2024屆新高考二輪復習 元素及其化合物 學案（全國通用）

元素及其化合物真題研練·析考情1.[2023·遼寧卷]下列有關物質的工業(yè)制備反應錯誤的是()2．[2023·浙江1月]下列關于元素及其化合物的性質說法不正確的是()A．Na和乙醇反應可生成H2B．工業(yè)上煅燒黃鐵礦(FeS2)生產(chǎn)SO2C．工業(yè)上用氨的催化氧化制備NOD．常溫下鐵與濃硝酸反應可制備NO23．[2023·湖南卷]處理某銅冶金污水(含Cu2＋、Fe3＋、Zn2＋、Al3＋)的部分流程如下：已知：①溶液中金屬離子開始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：②Ksp(CuS)＝6.4×10－36，Ksp(ZnS)＝1.6×10－24。下列說法錯誤的是()A．“沉渣Ⅰ”中含有Fe(OH)3和Al(OH)3B．Na2S溶液呈堿性，其主要原因是S2－＋H2O?HS－＋OH－C．“沉淀池Ⅱ”中，當Cu2＋和Zn2＋完全沉淀時，溶液中＝4.0×10－12D．“出水”經(jīng)陰離子交換樹脂軟化處理后，可用作工業(yè)冷卻循環(huán)用水4．[2022·廣東卷]若將銅絲插入熱濃硫酸中進行如圖(a～d均為浸有相應試液的棉花)所示的探究實驗，下列分析正確的是()A．Cu與濃硫酸反應，只體現(xiàn)H2SO4的酸性B．a(chǎn)處變紅，說明SO2是酸性氧化物C．b或c處褪色，均說明SO2具有漂白性D．試管底部出現(xiàn)白色固體，說明反應中無H2O生成5．[2022·山東卷]高壓氫還原法可直接從溶液中提取金屬粉。以硫化銅精礦(含Zn、Fe元素的雜質)為主要原料制備Cu粉的工藝流程如下，可能用到的數(shù)據(jù)見下表。Fe(OH)3Cu(OH)2Zn(OH)2開始沉淀pH1.94.26.2沉淀完全pH3.26.78.2下列說法錯誤的是()A.固體X主要成分是Fe(OH)3和S；金屬M為ZnB.浸取時，增大O2壓強可促進金屬離子浸出C.中和調pH的范圍為3.2～4.2D.還原時，增大溶液酸度有利于Cu的生成考情分析考點考向預測元素化合物的性質及用途物質的性質與用途的簡單應用元素化合物是化學命題的主要載體，考查點不會有太大的變化，主要考查某些元素及其化合物的性質、物質的分離和除雜，可能會涉及反應原理與規(guī)律中的相關知識。元素化合物的性質檢驗及探究元素化合物之間的轉化化學反應對應物質轉化、現(xiàn)象微型化工流程圖核心突破·提能力考點1元素及其化合物之間的轉化核心梳理1.?？紵o機物的性質與用途對應關系序號性質用途(1)硅是常用的半導體材料可作太陽能電池板(2)二氧化硅導光能力強，并且有硬度和柔韌度可作光導纖維(3)2C＋SiO2Si＋2CO↑焦炭還原二氧化硅制備粗硅(4)硅膠能吸收水分可作(袋裝食品)干燥劑(5)濃氨水具有揮發(fā)性，氨具有還原性用濃氨水檢驗輸送氯氣的管道是否漏氣(6)草木灰和銨態(tài)化肥反應生成氨氣，使肥效降低草木灰和銨態(tài)化肥不能混合施用(7)二氧化硫具有還原性、漂白性可用作葡萄酒添加劑；漂白紙漿等(8)Na2CO3水解使溶液顯堿性用熱的純堿溶液洗去油污(9)Na2O2與H2O、CO2反應均生成O2作供氧劑(10)鋰質量輕、比能量大可用作電池負極材料(11)Al具有良好的延展性和抗腐蝕性常用鋁箔包裝物品(12)鋁有還原性能發(fā)生鋁熱反應，放出大量熱可用于焊接鐵軌、冶煉難熔金屬(13)MgO、Al2O3的熔點很高作耐高溫材料(14)小蘇打與硫酸鋁溶液發(fā)生相互促進的水解反應可作泡沫滅火器(15)CuSO4使蛋白質變性誤服CuSO4溶液，喝蛋清或豆?jié){解毒(16)BaSO4不溶于水，不與胃酸反應在醫(yī)療上用作“鋇餐”2.常見元素及其化合物之間的轉化(1)鈉及其化合物的轉化關系上圖標號反應的化學方程式：①________________________________________________________________________②________________________________________________________________________③________________________________________________________________________④________________________________________________________________________⑤________________________________________________________________________或________________________________________________________________________⑥侯氏制堿法的原理________________________________________________________________________(2)鋁及其化合物的轉化關系上圖標號反應的化學方程式：①________________________________________________________________________②________________________