2020版高考一轮复习化学通用版学案：第四章第9课时　归纳拓展——物质的性质与用途、转化与推断　环境保护

第9课时　归纳拓展——物质的性质与用途、转化与推断　环境保护
考点一　物质的典型性质与用途
物质
性质
用途
浓硫酸
具有吸水性
干燥剂(不能干燥NH3、H2S、HI等)
生石灰、无水CaCl2
吸收水分
(食品)干燥剂
硅胶
吸收水分
(袋装食品)干燥剂
硅
半导体
太阳能电池板
二氧化硅
导光能力强，并且有硬度和柔韧度
光导纤维
氢氟酸
SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O
雕刻玻璃
二氧化氯
强氧化性
自来水的杀菌消毒
次氯酸盐
强氧化性
杀菌消毒剂、漂白剂
碘酸钾
常温下稳定
食盐中的加碘物质
二氧化硫
漂白性
可用来漂白纸浆
小苏打(NaHCO3)
受热分解生成CO2，能与酸反应
用作焙制糕点的膨松剂、胃酸中和剂
苏打(Na2CO3)
水解使溶液呈碱性
用热的纯碱溶液洗去油污
过氧化钠
与H2O、CO2反应均生成O2
供氧剂
明矾、FeCl3
水解生成胶体，具有吸附性
净水剂
Al(OH)3
弱碱性
胃酸中和剂
铁粉
还原性
防止食品氧化变质
BaSO4
不溶于水、不与胃酸反应
在医疗上进行胃部造影前作“钡餐”
碘化银
作晶核、聚集水蒸气形成液滴
人工降雨
液氨
汽化时吸收大量热
制冷剂

[典例]　(2018·江苏高考)下列有关物质性质与用途具有对应关系的是(　　)
A．NaHCO3受热易分解，可用于制胃酸中和剂
B．SiO2熔点高硬度大，可用于制光导纤维
C．Al2O3是两性氧化物，可用作耐高温材料
D．CaO能与水反应，可用作食品干燥剂
[解析]　NaHCO3能与胃酸中的盐酸反应，可用于中和胃酸，与NaHCO3受热易分解无关，A项错误；SiO2制光导纤维是利用了SiO2可以对光进行全反射的性质，与其熔点和硬度无关，B项错误；Al2O3的熔点很高，可用作耐高温材料，与Al2O3的两性无关，C项错误；CaO无毒，能与水反应生成Ca(OH)2，常用作食品干燥剂，D项正确。
[答案]　D
[综合训练]
1．化学与社会、生活密切相关，对下列现象或事实的解释不正确的是(　　)
选项
现象或事实
解释
A
用铁制容器盛装浓硫酸
常温下，铁在浓硫酸中钝化
B
氧化铝可用作耐火材料
氧化铝是两性氧化物
C
液氨可用作制冷剂
液氨汽化时要吸收大量的热
D
“84”消毒液可用于环境消毒
主要成分是NaClO，具有强氧化性

解析：选B　浓硫酸具有强氧化性，低温下能够使铁钝化，形成致密氧化膜阻止反应进行，所以可以用铁制容器盛装浓硫酸，故A正确；氧化铝可用作耐火材料是因为氧化铝熔点高，与两性无关，故B错误；液氨汽化吸收大量的热，具有制冷作用，可用作制冷剂，故C正确；“84”消毒液主要成分是NaClO，具有强氧化性，能够杀菌消毒，所以可以用于环境消毒，故D正确。
2．(2017·江苏高考)下列有关物质性质与用途具有对应关系的是(　　)
A．Na2O2吸收CO2产生O2，可用作呼吸面具供氧剂
B．ClO2具有还原性，可用于自来水的杀菌消毒
C．SiO2硬度大，可用于制造光导纤维
D．NH3易溶于水，可用作制冷剂
解析：选A　人呼出的CO2可与Na2O2反应生成O2，故可用作呼吸面具供氧剂，A项正确；ClO2具有氧化性，可用于自来水的杀菌消毒，B项错误；SiO2可用于制造光导纤维的原因是其导光性能好，与硬度无对应关系，C项错误；液氨汽化吸收大量的热是其作制冷剂的原因，D项错误。
3．(2018·淮安第三次调研)下列物质的性质与应用对应关系正确的是(　　)
A．氢氟酸具有弱酸性，可用作玻璃蚀刻剂
B．干冰升华时吸热，可用作制冷剂
C．钠与水反应，可用于除去乙醇中少量的水
D．硅酸钠易溶于水，可用作木材防火剂
解析：选B　氢氟酸用作玻璃蚀刻剂，不是因为具有弱酸性，是因为HF与SiO2反应生成挥发性的SiF4气体，故A错误；干冰升华时吸热，使得周围环境温度降低，可用作制冷剂，故B正确；钠也能与乙醇反应，故C错误；硅酸钠用作木材防火剂，与易溶于水的性质无关，故D错误。

