2气体,B项正确;MnO2与浓盐酸在常温下不能发生反应,不能制取氯气,C项错误;NO2易与水发生反应生成NO气体,不能用排水法收集,D项错误。
考向3

【典例】【审答思维】Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑
C　陶瓷的成分中含有SiO2,SiO2在高温下能与Na2CO3发生反应,故A正确;采用溶液喷淋法可增大反应物的接触面积,提高吸收塔内烟气吸收效率,故B正确;合成槽内主要产物是Na3AlF6和Na2CO3,故C错误;滤液的主要成分为Na2CO3,可进入吸收塔循环利用,故D正确。

1.B、C　反应1中发生的反应为2NaClO3+H2SO4+H2C2O4===2ClO2↑+Na2SO4+2CO2↑+2H2O,然后向溶液中加入Ba(OH)2溶液、H2O2,根据流程图知,反应2中生成Ba(ClO2)2,则ClO2作氧化剂,H2O2作还原剂,根据原子守恒、转移电子守恒知,反应2的化学方程式为Ba(OH)2+2ClO2+H2O2===Ba(ClO2)2+O2+2H2O,然后加入硫酸钠,除去钡离子,将滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到产品NaClO2。NaClO2的漂白原理是依靠其氧化性,SO2的漂白原理是与有色物质反应生成无色的物质,NaClO2的漂白原理与SO2不同,故A正确;反应1中NaClO3生成ClO2过程中Cl元素由+5价变为+4价,H2C2O4反应生成CO2过程中C元素由+3价变为+4价,每生成1 molClO2有0.5 molH2C2O4被氧化,故B错误;反应2 的反应之一为Ba(OH)2+2ClO2+H2O2===Ba(ClO2)2+O2+2H2O,反应过程中Cl元素由+4价变为+3价,ClO2作氧化剂,H2O2作还原剂,故C错误;粗产品经重结晶可得到纯度更高的NaClO2,故D正确。
2.B　石英砂主要成分为二氧化硅,高温条件下二氧化硅与焦炭发生反应生成粗硅,粗硅与氯气反应生成SiCl4,再用氢气还原SiCl4得到纯硅。电弧炉中发生的反应为SiO2+2CSi+2CO↑,A错误;流化床反应器的产物中,除SiCl4外,还有SiHCl3、SiH2Cl2、SiH3Cl、FeCl3等,因此进入还原炉之前需要蒸馏提纯,B正确;流化床反应器中有多种含氯副产物,因此生成1 mol高纯硅,需要的氯气体积大于44.8 L(标准状况),C错误;由已知流化床反应器的产物中有多种副产物生成,会导致Si的损失,不符合原子经济性原则,该工艺中产生CO有毒气体,不符合绿色化学要求,D错误。

