2020届化学高考二轮复习（浙江）无机元素及其化合物的综合应用学案
展开第3讲 无机元素及其化合物的综合应用[学生用书P36]
[考试说明]
知识内容 | 考试要求 |
(1)铝及其重要化合物之间的转化关系 | c |
(2)Fe2＋、Fe3＋的转化 | c |
(3)氯、溴、碘单质间的置换反应 | b |
(4)S、SO2、H2SO4等硫及其化合物之间的相互转化 | c |
(5)氮及其化合物的相互转化关系 | c |
无机元素及其化合物综合应用的解题“突破口”
1．物质的特殊颜色
(1)有色固体
①红色：Cu、Cu2O、Fe2O3；
②红褐色：Fe(OH)3；
③黄色：AgI、Ag3PO4；
④淡黄色：S、Na2O2、AgBr；
⑤蓝色：Cu(OH)2、CuSO4·5H2O；
⑥黑色：炭粉、CuO、FeO、FeS、CuS、Ag2S、PbS；
⑦紫黑色：KMnO4、I2。
(2)有色溶液
Fe2＋(浅绿色)、Fe3＋(黄色)、Cu2＋(蓝色)、MnO(紫红色)、Fe3＋与苯酚(紫色)、Fe3＋与SCN－(红色)、I2与淀粉(蓝色)等。
| 水(溶剂) | 苯(溶剂) | CCl4(溶剂) |
Br2 | 黄→橙 | 黄→红棕 | |
I2 | 深黄→褐 | 淡紫→紫红 | 紫→深紫 |
(3)有色气体
Cl2(黄绿色)、Br2(g)(红棕色)、NO2(红棕色)、I2(g)(紫色)、O3(淡蓝色)等。
(4)火焰颜色
①焰色反应：Na＋(黄色)、K＋(紫色，透过蓝色钴玻璃)、Ca2＋(砖红色)等；
②淡蓝色：S、H2、H2S、CH4等在空气中燃烧；
③苍白色：H2在Cl2中燃烧。
2．物质的特征性质
(1)能使品红溶液褪色的气体：SO2(加热后又恢复红色)、Cl2(加热后不恢复红色)。
(2)沉淀特殊的颜色变化
①白色沉淀先变成灰绿色，再变成红褐色：
Fe(OH)2Fe(OH)3；
②白色沉淀迅速变棕褐色：AgOH→Ag2O。
(3)在空气中变为红棕色：NO(无色)NO2(红棕色)。
(4)能使澄清石灰水变浑浊的气体：CO2、SO2。
(5)通入CO2气体变浑浊的溶液：澄清石灰水(CO2过量则又变澄清)、Na2SiO3溶液、饱和Na2CO3溶液、浓苯酚钠溶液、NaAlO2溶液等。
(6)使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体：NH3。
(7)使湿润的淀粉KI试纸变蓝：NO2、Cl2、Br2、FeCl3等。
(8)能与SO2、Cl2、O2等氧化性较强的气体(或其水溶液)反应析出淡黄色沉淀：H2S。
(9)在一定条件下具有漂白性的物质：Na2O2、H2O2、SO2、氯水、O3、活性炭等。
(10)常温下能溶解SiO2固体的物质：氢氟酸和NaOH溶液。
(11)能与浓硫酸、铜片共热产生红棕色气体(NO2)的溶液：硝酸盐(或硝酸)溶液。
(12)滴入沸水中可得到红褐色胶体的溶液：含Fe3＋的盐溶液。
(13)烟雾现象
①棕(黄)色的烟：Cu或Fe在Cl2中燃烧；
②白烟：Na在Cl2中或P在空气中燃烧；NH3遇到HCl气体；
③白雾：由HX等极易溶于水的气体产生。
3．物质之间的特征转化关系
(1)直线型转化关系
ABC
①X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
②X为CO2
NaOHNa2CO3NaHCO3
③X为强酸，如HCl
NaAlO2Al(OH)3AlCl3
Na2CO3NaHCO3CO2
④X为强碱，如NaOH
AlCl3Al(OH)3NaAlO2
(2)交叉型转化
(3)三角型转化
(4)置换反应型转化关系
①金属单质置换出金属单质
a．2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe(铝热反应；Al还可与V2O5、CrO3、WO3、MnO2等发生置换反应)。
b．Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu。
②金属单质置换出非金属单质
a．2Mg＋CO22MgO＋C。
b．3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2。
③非金属单质置换金属单质
a．H2＋CuOCu＋H2O。
b．C＋FeOFe＋CO↑。
④非金属单质置换非金属单质
a．2F2＋2H2O===4HF＋O2。
b．2C＋SiO2Si＋2CO↑。
c．C＋H2O(g)CO＋H2。
⑤同主族元素单质间的置换
a．2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑。
b．2C＋SiO2Si＋2CO↑。
c．2H2S＋O22S↓＋2H2O。
d．Cl2＋2HI===2HCl＋I2。
⑥不同主族元素单质间的置换
a．H2S＋Cl2===S↓＋2HCl。
b．3Cl2＋8NH3===6NH4Cl＋N2。
4．特殊反应条件
(1)高温、高压和催化剂条件
N2＋3H22NH3。
(2)加热、催化剂条件
①4NH3＋5O24NO＋6H2O。
②2SO2＋O22SO3。
(3)通电条件
①2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。
②2H2O2H2↑＋O2↑。
5．不能一步实现的反应归纳
(1)H2S(或S)不能一步转化为SO3。
(2)N2(或NH3)不能一步转化为NO2。
(3)SiO2不能与水反应生成H2SiO3。
(4)Fe2O3、Al2O3、CuO等不溶性金属氧化物都不能一步生成相应的氢氧化物。
1.
