高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專題4 無機(jī)化學(xué)綜合應(yīng)用 講義

無機(jī)化學(xué)綜合應(yīng)用[考綱要求]常見金屬元素(Na、Al、Fe、Cu等)與常見非金屬元素(H、C、N、O、Si、S、Cl等)各部分知識(shí)的綜合運(yùn)用。熱點(diǎn)一常見離子的檢驗(yàn)及物質(zhì)鑒別1．常見陰離子的檢驗(yàn)(1)利用酸堿指示劑檢驗(yàn)(2)利用鹽酸和其他試劑檢驗(yàn)COeq\o\al(2－,3)：加入BaCl2或CaCl2溶液后生成白色沉淀，再加稀鹽酸沉淀溶解，并放出無色無味的氣體。SOeq\o\al(2－,4)：先加入足量稀鹽酸，無沉淀生成，再加入BaCl2溶液，產(chǎn)生白色沉淀。SOeq\o\al(2－,3)：加入BaCl2溶液，產(chǎn)生白色沉淀，再加稀鹽酸，放出無色有刺激性氣味且能使品紅溶液褪色的氣體。(3)利用AgNO3(HNO3酸化)溶液檢驗(yàn)(4)利用某些特征反應(yīng)檢驗(yàn)I－：滴入淀粉溶液和氯水，溶液變藍(lán)色(或加入氯水和四氯化碳，四氯化碳層呈紫紅色)。2．常見陽離子的檢驗(yàn)H＋→滴入紫色石蕊溶液，溶液變紅色3．離子檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)操作的答題模板操作?現(xiàn)象?結(jié)論取樣，加入……?有……生成?……的是……例如：檢驗(yàn)?zāi)橙芤褐泻蠪e2＋而不含F(xiàn)e3＋的方法是取適量溶液于潔凈的試管中，滴加幾滴KSCN溶液，不顯血紅色，再向溶液中滴加幾滴H2O2(或新制氯水)，溶液變?yōu)檠t色，說明溶液中含有Fe2＋而不含F(xiàn)e3＋。4．物質(zhì)鑒別遵循的原則(1)選擇的方法或試劑要簡(jiǎn)單，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象要明顯。(2)用物理方法時(shí)，一般可按觀察法→嗅試法→水溶法的順序進(jìn)行。(3)用化學(xué)方法時(shí)，對(duì)固體可按加熱法、水溶法、指示劑測(cè)試法、指定試劑法等進(jìn)行；對(duì)液體可按照指示劑測(cè)試法、指定試劑法等進(jìn)行；對(duì)氣體可用點(diǎn)燃法、通入指定試劑法等進(jìn)行。題組一離子檢驗(yàn)的直接判斷1．正誤判斷，正確的劃“√”，錯(cuò)誤的劃“×”(1)BaSO4難溶于酸，所以用鹽酸和BaCl2溶液檢驗(yàn)SOeq\o\al(2－,4)()(2)向某溶液中加入稀鹽酸，產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水，石灰水變渾濁，該溶液一定是碳酸鹽溶液()(3)向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液不變色，滴加氯水后顯紅色，該溶液中一定含F(xiàn)e2()(4)向溶液中滴加酸化的Ba(NO3)2溶液出現(xiàn)白色沉淀，說明該溶液中一定有SOeq\o\al(2－,4)()(5)用BaCl2溶液鑒別SOeq\o\al(2－,4)與SOeq\o\al(2－,3)()(6)某溶液加入CCl4，CCl4層顯紫色，證明原溶液中存在I－()(7)某溶液加入BaCl2溶液，產(chǎn)生不溶于稀硝酸的白色沉淀，該溶液一定含有Ag＋()題組二離子檢驗(yàn)的綜合應(yīng)用2．(2014·上海，18改編)某未知溶液可能含Cl－、COeq\o\al(2－,3)、Na＋、SOeq\o\al(2－,4)、Al3＋，將溶液滴在藍(lán)色石蕊試紙上，試紙變紅。取少量試液，滴加硝酸酸化的氯化鋇溶液，有白色沉淀生成；在上層清液中滴加硝酸銀溶液，產(chǎn)生白色沉淀。下列判斷合理的是()A．一定有Cl－B．可能有SOeq\o\al(2－,4)C．一定沒有Al3＋D．一定沒有COeq\o\al(2－,3)題組三常見物質(zhì)的鑒別3．正誤判斷，正確的劃“√”，錯(cuò)誤的劃“×”(1)只滴加氨水鑒別NaCl、AlCl3、MgCl2、Na2SO4四種溶液()(2)用KOH溶液鑒別SO3(g)和SO2()(3)用濕潤(rùn)碘化鉀淀粉試紙鑒別Br2(g)和NO2()(4)用CO2鑒別NaAlO2溶液和CH3COONa溶液()(5)用BaCl2溶液鑒別AgNO3溶液和K2SO4溶液()(6)用AgNO3溶液可以鑒別KCl和KI()(7)用Na2CO3溶液不能區(qū)分CH3COOH和CH3COOCH2CH3()(8)CCl4可用于鑒別溴水和碘水()(9)將某氣體通入溴水中，溴水顏色褪去，該氣體一定是乙烯()熱點(diǎn)二物質(zhì)的分離與提純1．