考点二　物质的转化与推断

1．物质之间的转化关系
(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
②X为CO2
NaOHNa2CO3NaHCO3
③X为强酸(如HCl)
AlOAl(OH)3Al3＋
COHCOCO2↑
④X为强碱(如NaOH)
Al3＋Al(OH)3AlO
⑤X为Fe
Cl2FeCl3FeCl2
⑥X为C
O2CO2CO
(2)交叉型转化关系

(3)三角型转化关系

2．物质推断的常见突破口
(1)抓住“物质颜色”作突破口
①有色气体：NO2(红棕色)、Cl2(黄绿色)；
无色、刺激性气味的气体：SO2、NH3、HCl。
②溶液中的有色物质：Cu2＋(蓝色)、Fe2＋(浅绿色)、Fe3＋(棕黄色)、MnO[紫(红)色]。
Br2在水中显黄(橙)色，在有机溶剂中显橙(红)色；
I2在水中显黄(褐)色，在有机溶剂中显紫(红)色。
③有色固体：
(淡)黄(棕)色固体
Na2O2、S、FeS2、FeCl3
黑色固体
MnO2、C、CuO、FeO、Fe3O4
紫(黑)色固体
KMnO4、I2
(紫)红色固体
Cu

④有色沉淀：
白色沉淀
H2SiO3、AgCl、BaSO4(不溶于酸)、BaSO3、Mg(OH)2、Al(OH)3、BaCO3、CaCO3、CaSO4、MgCO3等
红褐色沉淀
Fe(OH)3
蓝色沉淀
Cu(OH)2
黑(褐)色沉淀
CuS、FeS

(2)抓住“物质特性”作突破口
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沉淀发生特殊的颜色变化
Fe(OH)2Fe(OH)3(白色沉淀先变灰绿色，再变红褐色)。
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(过量则变澄清)、Na2SiO3溶液、饱和Na2CO3溶液。
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试纸变蓝的物质：NO2、Cl2、Br2、FeCl3等。
⑧常温下能溶解SiO2固体的物质：氢氟酸和NaOH溶液。
⑨烟雾现象
棕(黄)色的烟
Fe(Cu)在Cl2中燃烧
白烟
Na在Cl2中燃烧；NH3遇到浓盐酸或浓硝酸
白雾
由HX等极易溶于水的气体产生

⑩钝化现象：常温下Fe、Al遇到浓硫酸或浓硝酸会生成一层致密的氧化膜，从而保护金属不再发生反应。
(3)抓住“特殊反应条件”作突破口
反应条件
反应方程式
高温
①CaCO3CaO＋CO2↑；
②SiO2＋CaCO3CaSiO3＋CO2↑；
③SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑；
④SiO2＋CaOCaSiO3；
⑤SiO2＋2CSi＋2CO↑；
⑥C＋H2O(g)CO＋H2；
⑦CO＋H2O(g) CO2＋H2；
⑧3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2；
⑨2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3；
⑩4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2
高温、高压
和催化剂
N2＋3H22NH3
加热、
催化剂
①4NH3＋5O24NO＋6H2O；
②2SO2＋O22SO3
电解
①2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑；
②2H2O2H2↑＋O2↑；
③2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑

