2023新教材高考化学二轮专题复习专题4元素及其化合物

专题四元素及其化合物

真题研练·析考情

【真 题 研 练】

1.[2022·浙江6月]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

2．[2022·广东卷]劳动开创未来。下列劳动项目与所述的化学知识没有关联的是(　　)

3.[2021·广东卷]部分含铁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.a可与e反应生成b

B.b既可被氧化，也可被还原

C.可将e加入浓碱液中制得d的胶体

D.可存在b→c→d→e→b的循环转化关系

4．[2022·广东卷]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

5．[2022·山东卷]高压氢还原法可直接从溶液中提取金属粉。以硫化铜精矿(含Zn、Fe元素的杂质)为主要原料制备Cu粉的工艺流程如下，可能用到的数据见下表。

下列说法错误的是(　　)

A.固体X主要成分是Fe(OH)3和S；金属M为Zn

B.浸取时，增大O2压强可促进金属离子浸出

C.中和调pH的范围为3.2～4.2

D.还原时，增大溶液酸度有利于Cu的生成

【考情分析】

核心突破·提能力

考点1　元素及其化合物之间的转化

【核 心 梳 理】

1.常考无机物的性质与用途对应关系

2.常见元素及其化合物之间的转化

(1)钠及其化合物的转化关系

上图标号反应的化学方程式：

①________________________________________________________________________

②________________________________________________________________________

③________________________________________________________________________

④________________________________________________________________________

⑤________________________________________________________________________

或________________________________________________________________________

⑥侯氏制碱法的原理

________________________________________________________________________

(2)铝及其化合物的转化关系

上图标号反应的化学方程式：

①________________________________________________________________________

②________________________________________________________________________

③________________________________________________________________________

④________________________________________________________________________

⑤________________________________________________________________________

(3)铁及其化合物的转化关系

上图标号反应的化学方程式：

①________________________________________________________________________

②________________________________________________________________________

③________________________________________________________________________

④________________________________________________________________________

⑤________________________________________________________________________

(4)铜及其化合物的转化关系

上图标号反应的化学方程式：

①________________________________________________________________________

②________________________________________________________________________

③________________________________________________________________________

(用离子方程式表示)

(5)硅及其化合物的转化关系

上图标号反应的化学方程式

①________________________________________________________________________

②________________________________________________________________________

③________________________________________________________________________

或________________________________________________________________________

④________________________________________________________________________

⑤________________________________________________________________________

⑥________________________________________________________________________

⑦________________________________________________________________________

(6)氮及其化合物的转化关系

上图标号反应的化学方程式

①________________________________________________________________________

②________________________________________________________________________

③________________________________________________________________________

④________________________________________________________________________

(7)氯及其化合物的转化关系

上图标号反应的化学方程式：

①________________________________________________________________________

②________________________________________________________________________

③________________________________________________________________________

④________________________________________________________________________

⑤________________________________________________________________________

⑥________________________________________________________________________

(8)硫及其化合物的转化关系

上图标号反应的化学方程式：

①________________________________________________________________________

②________________________________________________________________________

③________________________________________________________________________

④________________________________________________________________________

【归纳提升】　常见无机物转化关系

(2)非金属，满足此关系的有N、S。

(3)化合物ABC酸，满足此条件的有CH4、NH3、H2S。

(4)X、Y、Z、W四种物质在一定条件下具有如图所示的转化关系，列举出符合此转化关系X、Y、Z、W的三组物质化学式：

①AlCl3、Al(OH)3、NaAlO2、NaOH；

②NH3、NO、NO2、O2；

③H2S、S、SO2、O2。

【典 题 精 研】

考向1元素及其化合物的性质与应用

例1[2021·河北卷]硫和氮及其化合物对人类生存和社会发展意义重大，但硫氧化物和氮氧化物造成的环境问题也日益受到关注。下列说法正确的是(　　)

A．NO2和SO2均为红棕色且有刺激性气味的气体，是酸雨的主要成因

B．汽车尾气中的主要大气污染物为NO、SO2和PM2.5

C.植物直接吸收利用空气中的NO和NO2作为肥料，实现氮的固定

D．工业废气中的SO2可采用石灰法进行脱除

[题型分析]　关于元素及其化合物的性质及用途多采用“拼盘式”考查，四个选项涉及不同的物质，也可能以确定某一主题考查相关物质不同的性质或用途。

2023年高考可能这样考

1．“劳动创造幸福，实干成就伟业”。下列劳动项目所涉及的化学知识不正确的是(　　)