物質(zhì)分離與提純的基本原理(1)“四原則”①不增，不得引入新雜質(zhì)；②不減，盡量不減少被提純的物質(zhì)；③易分，使被提純或分離的物質(zhì)跟其他物質(zhì)易分離；④復(fù)原，被提純的物質(zhì)要易被還原。(2)“三必須”①除雜試劑必須過量；②過量試劑必須除盡(除去過量試劑帶入的新雜質(zhì)，同時(shí)注意加入試劑的順序)；③選擇最佳的除雜途徑。2．物質(zhì)分離與提純的常用方法(1)升華法；(2)過濾法；(3)蒸餾法；(4)萃取分液法；(5)洗氣法；(6)燃燒法。3．物質(zhì)分離與提純的常見類型(1)“固＋固”混合物的分離(提純)(2)“固＋液”混合物的分離(提純)(3)“液＋液”混合物的分離(提純)(4)“氣＋氣”混合物的分離(提純)1．正誤判斷，正確的劃“√”，錯(cuò)誤的劃“×”(1)因?yàn)镵NO3的溶解度大，所以可用重結(jié)晶法除去KNO3中混有的NaCl()(2)除去粗鹽溶液中不溶物()(3)除去CO氣體中的CO2氣體()2．下列除雜方案錯(cuò)誤的是()選項(xiàng)被提純的物質(zhì)雜質(zhì)除雜試劑除雜方法ACO(g)CO2(g)NaOH溶液、濃H2SO4洗氣BNH4Cl(aq)Fe3＋(aq)NaOH溶液過濾CCl2(g)HCl(g)飽和食鹽水、濃H2SO4洗氣DNa2CO3(s)NaHCO3(s)—灼燒3．下列除去雜質(zhì)方法正確的是()A．除去CO2中混有的CO：用濃NaOH溶液洗氣B．除去BaCO3固體中混有的BaSO4：加過量稀鹽酸后，過濾、洗滌C．除去FeCl2溶液中混有的FeCl3：加入適量氯水，過濾D．除去Cu粉中混有的CuO：加適量稀硫酸后，過濾、洗滌4．下列實(shí)驗(yàn)操作或方案正確的是()A．除去CO2中混有的SO2，可將混合氣體依次通過盛有酸性KMnO4溶液和濃硫酸的洗氣瓶B．用圖1所示裝置可從KI和I2的固體混合物中回收I2C．用圖2所示裝置蒸干NH4Cl飽和溶液來制備NH4Cl晶體D．用圖3所示裝置除去Cl2中含有的少量HCl熱點(diǎn)三物質(zhì)的特殊轉(zhuǎn)化關(guān)系及框圖推斷1．直線型轉(zhuǎn)化關(guān)系A(chǔ)eq\o(→,\s\up7(X))Beq\o(→,\s\up7(X))C(1)X為O2Na→Na2O→Na2O2N2→NO→NO2或NH3→NO→NO2S→SO2→SO3或H2S→SO2→SO3C→CO→CO2或CH4→CO→CO2醇→醛→羧酸(2)X為CO2NaOHeq\o(→,\s\up7(CO2))Na2CO3eq\o(→,\s\up7(CO2))NaHCO3(3)X為強(qiáng)酸，如HClNaAlO2eq\o(→,\s\up7(HCl))Al(OH)3eq\o(→,\s\up7(HCl))AlCl3Na2CO3eq\o(→,\s\up7(HCl))NaHCO3eq\o(→,\s\up7(HCl))CO2(4)X為強(qiáng)堿，如NaOHAlCl3eq\o(→,\s\up7(NaOH))Al(OH)3eq\o(→,\s\up7(NaOH))NaAlO22．交叉型轉(zhuǎn)化3．三角型轉(zhuǎn)化4．注意反應(yīng)形式與物質(zhì)的關(guān)系，特別是置換反應(yīng)(1)金屬→金屬：金屬＋鹽→鹽＋金屬，鋁熱反應(yīng)。(2)金屬→非金屬：活潑金屬＋H2O(或H＋)→H2,2Mg＋CO2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))2MgO＋C。(3)非金屬→非金屬：2F2＋2H2O=4HF＋O2,2C＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋2CO↑，C＋H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高溫))CO＋H2，X2＋H2S=2HX＋S↓。(4)非金屬→金屬，用H2、C冶煉金屬。通過反應(yīng)形式梳理化學(xué)反應(yīng)，培養(yǎng)歸納、整理的能力。5．抓住化學(xué)反應(yīng)與反應(yīng)條件的關(guān)系多數(shù)化學(xué)反應(yīng)需要一定條件，條件不同化學(xué)反應(yīng)也不同。