[考法精析]
考法一　物质间的转化关系
[典例1]　(2018·江苏高考)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．NaHCO3(s)Na2CO3(s)NaOH(aq)
B．Al(s)NaAlO2(aq)Al(OH)3(s)
C．AgNO3(aq)[Ag(NH3)2]＋(aq)Ag(s)
D．Fe2O3(s)Fe(s)FeCl3(aq)
[解析]　NaAlO2(aq)与过量HCl(aq)反应，生成AlCl3，B项错误；蔗糖(aq)中无醛基，不能与[Ag(NH3)2]＋(aq)反应生成Ag(s)，C项错误；Fe(s)与HCl(aq)反应生成FeCl2(aq)，D项错误。
[答案]　A
[归纳总结]
(1)不能通过一步反应进行的转化
①S不能一步反应转化为SO3；
②N2不能一步反应转化成NO2；
③SiO2不能一步反应转化成H2SiO3；
④Cl2不能一步反应转化成FeCl2；
⑤CuO(或Fe2O3)不能一步反应转化成Cu(OH)2[或Fe(OH)3]。
(2)常考两种化合物反应生成单质的物质间的转化关系
①SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O；
②6NO＋4NH35N2＋6H2O
或6NO2＋8NH37N2＋12H2O；
③2NH3＋3CuON2＋3Cu＋3H2O；
④H2O2＋H2S===S↓＋2H2O；
⑤2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2；
⑥2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑；
⑦2FeCl3＋H2S===2FeCl2＋S↓＋2HCl；
⑧CO＋H2OCO2＋H2。
考法二　物质的推断
[典例2]　(2016·全国卷Ⅱ)某白色粉末由两种物质组成，为鉴别其成分进行如下实验：
①取少量样品加入足量水仍有部分固体未溶解；再加入足量稀盐酸，有气泡产生，固体全部溶解；
②取少量样品加入足量稀硫酸有气泡产生，振荡后仍有固体存在。
该白色粉末可能为(　　)
A．NaHCO3、Al(OH)3　　　 B．AgCl、NaHCO3
C．Na2SO3、BaCO3 D．Na2CO3、CuSO4
[解析]　A项中，NaHCO3、Al(OH)3加入足量水中，NaHCO3溶解，Al(OH)3不溶解；加入稀盐酸，固体全部溶解，且有气泡产生；NaHCO3、Al(OH)3均能与H2SO4反应，最后不会有固体剩余。B项中，NaHCO3溶于水，AgCl不溶于水，加入足量稀盐酸，AgCl仍不溶解。C项中Na2SO3溶于水，BaCO3不溶于水，BaCO3能溶于稀盐酸：BaCO3＋2HCl===BaCl2＋H2O＋CO2↑，Na2SO3、BaCO3均能与稀H2SO4反应：Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋H2O、BaCO3＋H2SO4===BaSO4＋H2O＋CO2↑。D项中，CuSO4和Na2CO3都能溶于稀硫酸。
[答案]　C

[备考方略]　推断题的解题方法
迅速浏览、整体扫描、产生印象、寻找“突破口”。“突破口”由点到面、随时检验，注意联系、大胆假设、全面分析(正推或逆推)，验证确认。解题的关键是仔细审题，依据物质的特性或特征转化来确定“突破口”，顺藤摸瓜，进而完成全部未知物的推断。我们可以将推断题的解题方法及推理过程表示如下：