考向2元素化合物之间的转化

例2 部分含铜物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断错误的是(　　)

A．d的代表物质高铜酸钾(KCuO2)具有强氧化性

B．将c加入浓碱液中可制得e的胶体

C．e→a的转化可用于检验葡萄糖

D．存在b→c→e→b的转化关系

[题型分析]　元素及其化合物之间的转化主要有两条呈现主线，一是单质、氧化物、酸、碱、盐之间的转化，二是不同价态的化合物之间的转化。处理这类问题时应该根据题目情景及载体抓住关键信息，联想规律进行作答。

2023年高考可能这样考

2．炼铁工业中高炉煤气的一种新的处理过程如图所示，有关该过程的叙述错误的是(　　)

A．可减少CO2的排放

B．Fe3O4和CaO均可循环利用

C．过程①和④的转化均为氧化还原反应

D．过程①的反应中有非极性键的断裂和生成

考点2　简单无机化工流程分析

【核 心 梳 理】

1.掌握经典无机化工流程

(1)纯碱制备

饱和NaCl溶液NaHCO3晶体Na2CO3

(2)绿矾制备

废铁屑FeSO4·7H2O(绿矾)

(3)从铝矿石中获得铝

(4)海水提镁

(5)海水提溴

2．工艺流程图示与分析

(1)工艺流程图示

⇒⇒⇒⇒

(2)工艺流程分析方法

工艺流程中，一般每个“方框”代表一个操作或一个反应。分析某个过程反应的时候注意：该反应的反应物是“进框箭头物质”，生成物是“出框箭头物质”，反应的酸碱性环境综合考虑前一步反应及产物特点进行判断。

【典 题 精 研】

考向“简易化工流程”及分析

例3[2021·山东卷]工业上以SO2和纯碱为原料制备无水NaHSO3的主要流程如图，下列说法错误的是(　　)

A．吸收过程中有气体生成

B．结晶后母液中含有NaHCO3

C．气流干燥湿料时温度不宜过高

D．中和后溶液中含Na2SO3和NaHCO3

[题型分析]　简单无机化工流程图是考查元素及其化合物性质及转化的主要呈现形式，常涉及物质的分离提纯、物质转化过程中反应条件的控制、反应类型及物质成分的判断、离子检验，也可能涉及简单的计算。

2023年高考可能这样考

3．一种利用废旧镀锌铁皮制备磁性Fe3O4纳米粒子的工艺流程如图。

下列有关说法不正确的是(　　)

A．“碱洗”是为了去除废旧镀锌铁皮表面的油污

B．“氧化”时发生反应的离子方程式为2Fe2＋＋ClO－＋2H＋===2Fe3＋＋Cl－＋H2O

C．“氧化”后的溶液中金属阳离子主要有Fe2＋、Fe3＋、Na＋

D．用激光笔照射“加热沉铁”后所得分散系，产生丁达尔效应

模考精练·抓落实

1.[2022·江苏省苏、锡、常、镇四市一调]下列有关酸的性质与用途具有对应关系的是(　　)

A．盐酸具有还原性，可用于金属除锈

B．浓硫酸具有脱水性，可用作干燥剂

C．过氧乙酸有强氧化性，可用作消毒剂

D．硝酸具有挥发性，可用于制造化肥

2．[2022·广东省梅州市一模]部分含硫物质的分类与相应硫元素的化合价关系如图所示。下列说法不正确的是(　　)

A．a与c之间能发生氧化还原反应

B．d溶液久置于空气中会生成e，溶液的导电性增强

C．c能使溴水褪色，说明c有漂白性

D．可实现a→b→c→d→e的转化

3．[2022·山东省聊城市一模]下列依据实验方案和现象对浓硫酸性质做出的判断合理的是(　　)