(1)“催化劑”，無機(jī)化學(xué)反應(yīng)需要的催化劑不同，但是根據(jù)“催化劑”這一條件，可將氯酸鉀分解、雙氧水分解、工業(yè)合成氨、SO2催化氧化、氨氣催化氧化聯(lián)系起來，形成知識(shí)鏈。(2)“通電”或“電解”，可以鎖定在電解水、氯化鈉、氯化鎂、氯化銅、硫酸銅、硝酸鹽等溶液，熔融氯化鈉和氧化鋁范圍內(nèi)。(3)“高溫”，常見的有碳酸鈣分解、SiO2和C的置換反應(yīng)、制造普通玻璃的反應(yīng)、鋁熱反應(yīng)6．抓住特征顏色和特殊狀態(tài)(1)(淡)黃(棕)色固體：Na2O2、S、FeCl3；黑色固體：MnO2、C、CuO、FeO、Fe3O4；紫(黑)色固體：KMnO4、I2；紅色固體：Cu；綠色固體：Cu2(OH)2CO3。(2)有色氣體：NO2(紅棕色)、F2(淺黃綠色)、Cl2(黃綠色)；無色刺激性氣味氣體：SO2、NH3、HX(X為F、Cl、Br、I)；無色無味氣體：H2、N2、O2、CO2、CO、CH4、NO。(3)常溫下呈液態(tài)的特殊物質(zhì)：Br2(非金屬單質(zhì))、Hg(金屬單質(zhì))、H2O、H2O2等。(4)易升華的物質(zhì)：I2。(5)溶液中的有色離子：Cu2＋(藍(lán)色)、Fe2＋(淺綠色)、Fe3＋(黃色)、MnOeq\o\al(－,4)[紫(紅)色]。(6)Br2在水中顯黃(橙)色，在有機(jī)溶劑中顯橙(紅)色；I2在水中顯黃(褐)色，在有機(jī)溶劑中顯紫(紅)色。(7)有色沉淀：①白色沉淀：H2SiO3、AgCl、BaSO4(不溶于酸)、BaSO3、Mg(OH)2、Fe(OH)2、Al(OH)3、BaCO3、CaCO3、CaSO3、MgCO3等；②(淡)黃色沉淀：AgBr、AgI、S；③紅褐色沉淀：Fe(OH)3；④藍(lán)色沉淀：Cu(OH)2；⑤磚紅色沉淀：Cu2O。7．抓住特征反應(yīng)現(xiàn)象(1)燃燒：H2＋Cl2(蒼白色火焰)，C2H2(C6H6)＋O2(明亮火焰，大量黑煙)，Al＋O2(耀眼白光)，Mg＋O2(白色固體生成)，金屬焰色反應(yīng)。(2)淀粉遇碘變藍(lán)，蛋白質(zhì)遇濃硝酸變黃。(3)使?jié)駶?rùn)紅色石蕊試紙變藍(lán)的是NH3，使品紅溶液褪色的是Cl2、SO2等。(4)在空氣中由無色變?yōu)榧t棕色氣體的是NO。(5)Fe3＋遇OH－生成紅褐色沉淀，遇苯酚顯紫色，遇SCN－顯血紅色。(6)Fe2＋遇OH－生成白色沉淀，白色沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色；Fe2＋遇SCN－無明顯現(xiàn)象，在通入Cl2后溶液顯血紅色。(7)與堿反應(yīng)產(chǎn)生氣體的溶液中一般含NHeq\o\al(＋,4)。(8)既能與酸反應(yīng)又能與堿反應(yīng)并產(chǎn)生氣體的物質(zhì)：Al、弱酸的銨鹽(碳酸銨、硫化銨等)、弱酸的酸式銨鹽(碳酸氫銨、硫氫化銨等)。(9)燃燒能生成煙：Na在氯氣中燃燒生成白煙，F(xiàn)e在氯氣中燃燒生成紅棕色煙，Cu在氯氣中燃燒生成棕黃色煙。題組一逐項(xiàng)驗(yàn)證法，突破“轉(zhuǎn)化關(guān)系”選擇題1．常溫下，下列各組物質(zhì)中，Y既能與X反應(yīng)又能與Z反應(yīng)的是()XYZ①NaOH溶液Al(OH)3稀硫酸②KOH溶液SiO2濃鹽酸③O2N2H2④FeCl3溶液Cu濃硝酸A．①③B．①④C．②④D．②③2．下列各組物質(zhì)中，不滿足組內(nèi)任意兩種物質(zhì)在一定條件下均能發(fā)生反應(yīng)的是()物質(zhì)組別甲乙丙AAlHClNaOHBNH3O2HNO3CSiO2NaOHHFDSO2Ca(OH)2NaHCO33．甲、乙、丙、丁四種物質(zhì)中，甲、乙、丙均含有相同的某種元素，它們之間具有如下轉(zhuǎn)化關(guān)系：甲eq\o(→,\s\up7(丁))乙eq\o(,\s\up7(丁),\s\do5(甲))丙。下列有關(guān)物質(zhì)的推斷不正確的是()A．若甲為焦炭，則丁可能是O2B．若甲為SO2，則丁可能是氨水C．若甲為Fe，則丁可能是鹽酸D．若甲為NaOH溶液，則丁可能是CO2題組二尋找“突破口”，破解“綜合框圖”推斷題4．