A、B、C、X均为中学化学常见的物质，一定条件下它们有如图转化关系(部分产物已略去)，下列说法错误的是( )
A．若X为Cl2，则C可能为FeCl3
B．若X为KOH溶液，则A可能为AlCl3溶液
C．若X为O2，则A可能为H2S
D．若A、B、C均为焰色反应呈黄色的化合物，则X可能为CO2
解析：选A。Fe和Cl2反应只生成FeCl3，A说法错误。若X为KOH溶液，A为AlCl3溶液，则B为Al(OH)3，C为KAlO2，B说法正确。若X为O2，A为H2S，则B为S，C为SO2，C说法正确。若A为NaOH，B为Na2CO3，C为NaHCO3，则X为CO2，满足题意，D说法正确。
2．在如图物质转化关系中，反应条件和部分产物已略去。
回答下列问题：
(1)若甲、乙是两种常见金属，且反应Ⅲ是工业制盐酸的反应。
①反应Ⅰ中甲在通常条件下和水剧烈反应，除丙外，还生成一种焰色反应为黄色的物质，则工业上生产甲的一般方法是___________(填序号)。
A．热分解法 B．热还原法 C．电解法
②反应Ⅱ中乙与H2O在高温下反应，除丙外，还生成一种有磁性的物质，则乙在周期表中的位置是__________________________________，
反应Ⅱ的化学方程式是____________________________________________________。
(2)若甲、乙是离子化合物，且反应Ⅲ是工业上制漂白粉的反应。
①反应Ⅲ的离子方程式是_____________________________________。
②在饱和氯水中加块状石灰石，能制得较浓的HClO溶液，同时放出一种气体，其反应的离子方程式是__________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
写出HClO的结构式：____________。
解析：(1)①甲和水反应生成的产物中除氢气外，还生成一种焰色反应为黄色的物质，则甲为钠，在工业生产中利用电解熔融氯化钠的方法得到金属钠。
②乙与H2O在高温下反应时，除丙外，还生成一种有磁性的物质，则为铁和水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，反应的化学方程式为3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2。
(2)①若甲、乙是离子化合物，且反应Ⅲ是工业制漂白粉的反应，则丙是氢氧化钙，氢氧化钙和氯气反应生成氯化钙、次氯酸钙和水。
②氯水中含有盐酸和次氯酸，在饱和氯水中加块状石灰石，碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，从而能制得较浓的HClO溶液。
答案：(1)①C ②第4周期第Ⅷ族 3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2
(2)①Cl2＋Ca(OH)2===Ca2＋＋Cl－＋ClO－＋H2O
②2Cl2＋H2O＋CaCO3===Ca2＋＋2Cl－＋2HClO＋CO2 H—O—Cl
3．下列框图中的字母分别代表一种常见的物质或其溶液，相互之间的转化关系如下图所示(部分产物及反应条件已略去)。已知：A、B为气态单质，F是地壳中含量最多的金属元素的单质；E、H、I为氧化物，E为黑色固体，I为红棕色气体；M为红褐色沉淀。
请回答下列问题：
(1)B中所含元素位于周期表中第__________周期第____________族。
(2)A在B中燃烧的现象是________________________________________________________________________。
(3)D＋E―→B的反应中，被氧化与被还原的物质的物质的量之比是____________。
(4)G＋J―→M的离子方程式是_____________________________________________。
(5)Y受热分解的化学方程式是______________________________________________。
解析：解题的关键是利用物质的颜色进行突破。I为红棕色气体氧化物，一定是NO2；M为红褐色沉淀，一定是Fe(OH)3；F是地壳中含量最多的金属元素的单质，一定是Al；X电解生成三种物质，其中A、B是气态单质且能反应生成D，猜测是电解NaCl溶液，生成的H2和Cl2反应生成HCl，盐酸能与黑色固体E(氧化物)反应生成气体B，则E应是MnO2，B是Cl2，则A是H2。NO2和H2O反应生成HNO3(N)，HNO3和Fe(OH)3反应生成 Fe(NO3)3(Y)，Fe(NO3)3可分解生成Fe2O3(H)，Fe2O3与HCl反应生成FeCl3(J)，NaOH(C)与Al反应生成NaAlO2(G)，Fe3＋和AlO可以发生水解相互促进反应生成 Fe(OH)3(M)。
答案：(1)3 ⅦA (2)产生苍白色火焰 (3)2∶1
(4)3AlO＋Fe3＋＋6H2O===3Al(OH)3↓＋Fe(OH)3↓
(5)4Fe(NO3)32Fe2O3＋12NO2↑＋3O2↑