[综合训练]
1．(2017·江苏高考)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．FeFeCl2Fe(OH)2
B．SSO3H2SO4
C．CaCO3CaOCaSiO3
D．NH3NOHNO3
解析：选C　Fe与Cl2反应生成FeCl3，A项错误；S与O2反应生成SO2，B项错误；CaCO3高温分解生成CaO，CaO与SiO2在高温时反应生成CaSiO3，C项正确；NO与H2O不反应，D项错误。
2．甲、乙、丙、丁分别是Al2(SO4)3、FeSO4、NaOH、BaCl2四种物质中的一种，若将丁溶液滴入乙溶液中，发现有白色沉淀生成，继续滴加则沉淀消失，丁溶液滴入甲溶液中，无明显现象发生，据此可推断丙物质是(　　)
A．Al2(SO4)3　　　　　　　 B．NaOH
C．BaCl2 D．FeSO4
解析：选D　已知将丁溶液滴入乙溶液中，有白色沉淀生成，继续滴入丁溶液白色沉淀消失，判断丁为NaOH，乙为Al2(SO4)3，因为Al2(SO4)3＋6NaOH===2Al(OH)3↓＋3Na2SO4，出现Al(OH)3白色沉淀，继续加入NaOH，则有Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O，Al(OH)3又溶解，丁溶液滴入甲溶液时，无明显现象发生，则可推断甲是BaCl2，因此，丙是FeSO4。
3．下列各组物质中，不是按(“―→”表示一步完成)关系相互转化的是(　　)
选项
A
B
C
D
a
Fe
NaOH
Al(OH)3
HNO3
b
FeCl3
Na2CO3
NaAlO2
NO
c
FeCl2
NaCl
Al2O3
NO2

解析：选C　C项，NaAlO2不能直接转化为Al2O3，Al2O3也无法一步转化为Al(OH)3。
考点三　环境保护与绿色化学
1．环境污染
(1)常见环境污染类型

(2)六大工业尾气的主要成分
硫酸工厂尾气
SO2、O2、N2等，一般用氨水吸收
硝酸工厂尾气
NO、NO2、N2、O2等，一般用NaOH溶液吸收
高炉煤气
CO、CO2、N2等，一般回收利用
炼钢烟气
Fe2O3烟尘、CO等，一般回收利用
焦炉气
H2、CH4、C2H4、CO等，可用作燃料、化工原料
氯碱工业
Cl2，一般用NaOH溶液吸收

[提醒]　尽管CO2能造成温室效应，但CO2不属于空气污染物。
2．二氧化硫、氮的氧化物对环境的污染与防治
(1)SO2对大气的污染与防治
①危害：
危害人体健康，形成酸雨(酸雨pH<5.6)。
硫酸型酸雨的形成：SO2＋H2OH2SO3，
2H2SO3＋O2===2H2SO4。
②治理：
开发新能源、处理工业废气、燃煤脱硫(见下图)。


发生主要反应的化学方程式：
用CaO脱硫
CaO＋SO2CaSO3、2CaSO3＋O22CaSO4(或2CaO＋2SO2＋O22CaSO4)
用Ca(OH)2脱硫
Ca(OH)2＋SO2===CaSO3＋H2O、2CaSO3＋O22CaSO4
用氨水脱硫
2NH3·H2O＋SO2===(NH4)2SO3＋H2O(或NH3·H2O＋SO2===NH4HSO3)、2(NH4)2SO3＋O2===2(NH4)2SO4

(2)氮氧化物对环境的污染及其防治
①氮的氧化物都是有毒气体，都是大气污染物。
②空气中的NO2等是造成光化学烟雾的主要因素。
③空气中的NO、NO2主要来源于煤和石油的燃烧、汽车尾气、硝酸工厂的废气等。
④常见的NOx尾气处理方法
a．碱液吸收法：NO2、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是n(NO2)≥n(NO)。一般适用于工业尾气中NOx的处理。
2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O
NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O
b．催化转化：在催化剂、一定温度下，NOx可与氨反应转化为无毒气体(N2)和H2O或与CO反应转化为无毒气体(N2和CO2)。一般适用于汽车尾气的处理。
如：NO2与CO反应的方程式为2NO2＋4CON2＋4CO2。
3．绿色化学