________________________________________________③________________________________________________________________________④________________________________________________________________________⑤________________________________________________________________________(3)鐵及其化合物的轉化關系上圖標號反應的化學方程式：①________________________________________________________________________②________________________________________________________________________③________________________________________________________________________④________________________________________________________________________⑤________________________________________________________________________(4)銅及其化合物的轉化關系上圖標號反應的化學方程式：①________________________________________________________________________②________________________________________________________________________③________________________________________________________________________(用離子方程式表示)(5)硅及其化合物的轉化關系上圖標號反應的化學方程式①________________________________________________________________________②________________________________________________________________________③________________________________________________________________________或________________________________________________________________________④________________________________________________________________________⑤________________________________________________________________________⑥________________________________________________________________________⑦________________________________________________________________________(6)氮及其化合物的轉化關系上圖標號反應的化學方程式①________________________________________________________________________②________________________________________________________________________③________________________________________________________________________④________________________________________________________________________(7)氯及其化合物的轉化關系上圖標號反應的化學方程式：①________________________________________________________________________②________________________________________________________________________③________________________________________________________________________④________________________________________________________________________⑤________________________________________________________________________⑥________________________________________________________________________(8)硫及其化合物的轉化關系上圖標號反應的化學方程式：①________________________________________________________________________②________________________________________________________________________③________________________________________________________________________④________________________________________________________________________【特別提醒】常見無機物轉化關系(1)滿足此關系的有Na、K、Ca。(2)非金屬，滿足此關系的有N、S。(3)化合物ABC酸，滿足此條件的有CH4、NH3、H2S。(4)X、Y、Z、W四種物質在一定條件下具有如圖所示的轉化關系，列舉出符合此轉化關系X、Y、Z、W的三組物質化學式：①AlCl3、Al(OH)3、Na[Al(OH)4]、NaOH；②NH3、NO、NO2、O2；③H2S、S、SO2、O2。典題精研考向1元素及其化合物的性質與應用例1硫和氮及其化合物對人類生存和社會發(fā)展意義重大，但硫氧化物和氮氧化物造成的環(huán)境問題也日益受到關注。下列說法正確的是()A．NO2和SO2均為紅棕色且有刺激性氣味的氣體，是酸雨的主要成因B．汽車尾氣中的主要大氣污染物為NO、SO2和PM2.5C.植物直接吸收利用空氣中的NO和NO2作為肥料，實現(xiàn)氮的固定D．工業(yè)廢氣中的SO2可采用石灰法進行脫除練1“勞動創(chuàng)造幸福，實干成就偉業(yè)”。下列勞動項目所涉及的化學知識不正確的是()選項勞動項目化學知識A氫氟酸在玻璃器皿上刻蝕標記HF與SiO2反應BNaCl的溶解度隨溫度變化不大在鹽田中晾曬海鹽，得到粗鹽C利用含小蘇打的發(fā)酵粉烘焙蛋糕小蘇打是碳酸氫鈉D用明礬處理較渾濁的天然水明礬主要起凈水和殺菌作用考向2元素化合物之間的轉化例2[2023·湖南卷]油畫創(chuàng)作通常需要用到多種無機顏料。研究發(fā)現(xiàn)，在不同的空氣濕度和光照條件下，顏料雌黃(As2S3)褪色的主要原因是發(fā)生了以下兩種化學反應：下列說法正確的是()和的空間結構都是正四面體形B．反應Ⅰ和Ⅱ中，元素As和S都被氧化C．反應Ⅰ和Ⅱ中，參加反應的：Ⅰ<ⅡD．反應Ⅰ和Ⅱ中，氧化1molAs2S3轉移的電子數(shù)之比為3∶7練2煉鐵工業(yè)中高爐煤氣的一種新的處理過程如圖所示，有關該過程的敘述錯誤的是()A．可減少CO2的排放B．Fe3O4和CaO均可循環(huán)利用C．過程①和④的轉化均為氧化還原反應D．過程①的反應中有非極性鍵的斷裂和生成考點2簡單無機化工流程分析核心梳理1.掌握經(jīng)典無機化工流程(1)純堿制備飽和NaCl溶液NaHCO3晶體Na2CO3(2)綠礬制備(3)從鋁礦石中獲得鋁(4)海水提鎂(5)海水提溴2．工藝流程圖示與分析(1)工藝流程圖示(2)工藝流程分析方法工藝流程中，一般每個“方框”代表一個操作或一個反應。分析某個過程反應的時候注意：該反應的反應物是“進框箭頭物質”，生成物是“出框箭頭物質”，反應的酸堿性環(huán)境綜合考慮前一步反應及產(chǎn)物特點進行判斷。典題精研考向“簡易化工流程”及分析例3[2023·遼寧卷]某工廠采用如下工藝制備Cr(OH)3，已知焙燒后Cr元素以＋6價形式存在，下列說法錯誤的是()A．“焙燒”中產(chǎn)生CO2B．濾渣的主要成分為Fe(OH)2C．濾液①中Cr元素的主要存在形式為D．淀粉水解液中的葡萄糖起還原作用練3工業(yè)上以SO2和純堿為原料制備無水NaHSO3的主要流程如圖，下列說法錯誤的是()A.吸收過程中有氣體生成B．結晶后母液中含有NaHCO3C．氣流干燥濕料時溫度不宜過高D．中和后溶液中含Na2SO3和NaHCO3?？季殹ぷヂ鋵?.勞動開創(chuàng)未來。下列勞動項目與所述的化學知識沒有關聯(lián)的是()選項勞動項目化學知識A面包師用小蘇打作發(fā)泡劑烘焙面包Na2CO3可與酸反應B環(huán)保工程師用熟石灰處理酸性廢水熟石灰具有堿性C工人將模具干燥后再注入熔融鋼水鐵與H2O高溫下會反應D技術人員開發(fā)高端耐腐蝕鍍鋁鋼板鋁能形成致密氧化膜2.下列依據(jù)實驗方案和現(xiàn)象對濃硫酸性質做出的判斷合理的是()實驗方案實驗Ⅰ：實驗Ⅱ：實驗現(xiàn)象試紙中心區(qū)域變黑，邊緣變紅黑色固體溶解，溶液接近無色(溶液中錳元素僅以Mn2＋存在)，產(chǎn)生能使帶火星的木條復燃的無色氣體A.由Ⅰ可知，濃硫酸具有脫水性B．由Ⅰ可知，濃硫酸具有弱酸性C．由Ⅱ可知，濃硫酸具有強氧化性D．由Ⅱ可知，濃硫酸具有吸水性3．部分含硫物質的分類與相應硫元素的化合價關系如圖所示。下列說法不正確的是()A.a與c之間能發(fā)生氧化還原反應B．d溶液久置于空氣中會生成e，溶液的導電性增強C．c能使溴水褪色，說明c有漂白性D．可實現(xiàn)a→b→c→d→e的轉化4．部分含鐵物質的分類與相應化合價關系如圖所示。下列推斷不合理的是()A．a(chǎn)可與e反應生成bB．