A．由Ⅰ可知，浓硫酸具有脱水性

B．由Ⅰ可知，浓硫酸具有弱酸性

C．由Ⅱ可知，浓硫酸具有强氧化性

D．由Ⅱ可知，浓硫酸具有吸水性

4．H2SO5(过一硫酸)为一元强酸，常温常压下为白色固体，结构简式为，具有强氧化性。下列关于H2SO5及其盐的说法错误的是(　　)

A．KHSO5为酸式盐，水溶液显碱性

B．H2SO5中硫元素为＋6价

C．S原子与O原子之间既存在σ键又存在π键

D．H2SO5中硫原子的杂化方式为sp3杂化

5．钡盐生产过程中排出大量的钡泥[主要含有BaCO3、BaSiO3、BaSO3、Ba2等]，由该钡泥制取硝酸钡的工艺流程如下：

已知废渣中含有Fe(OH)3。下列说法错误的是(　　)

A．“酸溶”时的不溶物成分主要为硅酸和硫酸钡

B．为了加快反应速率，“酸溶”时，可采取搅拌、高温等措施

C．“中和Ⅰ”加入的X可选用BaCO3

D．废渣经过加工可用来生产油漆或涂料

专题四　元素及其化合物

真题研练·析考情

1．解析：晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间，属于半导体，二氧化硅常用于制造光导纤维，A项错误；高压钠灯发出的黄光透雾能力强、射程远，可用于道路照明，B项正确；氧化铝熔点高，常用于制造耐高温材料，C项正确；用石灰石—石膏法对燃煤烟气进行脱硫是指燃煤产生的二氧化硫溶于水后与石灰石反应生成CaSO3，CaSO3被氧化生成CaSO4，即得到石膏，D项正确。

答案：A

2．解析：小苏打是碳酸氢钠，不是碳酸钠，主要用来做膨松剂，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；熔融的铁与水蒸气在高温下反应会生成四氧化三铁和氢气，因此必须将模具干燥，故C不符合题意；钢板上镀铝，保护钢板，金属铝表面形成致密氧化膜而保护金属铝不被腐蚀，故D不符合题意。

答案：A

3．解析：由题图可知，a为Fe，b中含有Fe2＋，c为Fe(OH)2，d为Fe(OH)3，e中含有Fe3＋。Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，a可与e反应生成b，A推断合理；Fe2＋既可以被氧化为Fe3＋，也可以被还原为Fe，B推断合理；可将饱和的Fe3＋溶液加入沸水中制得Fe(OH)3胶体，而不是浓碱液中，C推断不合理；可存在Fe2＋Fe(OH)2Fe(OH)3Fe3＋Fe2＋的循环转化关系，D推断合理。

答案：C

4．解析：铜和浓硫酸反应过程中，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，故A错误；a处的紫色石蕊溶液变红，其原因是SO2溶于水生成了酸，可说明SO2是酸性氧化物，故B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，故C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，其原因是浓硫酸吸水，将反应生成的H2O吸收，故D错误。

答案：B

5．解析：CuS精矿(含有杂质Zn、Fe元素)在高压O2作用下，用硫酸溶液浸取，CuS反应产物为CuSO4、S、H2O，Fe2＋被氧化为Fe3＋，然后加入NH3调节溶液pH，使Fe3＋形成沉淀，而Cu2＋、Zn2＋仍以离子形式存在于溶液中，过滤得到的滤渣中含有S、Fe(OH)3；滤液中含有Cu2＋、Zn2＋；然后向滤液中通入高压H2，根据元素活动性：Zn＞H＞Cu，Cu2＋被还原为Cu单质，通过过滤分离出来；而Zn2＋仍然以离子形式存在于溶液中，再经一系列处理可得到Zn单质。由分析可知固体X主要成分是S、Fe(OH)3，金属M为Zn，A正确；CuS难溶于硫酸，在溶液中存在沉淀溶解平衡CuS(s)⇌Cu2＋(aq)＋S2－(aq)，增大O2的浓度，可以反应消耗S2－，使之转化为S，从而使沉淀溶解平衡正向移动，从而可促进金属离子的浸取，B正确；根据流程图可知：用NH3调节溶液pH时，要使Fe3＋转化为沉淀，而Cu2＋、Zn2＋仍以离子形式存在于溶液中，结合离子沉淀的pH范围，可知中和时应该调节溶液pH范围为3.2～4.2，C正确；在用H2还原Cu2＋变为Cu单质时，H2失去电子被氧化为H＋，与溶液中OH－结合形成H2O，若还原时增大溶液的酸度，c(H＋)增大，不利于H2失去电子，因此不利于Cu的生成，D错误。