[综合训练]
1．“生态文明，青山绿水”是我们发展的追求，下列对应关系不正确的是(　　)
选项
环境问题
造成环境问题的主要物质
A
酸雨
二氧化硫
B
温室效应
二氧化碳
C
白色污染
二氧化硅
D
臭氧空洞
氟氯烃
解析：选C　造成酸雨的主要物质为二氧化硫，造成温室效应的主要气体为二氧化碳，造成白色污染的主要物质是聚乙烯材料，氟氯烃是形成臭氧空洞的主要污染物，综上所述，错误的是C。
2．化学与生活、环境密切相关。下列有关说法不正确的是(　　)
A．竹炭具有超强的吸附能力，可用于吸收新装修房屋内的有害气体
B．研发使用高效电力能源汽车，减少雾霾污染以降低呼吸系统发病率
C．胶粒不能透过半透膜，血液透析利用半透膜将有害物质移出体外
D．碘酸钾具有较强的氧化性，在食盐中加入适量碘酸钾，可抗人体老化
解析：选D　竹炭具有疏松多孔的结构，有超强的吸附能力，能够吸收新装修房屋内的有害气体，净化空气，A项正确；研发使用高效电力能源汽车，可以减少石油、煤炭等化石能源的使用，进而减少雾霾污染以降低呼吸系统发病率，B项正确；胶粒能够透过滤纸但不能透过半透膜，血液透析利用半透膜将有害物质移出体外，C项正确；人体缺碘会造成甲状腺激素分泌不足，在食盐中加入适量碘酸钾的目的是补充碘元素，防治碘缺乏病，D项错误。
3．在“绿色化学工艺”中，理想状态是原子利用率为100%。在用CH合成CH2===C(CH3)COOCH3的过程中，欲使原子利用率达到最高，还需要其他的反应物有(　　)
A．CO和CH3OH　　　　　 B．CO2和H2O
C．H2和CO2 D．CH3OH和H2
解析：选A　从原子守恒和绿色化学的思想出发：CH＋其他的反应物―→CH2===C(CH3)COOCH3，则其他的反应物的原子组成为C2H4O2，只有选项A中的物质按等物质的量混合时符合题意。
4．NOx、SO2是主要的大气污染物，能引发雾霾、光化学烟雾及酸雨。
(1)NO2会产生硝酸型酸雨，硝酸型酸雨中主要溶质的化学式为________。
(2)目前新出厂的汽车均加装尿素[CO(NH2)2]箱，尾气中NO、NO2及尿素以物质的量之比1∶1∶1加热催化生成无害气体的化学方程式为_____________________________。
(3)氨化法同时脱硫脱硝的原理如下(已知NH4NO2在浓度较大时会分解)

①“催化氧化”的目的是________________。
②最终得到副产品的主要成分为________(填化学式)。
③相同条件下用氨水作吸收剂，NOx的脱除率与pH及的关系如图所示。

pH及其他条件相同时，的比值越大，NOx的脱除率也越大，其主要原因是________________________。
解析：(1)硝酸型酸雨中主要溶质的化学式为HNO3；(2)NO、NO2与CO(NH2)2反应生成无害气体，则C元素转换为CO2，N元素转化为N2，故方程式为NO＋NO2＋CO(NH2)22N2＋CO2＋2H2O；(3)①根据流程可知，催化氧化前<，催化氧化后>，则催化氧化的目的为增大的比值。②副产品是由氨水吸收SO2与NOx后生成盐溶液结晶得到。氨水为碱性溶液，SO2为酸性气体，二者反应生成(NH4)2SO3，NO2溶于水生成HNO3具有强氧化性，HNO3能将(NH4)2SO3氧化为(NH4)2SO4；NO2与碱反应的方程式为2NO2＋2NH3·H2O===NH4NO2＋NH4NO3＋H2O；NO难溶于水，也不能直接与碱反应，当NO2过量时可发生反应NO2＋NO＋2NH3·H2O===2NH4NO2＋H2O。故氨水脱硝脱硫后主要生成三种盐：(NH4)2SO4、NH4NO3、NH4NO2。根据已知信息“NH4NO2在浓度较大时会分解”，故浓缩结晶最终得到的固体为(NH4)2SO4、NH4NO3。③NO2易溶于水，也容易和碱液发生反应，而NO难溶于水，在有NO2参与时，能与碱反应，故的比值越大，NOx的脱除率也越大。
答案：(1)HNO3　(2)NO＋NO2＋CO(NH2)22N2＋CO2＋2H2O　(3)①增大的比值
②(NH4)2SO4、NH4NO3　③NO2的水溶性比NO大得多