b既可被氧化，也可被還原C．可將e加入濃堿液中制得d的膠體D．可存在b→c→d→e→b的循環(huán)轉化關系5．鋇鹽生產(chǎn)過程中排出大量的鋇泥[主要含有BaCO3、BaSiO3、BaSO3、Ba2等]，由該鋇泥制取硝酸鋇的工藝流程如下。已知廢渣中含有Fe(OH)3。下列說法錯誤的是()A．“酸溶”時的不溶物成分主要為硅酸和硫酸鋇B．為了加快反應速率，“酸溶”時，可采取攪拌、高溫等措施C．“中和Ⅰ”加入的X可選用BaCO3D．廢渣經(jīng)過加工可用來生產(chǎn)油漆或涂料參考答案真題研練·析考情1．解析：工業(yè)合成氨是利用氮氣和氫氣在高溫、高壓、催化劑的條件下反應生成的，反應方程式為N2＋3H22NH3，A正確；工業(yè)制氯化氫是利用氫氣和氯氣反應生成的，反應方程式為H2＋Cl22HCl，B正確；工業(yè)制粗硅是將SiO2與C在高溫下反應生成粗硅，反應方程式為SiO2＋2CSi＋2CO↑，C正確；冶煉金屬鎂是電解熔融氯化鎂，反應方程式為MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑，D錯誤；故答案選D。答案：D2．解析：Na和乙醇反應生成CH3CH2ONa和H2，A項正確；工業(yè)上煅燒黃鐵礦生成SO2和Fe2O3，B項正確；氨的催化氧化反應生成NO和H2O，可用于制備NO，C項正確；常溫下鐵遇濃硝酸鈍化，不能用于制備NO2，D項錯誤。答案：D3．解析：結合已知①表中數(shù)據(jù)可知，“沉渣Ⅰ”中含有和，A項正確；Na2S溶液因S2－水解而呈堿性，B項正確；“沉淀池Ⅱ”中，當Cu2＋和Zn2＋完全沉淀時，溶液中＝＝＝＝4.0×10－12，C項正確；“出水”中除含有陰離子外，還含有大量的Na＋、Ca2＋等，故只經(jīng)陰離子交換樹脂軟化處理后，不可用作工業(yè)冷卻循環(huán)用水，D項錯誤。答案：D4．解析：銅和濃硫酸反應過程中，生成CuSO4體現(xiàn)出濃硫酸的酸性，生成SO2體現(xiàn)出濃硫酸的強氧化性，故A錯誤；a處的紫色石蕊溶液變紅，其原因是SO2溶于水生成了酸，可說明SO2是酸性氧化物，故B正確；b處品紅溶液褪色，其原因是SO2具有漂白性，而c處酸性高錳酸鉀溶液褪色，其原因是SO2和KMnO4發(fā)生氧化還原反應，SO2體現(xiàn)出還原性，故C錯誤；實驗過程中試管底部出現(xiàn)白色固體，根據(jù)元素守恒可知，其成分為無水CuSO4，而非藍色的CuSO4·5H2O，其原因是濃硫酸吸水，將反應生成的H2O吸收，故D錯誤。答案：B5．解析：CuS精礦(含有雜質Zn、Fe元素)在高壓O2作用下，用硫酸溶液浸取，CuS反應產(chǎn)物為CuSO4、S、H2O，F(xiàn)e2＋被氧化為Fe3＋，然后加入NH3調節(jié)溶液pH，使Fe3＋形成沉淀，而Cu2＋、Zn2＋仍以離子形式存在于溶液中，過濾得到的濾渣中含有S、Fe(OH)3；濾液中含有Cu2＋、Zn2＋；然后向濾液中通入高壓H2，根據(jù)元素活動性：Zn＞H＞Cu，Cu2＋被還原為Cu單質，通過過濾分離出來；而Zn2＋仍然以離子形式存在于溶液中，再經(jīng)一系列處理可得到Zn單質。由分析可知固體X主要成分是S、Fe(OH)3，金屬M為Zn，A正確；CuS難溶于硫酸，在溶液中存在沉淀溶解平衡CuS(s)?Cu2＋(aq)＋S2－(aq)，增大O2的濃度，可以反應消耗S2－，使之轉化為S，從而使沉淀溶解平衡正向移動，從而可促進金屬離子的浸取，B正確；根據(jù)流程圖可知：用NH3調節(jié)溶液pH時，要使Fe3＋轉化為沉淀，而Cu2＋、Zn2＋仍以離子形式存在于溶液中，結合離子沉淀的pH范圍，可知中和時應該調節(jié)溶液pH范圍為3.2～4.2，C正確；在用H2還原Cu2＋變?yōu)镃u單質時，H2失去電子被氧化為H＋，與溶液中OH－結合形成H2O，若還原時增大溶液的酸度，c(H＋)增大，不利于H2失去電子，因此不利于Cu的生成，D錯誤。答案：D核心突破·提能力2．(1)①2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑②2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑③2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2④Na2CO3＋H2O＋CO2=2NaHCO3⑤NaHCO3＋NaOH=Na2CO3＋H2O2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑⑥CO2＋NH3＋NaCl＋H2O=NaHCO3↓＋NH4Cl(2)①2Al＋2NaOH＋6H2O=2Na[Al(OH)4]＋3H2↑②Al2O3＋2NaOH＋3H2O=2Na[Al(OH)4]③AlCl3＋4NaOH=Na[Al(OH)4]＋3NaCl④Na[Al(OH)4]＋CO2=Al(OH)3↓＋NaHCO3⑤AlCl3＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NH4Cl(3)①2Fe＋3Cl22FeCl3②Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