為了探究常見的無水鹽R的性質(zhì)，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)，所產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如下所示(部分生成物略)：已知：G和R含有相同的陰離子。請(qǐng)回答下列問題：(1)R的化學(xué)式為__________________________________________________________；Z的名稱是______________________。(2)混合氣體Y的成分是_______________________________________(用化學(xué)式表示)。(3)反應(yīng)Ⅱ中被氧化的元素是____________________________________(填元素符號(hào))。(4)寫出反應(yīng)Ⅲ的離子方程式：______________________________________________。(5)寫出反應(yīng)Ⅳ的離子方程式：______________________________________________。(6)在空氣中蒸干R溶液得到的固體的成分是______________________(用化學(xué)式表示)。熱點(diǎn)四元素化合物知識(shí)的綜合應(yīng)用縱觀近幾年全國各地高考化學(xué)試題，除在選擇題中直接考查元素化合物的性質(zhì)、制法及相互轉(zhuǎn)變關(guān)系外，更重要的是以元素化合物知識(shí)為載體，綜合氧化還原、強(qiáng)弱電解質(zhì)、平衡移動(dòng)原理、物質(zhì)結(jié)構(gòu)等理論知識(shí)，對(duì)考生的思維能力進(jìn)行綜合考查。該部分高考題的特點(diǎn)是新穎、知識(shí)覆蓋面廣、思維跨度大，不但考查一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，而且將多個(gè)知識(shí)點(diǎn)串聯(lián)起來，增大了試題的難度。試題大致分為三種類型：一是化學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)元素化合物知識(shí)的探究和驗(yàn)證；二是元素化合物知識(shí)在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用；三是化學(xué)反應(yīng)原理對(duì)化合物知識(shí)的概括和演繹。題組一利用綜合實(shí)驗(yàn)探究元素化合物的性質(zhì)1．某小組查閱文獻(xiàn)得知：氧化性IOeq\o\al(－,3)＞Fe3＋＞I2,3Br2＋6FeCl2=2FeBr3＋4FeCl3；I2＋2S2Oeq\o\al(2－,3)=S4Oeq\o\al(2－,6)＋2I－；CuI是一種白色沉淀(Ksp＝1.3×10－12)。Ⅰ.該小組為確定一份加碘鹽(可能含有KIO3、KI、Mg2＋、Fe3＋)的成分，設(shè)計(jì)定性實(shí)驗(yàn)加以猜想和驗(yàn)證。(1)實(shí)驗(yàn)過程如下：實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)過程和現(xiàn)象對(duì)應(yīng)結(jié)論步驟1取一定量加碘鹽，用適量蒸餾水溶解，并加稀鹽酸酸化，將所得試液分為3份步驟2第①份試液碘鹽中肯定含______第②份試液第③份試液X為______________________________________(填化學(xué)式)(2)該碘鹽中肯定不含的物質(zhì)是________(用化學(xué)式或離子符號(hào)表達(dá))。(3)根據(jù)信息推斷Fe3＋、S4Oeq\o\al(2－,6)、I2、Br2的氧化性由強(qiáng)到弱的順序是____________。(4)第③份試液中加入足量KI固體后，反應(yīng)的離子方程式為________、________。Ⅱ.用“間接碘量法”測(cè)定含有CuCl2·2H2O晶體的試樣(不含能與I－發(fā)生反應(yīng)的氧化性雜質(zhì))的純度，過程如下：取0.40g試樣溶于水，加入過量KI固體，充分反應(yīng)，生成白色沉淀。加入淀粉作滴定指示劑，用0.1000mol·L－1Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，到達(dá)滴定終點(diǎn)時(shí)，消耗Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00mL。