答案：D

核心突破·提能力

2．(1)①2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑

②2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑

③2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2

④Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3

⑤NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O

2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑

⑥CO2＋NH3＋NaCl＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl

(2)①2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑

②Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O

③AlCl3＋4NaOH===NaAlO2＋3NaCl＋2H2O

④NaAlO2＋2H2O＋CO2===Al(OH)3↓＋NaHCO3

⑤AlCl3＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH4Cl

(3)①2Fe＋3Cl22FeCl3

②Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2

③3Fe＋4H2OFe3O4＋4H2↑

④2FeCl2＋Cl2===2FeCl3

⑤4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3

(4)①2Cu＋SCu2S

②2Cu＋O2＋H2O＋CO2===Cu2(OH)2CO3

③Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋

(5)①CO2＋2MgC＋2MgO

②Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3

③NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O

2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2

④SiO2＋2CSi＋2CO

⑤SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O

⑥SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O

⑦Na2SiO3＋2H2O＋CO2===Na2CO3＋H4SiO4↓

(6)①4NH3＋5O24NO＋6H2O

②N2＋3H22NH3

③2NO＋O2===2NO2

④Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O

(7)①Cl2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HCl

②Cu＋Cl2CuCl2

③Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O

④2Cl2＋2Ca(OH)2===Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2O

⑤MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O

⑥2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑

(8)①2SO2＋O22SO3

②Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O

③C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O

④2Na2SO3＋O2===2Na2SO4

[例1]　解析：SO2是无色气体，A错误；汽车尾气中含有氮氧化物、一氧化碳、未燃烧的碳氢化合物、含铅化合物、固体颗粒物等，B错误；植物不能直接吸收利用空气中的NO和NO2作为肥料，C错误；石灰(CaO)可与SO2反应生成CaSO3，故可采用石灰法脱除工业废气中的SO2，D正确。

答案：D

1．解析：氢氟酸与玻璃中的SiO2反应，生成SiF4气体和水，故可以用氢氟酸刻蚀玻璃，故A正确；海水晒盐相当于是用蒸发结晶的方法得到，氯化钠的溶解度受温度影响不大，因此采用此法获得，故B正确；小苏打是碳酸氢钠，受热分解产生二氧化碳气体等，故可用于烘焙蛋糕，故C正确；明矾处理浑浊的水，是因其溶水后形成胶体，胶体具有吸附性，但明矾不能杀菌，故D错误。

答案：D

[例2]　解析：由图可知，d的代表物质高铜酸钾(KCuO2)中的铜元素具有最高价，化合价容易降低，具有强氧化性，A正确；c为正二价的铜盐，加入浓氢氧化钠会生成氢氧化铜沉淀，不会形成胶体，B错误；葡萄糖具有还原性，在碱性环境中可使二价铜转化为一价铜，故e→a的转化可用于检验葡萄糖，C正确；氧化铜和稀硫酸生成硫酸铜，硫酸铜和氢氧化钠生成氢氧化铜，氢氧化铜受热分解生成氧化铜，存在b→c→e→b的转化关系，D正确。

答案：B

2．解析：反应②利用二氧化碳和氧化钙反应生成碳酸钙，第④步中二氧化碳与铁生成四氧化三铁和CO，可减少CO2的排放，A正确；根据反应过程可知Fe3O4和CaO均可循环利用，①中消耗Fe3O4，④中生成Fe3O4，②中消耗CaO，③中生成CaO，B正确；过程①中CO转化为CO2，④中CO2转化为CO，均有化合价的变化，故转化均为氧化还原反应，C正确；过程①的反应有H2中非极性键的断裂，但没有非极性键的生成，D错误。