2③3Fe＋4H2OFe3O4＋4H2↑④2FeCl2＋Cl2=2FeCl3⑤4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3(4)①2Cu＋SCu2S②2Cu＋O2＋H2O＋CO2=Cu2(OH)2CO3③Cu＋2Fe3＋=Cu2＋＋2Fe2＋(5)①CO2＋2MgC＋2MgO②Na2CO3＋H2O＋CO2=2NaHCO3③NaHCO3＋NaOH=Na2CO3＋H2O2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2④SiO2＋2CSi＋2CO⑤SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O⑥SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O⑦Na2SiO3＋2H2O＋CO2=Na2CO3＋H4SiO4↓(6)①②③2NO＋O2=2NO2④Cu＋4HNO3(濃)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O(7)①Cl2＋SO2＋2H2O=H2SO4＋2HCl②Cu＋Cl2CuCl2③Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O④2Cl2＋2Ca(OH)2=Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2O⑤MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O⑥2NaCl＋2H2O電解2NaOH＋Cl2↑＋H2↑(8)①②Cu＋2H2SO4(濃)CuSO4＋SO2↑＋2H2O③C＋2H2SO4(濃)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O④2Na2SO3＋O2=2Na2SO4[例1]解析：SO2是無色氣體，A錯誤；汽車尾氣中含有氮氧化物、一氧化碳、未燃燒的碳氫化合物、含鉛化合物、固體顆粒物等，B錯誤；植物不能直接吸收利用空氣中的NO和NO2作為肥料，C錯誤；石灰(CaO)可與SO2反應生成CaSO3，故可采用石灰法脫除工業(yè)廢氣中的SO2，D正確。答案：D[練1]解析：氫氟酸與玻璃中的SiO2反應，生成SiF4氣體和水，故可以用氫氟酸刻蝕玻璃，故A正確；海水曬鹽相當于是用蒸發(fā)結晶的方法得到，氯化鈉的溶解度受溫度影響不大，因此采用此法獲得，故B正確；小蘇打是碳酸氫鈉，受熱分解產(chǎn)生二氧化碳氣體等，故可用于烘焙蛋糕，故C正確；明礬處理渾濁的水，是因其溶水后形成膠體，膠體具有吸附性，但明礬不能殺菌，故D錯誤。答案：D[例2]解析：中4個硫氧鍵相同，其空間結構為正四面體形的空間結構為四面體形，A項錯誤；由圖示轉化可知，反應Ⅰ中只有S元素被氧化，反應Ⅱ中As、S元素均被氧化，B項錯誤；根據(jù)反應物和產(chǎn)物及氧化還原反應規(guī)律可知，反應Ⅰ為2As2S3＋6O2＋3H2O=2As2O3＋3H2S2O3，反應Ⅱ為As2S3＋7O2＋6H2O=2H3AsO4＋3H2SO4，則參加反應的：Ⅰ>Ⅱ，C項錯誤；根據(jù)反應Ⅰ、Ⅱ可知，1molAs2S3發(fā)生反應時，兩反應轉移的電子分別為12mol和28mol，個數(shù)之比為3∶7，D項正確。答案：D[練2]解析：反應②利用二氧化碳和氧化鈣反應生成碳酸鈣，第④步中二氧化碳與鐵生成四氧化三鐵和CO，可減少CO2的排放，A正確；根據(jù)反應過程可知Fe3O4和CaO均可循環(huán)利用，①中消耗Fe3O4，④中生成Fe3O4，②中消耗CaO，③中生成CaO，B正確；過程①中CO轉化為CO2，④中CO2轉化為CO，均有化合價的變化，故轉化均為氧化還原反應，C正確；過程①的反應有H2中非極性鍵的斷裂，但沒有非極性鍵的生成，D錯誤。答案：D[例3]解析：焙燒過程中鐵、鉻元素均被氧化，Cr2O3轉化為Na2CrO4，化學反應式方程為2Cr2O3＋4Na2CO3＋3O24Na2CrO4＋4CO2，F(xiàn)eO轉化為Fe2O3。水浸時濾渣為Fe2O3，濾液中存在鉻酸鈉，與淀粉的水解產(chǎn)物葡萄糖發(fā)生氧化還原反應得到氫氧化鉻沉淀。鉻氧化物與碳酸鈉和氧氣反應時生成對應的鈉鹽和二氧化碳，A正確；焙燒過程鐵元素被氧化，濾渣的主要成分為Fe2O3，B錯誤；濾液①中主要溶質為Na2CrO4，所以Cr元素主要存在形式為，C正確；由分析知淀粉水解液中的葡萄糖起還原作用，D正確；故選B。答案：B[練3]解析：根據(jù)工藝流程逆向分析可知，以二氧化硫和純堿為原料，得到的結晶成分為NaHSO3，則母液為飽和NaHSO3和過量的二氧化硫形成的亞硫酸，溶液呈酸性，所以加入純堿進行中和，涉及的反應為H2SO3＋2Na2CO3=Na2SO3＋2NaHCO3，NaHSO3＋Na2CO3=Na2SO3＋NaHCO3，所以調節(jié)pH為8進行中和后得到Na2SO3和NaHCO3，通入二氧化硫氣體進行混合吸收，此時吸收過程中發(fā)生反應為Na2SO3＋SO2＋H2O=2NaHSO3↓，SO2＋NaHCO3=CO2＋NaHSO3↓，此時會析出大