1.A　小苏打是碳酸氢钠,不是碳酸钠,主要用来作膨松剂,故A符合题意;熟石灰是氢氧化钙,具有碱性,可以用于处理酸性废水,故B不符合题意;氢氟酸能与二氧化硅反应,常用来刻蚀石英制作艺术品,则用氢氟酸刻蚀石英制作艺术品,与氢氟酸能与二氧化硅反应有关,故C不符合题意;84消毒液中含有具有强氧化性的次氯酸钠,能起到杀菌消毒的作用,则用84消毒液对图书馆桌椅消毒与含氯消毒剂具有氧化性有关,故D不符合题意。
2.A　O3在常温下,是一种有特殊臭味的淡蓝色气体,具有极强氧化性,可用作自来水的消毒剂,故A正确;铝与浓硝酸常温下发生钝化,在表面形成一层致密的氧化物保护膜,阻止反应继续进行,可用铝制容器存放浓硝酸,故B错误;SiO2具有能够使光线进行全反射的性质,因此可用于制作光导纤维,故C错误;若两者混用会发生归中反应生成氯气,不仅达不到各自的预期效果,还会污染环境,故D错误。
3.A　
根据图示可知历程①是Cu2+与H2S气体发生复分解反应产生CuS黑色沉淀和H+,根据电荷守恒,可知发生的该反应的离子方程式为H2S+Cu2+===CuS↓+2H+,A正确。在历程②中,CuS与Fe3+发生氧化还原反应,产生S、Cu2+、Fe2+,该反应的离子方程式为CuS+2Fe3+===S+Cu2++2Fe2+,S元素化合价升高,失去电子被氧化,CuS作还原剂;Fe元素化合价降低,得到电子被还原,Fe3+作氧化剂,B错误。在历程③中,Fe2+与O2发生氧化还原反应,产生Fe3+、H2O,根据氧化还原反应过程中电子转移守恒可知:n(Fe2+)∶n(O2)=4∶1,C错误。根据流程图可知总反应方程式为2H2S+O2===2S↓+2H2O,D错误。
4.B　由图可知a为NH3,b为N2,c为NO,d为NO2,e为HNO3或硝酸盐,a'为HCl,b'为Cl2,c'为HClO或次氯酸盐,d'为HClO3或氯酸盐,e'为HClO4或高氯酸盐。氮气和氧气在高温或放电条件下可以通过化合反应生成NO,A项正确;工业上通过NH3催化氧化生成NO,NO与氧气反应生成NO2,NO2与水反应生成HNO3,即工业上通过a→c→d→e来制备HNO3,B项错误;浓的HCl溶液和浓的次氯酸盐溶液发生归中反应可以得到Cl2,C项正确;加热KClO3可以产生O2,D项正确。
5.A、D　实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中溶液黄色变浅或褪去,反应原理为Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+,说明Fe3+被还原,A项正确;实验Ⅰ中少量铜粉加入1 mL 0.1 mol·L-1氯化铁溶液,充分振荡,加2 mL蒸馏水,铜粉消失,溶液黄色变浅,加入蒸馏水后无明显现象,说明铁离子氧化铜单质生成铜离子,由于Cu不过量,且加入2 mL蒸馏水后无白色沉淀析出,说明溶液中铜元素不是以[CuCl2]-的形式存在,B项错误;实验Ⅱ中过量铜粉加入1 mL 0.1 mol·L-1氯化铁溶液,充分振荡,加2 mL蒸馏水,铜粉有剩余,溶液黄色褪去,铁离子全部和铜反应,加入蒸馏水后生成白色沉淀,由于在溶液中存在平衡:[CuCl2]-CuCl↓(白色)+Cl-,向其中加入饱和NaCl溶液,c(Cl-)增大,平衡逆向移动,CuCl白色沉淀转化为可溶性[CuCl2]-,因此白色沉淀能溶于饱和NaCl溶液,C项错误;实验Ⅲ:过量铜粉加入1 mL 0.05 mol·L-1硫酸铁溶液,充分振荡,加2 mL蒸馏水,铜粉有剩余,溶液黄色褪去,变成蓝色,加入蒸馏水后无白色沉淀,说明铁离子反应完全,生成的溶液中含有Cu2+,向其中加入NaCl饱和溶液可能产生CuCl白色沉淀,D项正确。
6.C　铬铁矿在空气中与纯碱高温焙烧,得到含有NaAlO2、Na2SiO3、Na2CrO4、Fe2O3的固体产物,水浸,Fe2O3不溶,滤渣1为Fe2O3,滤液含有NaAlO2、Na2SiO3、Na2CrO4,通入CO2调节pH使NaAlO2、Na2SiO3转化为Al(OH)3和H2SiO3,则滤渣2为Al(OH)3和H2SiO3,滤液主要含有Na2CrO4,再次调节pH将Cr转化为Cr2,得到Na2Cr2O7。A项,根据流程可知高温焙烧时产生的CO2可以在除杂过程中再次使用,A正确;B项,根据分析可知通入CO2调节pH使NaAlO2、Na2SiO3转化为Al(OH)3和H2SiO3,滤渣2为Al(OH)3和H2SiO3,B正确;C项,调节pH的目的是将Cr转化为Cr2,该过程不是氧化还原反应,C错误;D项,焙烧时气体与矿料逆流而行,目的是利用热量使O2向上流动,增大固体与气体的接触面积,提高化学反应速率,D正确。
7.D　含镍废料中以镍铁钙合金为主,加入硫酸溶解,得到Ni2+、Fe2+、Ca2+,加入H2O2将Fe2+氧化成Fe3+,加入碳酸钠调节pH,使Fe3+以氢氧化铁形式除去,加入氟化铵,使Ca2+以氟化钙形式除去,加入草酸,使Ni2+以NiC2O4形式进行沉镍。不能加入大量硫酸,否则在调pH时消耗较多的碳酸钠,难以调节pH,故A错误;调节pH,使Fe3+以氢氧化铁形式沉降出来而除去,故B错误;草酸为弱酸,书写离子方程式时,以化学式的形式书写,故C错误;煅烧使NiC2O4转化成Ni2O3,Ni的化合价由+2价升高为+3价,因此C元素的化合价应降低,即化学方程式为2NiC2O4Ni2O3+3CO↑+CO2↑,故D正确。
8.C、D　石英坩埚的主要成分是二氧化硅,能与KOH反应,故灼烧不能在石英坩埚中进行,A错误;结晶后的母液中还存在一定量的高锰酸钾,B错误;高锰酸钾遇热不稳定,不能加热蒸发结晶,可采用降温结晶的方法得到高锰酸钾,C正确;由流程信息可知,转化是在锰酸钾溶液中通入过量的二氧化碳,生成碳酸氢钾,反应的化学方程式为3K2MnO4+4CO2+2H2O===MnO2↓+2KMnO4+4KHCO3,D正确。