(1)滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是__________________。(2)CuCl2溶液與KI反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________________________。(3)該試樣中CuCl2·2H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_______________________________________。題組二利用“工藝流程”全方位考查元素化合物的知識(shí)2．石墨在材料領(lǐng)域有重要應(yīng)用，某初級(jí)石墨中含SiO2(7.8%)、Al2O3(5.1%)、Fe2O3(3.1%)和MgO(0.5%)等雜質(zhì)，設(shè)計(jì)的提純與綜合利用工藝如下：(注：SiCl4的沸點(diǎn)為57.6℃，金屬氯化物的沸點(diǎn)均高于150℃)(1)向反應(yīng)器中通入Cl2前，需通一段時(shí)間N2，主要目的是______________________。(2)高溫反應(yīng)后，石墨中氧化物雜質(zhì)均轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的氯化物，氣體Ⅰ中的碳氧化物主要為________，由氣體Ⅱ中某物質(zhì)得到水玻璃的化學(xué)反應(yīng)方程式為_______________________。(3)步驟①為攪拌、________，所得溶液Ⅳ中的陰離子有________。(4)由溶液Ⅳ生成沉淀Ⅴ的總反應(yīng)的離子方程式為________________________，100kg初級(jí)石墨最多可獲得Ⅴ的質(zhì)量為________kg。(5)石墨可用于自然水體中銅件的電化學(xué)防腐，完成下圖防腐示意圖，并作相應(yīng)標(biāo)注。專題突破練1．下列敘述正確的是()A．若向某無色溶液中加硝酸酸化的BaCl2溶液有白色沉淀生成，則該溶液中一定含有Ag＋B．可以用淀粉溶液檢驗(yàn)?zāi)呈雏}是否為加碘鹽C．向某溶液中加入NaOH溶液后產(chǎn)生的氣體不能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)色，則該溶液中一定不存在NHeq\o\al(＋,4)D．向某溶液中加入鹽酸后有能使澄清石灰水變渾濁的無色無味氣體產(chǎn)生，則該溶液中至少含有COeq\o\al(2－,3)、HCOeq\o\al(－,3)中的一種2．下列說法正確的是()A．加入過量氨水，有白色沉淀生成，則原溶液中一定有Al3＋B．加入K3[Fe(CN)6]溶液，產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，則原溶液中一定有Fe3＋C．加入鹽酸酸化的BaCl2溶液，有白色沉淀生成，則原溶液中一定有SOeq\o\al(2－,4)D．加入NaOH然后加熱，產(chǎn)生使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體，則原溶液中一定有NHeq\o\al(＋,4)3．有四種無色溶液，它們分別是(NH4)2SO4、NH4Cl、Na2CO3、NaNO3，下列試劑中可以用來鑒別它們的是()A．BaCl2溶液B．NaOH溶液C．Ba(OH)2溶液D．AgNO3溶液4．下列除雜試劑的選擇或除雜操作不正確的是()選項(xiàng)括號(hào)內(nèi)為雜質(zhì)除雜試劑除雜操作ANa2O2(Na2O)固體O2在純氧氣中加熱BNa2CO3(NaHCO3)溶液CO2通入過量的CO2CFeCl3(FeCl2)溶液Cl2通入過量的Cl2DFeSO4(CuSO4)溶液Fe加入過量的Fe粉，充分反應(yīng)后過濾5．為提純下列物質(zhì)(括號(hào)內(nèi)的物質(zhì)是雜質(zhì))，所選用的除雜試劑和分離方法都正確的是()選項(xiàng)被提純的物質(zhì)除雜試劑分離方法A溴化鈉溶液(NaI)氯水、CCl4萃取、分液B氯化銨溶液(FeCl3)氫氧化鈉溶液過濾C二氧化碳(CO)氧化銅粉末通過灼熱的CuO粉末D乙酸乙酯(乙酸)乙醇、濃硫酸加熱6．下列實(shí)驗(yàn)操作或方案正確的是()A．將Mg(OH)2濁液直接倒入已裝好濾紙的漏斗中過濾，洗滌并收集沉淀B．將