答案：D

[例3]　解析：根据工艺流程逆向分析可知，以二氧化硫和纯碱为原料，得到的结晶成分为NaHSO3，则母液为饱和NaHSO3和过量的二氧化硫形成的亚硫酸，溶液呈酸性，所以加入纯碱进行中和，涉及的反应为H2SO3＋2Na2CO3===Na2SO3＋2NaHCO3，NaHSO3＋Na2CO3===Na2SO3＋NaHCO3，所以调节pH为8进行中和后得到Na2SO3和NaHCO3，通入二氧化硫气体进行混合吸收，此时吸收过程中发生反应为Na2SO3＋SO2＋H2O===2NaHSO3↓，SO2＋NaHCO3===CO2＋NaHSO3↓，此时会析出大量NaHSO3晶体，经过分离，将得到的湿料再进行气流干燥，最终得到NaHSO3产品。吸收过程中有二氧化碳生成，A正确；结晶后母液中含饱和NaHSO3和过量的二氧化硫形成的亚硫酸，没有NaHCO3，B错误；NaHSO3高温时易分解变质，所以气流干燥过程中温度不宜过高，C正确；中和后溶液中含Na2SO3和NaHCO3，D正确。

答案：B

3．解析：向废旧镀锌铁皮中加入氢氧化钠溶液除去锌，“碱洗”是为了除去锌，生成Na2ZnO2，过滤得到铁单质，A错误；过滤向固体中加入稀硫酸，铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁，向硫酸亚铁溶液中加入次氯酸钠溶液，将一部分亚铁离子氧化为铁离子，发生反应：2Fe2＋＋ClO－＋2H＋===2Fe3＋＋Cl－＋H2O，溶液中金属阳离子主要有Fe2＋、Fe3＋、Na＋，B、C正确；“加热沉铁”后所得分散系为胶体，胶体可产生丁达尔效应，D正确。

答案：A

模考精练·抓落实

1．解析：盐酸用于金属除锈，并不是利用其还原性，而是利用其酸的通性，A错误；浓硫酸用作干燥剂，是利用浓硫酸的吸水性而不是脱水性，B错误；过氧乙酸有强氧化性，可以使蛋白质发生变性，故可用作消毒剂，C正确；硝酸用于制造化肥，是利用其中含有的N元素可以被植物吸收转化为蛋白质，而不是因为其具有挥发性，D错误。

答案：C

2．解析：a为H2S，c为＋4价氧化物SO2，a与c之间能发生氧化还原反应2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O，故A正确；d为＋4价的含氧酸H2SO3，溶液久置于空气中会生成e(H2SO4)，弱酸变成强酸，溶液的导电性增强，故B正确；c为SO2，SO2能与溴水发生氧化还原反应，使溴水褪色，是SO2的还原性，故C错误；H2S与SO2可以生成S，S燃烧生成SO2，SO2溶于水生成H2SO3，H2SO3可以被氧化成H2SO4，可实现a→b→c→d→e的转化，故D正确。

答案：C

3．解析：试纸中心区域变黑，说明试纸中的H元素和O元素被脱去，只剩下C，证明浓硫酸具有脱水性，A正确；蓝色石蕊试纸边缘变红，证明浓硫酸具有酸性，不能证明浓硫酸具有弱酸性，B错误；浓硫酸与MnO2反应后，Mn元素仅以Mn2＋存在，说明Mn元素化合价降低，表现氧化性，产生能使带火星的木条复燃的无色气体，说明生成O2。但由于Mn元素也表现氧化性，且实验中没有说明有硫酸的还原产物生成，故不能体现浓硫酸的强氧化性，C错误；浓硫酸与MnO2反应没有体现出浓硫酸的吸水性，D错误。

答案：A

4．解析：过一硫酸为一元强酸，故KHSO5为正盐，水溶液呈中性，A说法错误；过一硫酸中有一个过氧键，其中氧元素化合价为－1价，则硫元素化合价为＋6价，B说法正确；S原子与O原子之间既有双键又有单键，因此既存在σ键又存在π键，C说法正确；由过一硫酸的结构简式可知中硫原子的杂化方式为sp3杂化，D说法正确。

答案：A

5．解析：“酸溶”时BaSiO3与硝酸反应生成硅酸，BaSO3与硝酸反应生成BaSO4，A说法正确；由于硝酸易挥发和分解，所以不能采用高温的措施加快反应速率，B说法错误；利用BaCO3调节pH不引入新的杂质，C说法正确；废渣中含有Fe(OH)3，Fe(OH)3分解得到的Fe2O3可用来生成油漆或涂料，D说法正确。

答案：B