2016届高考化学(江苏专用)二轮复习与增分策略：专题十二无机化学综合应用.ppt

专题十二 无机化学综合应用 常见金属元素(如Na、Al、Fe、Cu等)与常见非金属 元素(如H、C、N、O、Si、S、Cl等)各部分知识的 综合运用。 考纲要求 考点一 物质的特殊转化关系及框图推断 栏目索引 考点二 元素化合物知识的综合应用 1.直线型转化关系 (1)X为O2 NaNa2ONa2O2 N2NONO2或NH3NONO2 SSO2SO3或H2SSO2SO3 CCOCO2或CH4COCO2 醇醛羧酸 知识精讲 考点一 物质的特殊转化关系及框图推断 2.交叉型转化 3.三角型转化 4.注意反应形式与物质的关系，特别是置换反应 (1)金属金属：金属盐盐金属，铝热反应。 (2)金属非金属：活泼金属H2O(或H)H2,2Mg CO2 2MgOC。 (4)非金属金属，用H2、C冶炼金属。 通过反应形式梳理化学反应，培养归纳、整理的 能力。 5.抓住化学反应与反应条件的关系 多数化学反应需要一定条件，条件不同化学反应也不同 。 (1)“催化剂”，无机化学反应需要的催化剂不同，但是 根据“催化剂”这一条件，可将氯酸钾分解、双氧水分 解、工业合成氨、SO2催化氧化、氨催化氧化联系起来 ，形成知识链。 (2)“通电”或“电解”，可以锁定在电解水、氯化钠、 氯化镁、氯化铜、硫酸铜、硝酸盐等溶液，熔融氯化钠 和氧化铝范围内。 (3)“高温”，常见的有碳酸钙分解、SiO2和C的置换反 应、制造普通玻璃的反应、铝热反应等。 6.抓住特征颜色和特殊状态 (1)(淡)黄(棕)色固体：Na2O2、S、FeCl3；黑色固体： MnO2、C、CuO、FeO、Fe3O4；紫(黑)色固体：KMnO4 、I2；红色固体：Cu；绿色固体：Cu2(OH)2CO3。 (2)有色气体：NO2(红棕色)、F2(浅黄绿色)、Cl2(黄绿色) ；无色刺激性气味气体：SO2、NH3、HX(X为F、Cl、Br 、I)；无色无味气体：H2、N2、O2、CO2、CO、CH4、 NO。 (3)常温下呈液态的特殊物质：Br2(非金属单质)、Hg(金 属单质)、H2O、H2O2等。 (4)易升华的物质：I2。 (5)溶液中的有色离子：Cu2(蓝色)、Fe2(浅绿色)、Fe3 (黄色)、MnO 紫(红)色。 (6)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。 (7)有色沉淀：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；(淡)黄色沉淀：AgBr 、AgI、S；红褐色沉淀：Fe(OH)3；蓝色沉淀： Cu(OH)2；砖红色沉淀：Cu2O。 7.抓住特征反应现象 (1)燃烧：H2Cl2(苍白色火焰)，C2H2(C6H6)O2(明亮火 焰，大量黑烟)，AlO2、MgO2(耀眼白光，白色固体 生成)，金属焰色反应。 (2)淀粉遇碘变蓝，蛋白质遇浓硝酸变黄。 (3)使湿润红色石蕊试纸变蓝的是NH3，使品红溶液褪色 的是Cl2、SO2等。 (4)在空气中由无色变为红棕色气体的是NO。 (5)Fe3遇OH生成红褐色沉淀，遇苯酚显紫色，遇SCN 显血红色。 (6)Fe2遇OH生成白色沉淀，白色沉淀迅速变成灰绿色， 最后变成红褐色；Fe2遇SCN无明显现象，在通入Cl2后 溶液显血红色。 (7)与碱反应加热产生气体的溶液中一般含NH 。 (8)既能与酸反应又能与碱反应并产生气体的物质：Al、 弱酸的铵盐(碳酸铵、硫化铵等)、弱酸的酸式铵盐(碳酸 氢铵、硫氢化铵等)。 (9)燃烧能生成烟：Na在氯气中燃烧生成白烟，Fe在氯气 中燃烧生成红棕色烟，Cu在氯气中燃烧生成棕黄色烟。 题组集训题组一 逐项验证，突破“转化关系”选择题 1.(2015江苏，8)在给定条件下，下列选项中所示的物质间 转化均能一步实现的是( ) D项，蔗糖是非还原性糖，不能和银氨溶液发生银镜反应 生成银，错误。 答案 A 2.(2015福建理综，9)纯净物X、Y、Z转化 关系如右图所示，下列判断正确的是( ) A.X可能是金属铜 B.Y不可能是氢气 C.Z可能是氯化钠 D.Z可能是三氧化硫 解析 A项，若X是Cu，Y是Cl2，Cu在Cl2中燃烧生成 CuCl2，电解CuCl2溶液生成Cu和Cl2，符合图中转化关系 ，正确； B项，若X是Cl2，Y是H2，H2在Cl2燃烧生成HCl，HCl溶于 水生成盐酸，电解盐酸则生成H2和Cl2，也符合图中转化关 系，错误； C项，若Z是氯化钠，则X、Y分别是Na和Cl2中的一种；电 解氯化钠水溶液生成的是H2、Cl2、NaOH，不符合图中转 化关系，错误； D项，若Z是SO3，而X、Y 可能是O2和SO2中的一种，SO3 溶于水生成硫酸，电解硫酸溶液实质是电解水，产生H2和 O2，不符合图中转化关系，错误。 答案 A 3.(2014江苏，8)下列各组物质中，不满足组内任意两种物 质在一定条件下均能发生反应的是( ) 物质 组别 甲乙丙 AAlHClNaOH BNH3O2HNO3 CSiO2NaOHHF DSO2Ca(OH)2NaHCO3 解析 A项，Al与HCl、NaOH溶液都能反应生成H2，HCl 溶液与NaOH溶液能发生中和反应； B项，NH3与O2在催化剂、高温条件下反应生成NO和H2O ，O2与HNO3不能发生反应，NH3与HNO3反应生成 NH4NO3； C项，SiO2与NaOH溶液、HF溶液分别发生反应：SiO2 2NaOH=Na2SiO3H2O、SiO24HF=SiF42H2O ，NaOH溶液与HF溶液发生中和反应； D项，SO2为酸性氧化物，可与Ca(OH)2溶液反应生成 盐，H2SO3的酸性强于H2CO3，SO2可与NaHCO3溶液 反应生成CO2，Ca(OH)2溶液可与NaHCO3溶液反应生 成CaCO3沉淀。 答案 B 方法归纳 1.注意总结反应规律，熟记特殊转化关系。 2.做此类题目，往往是把选项一一带入，按照箭头 指向看是否能转化，然后选出正确答案。 题组二 寻找突破口，破解“综合框图”推断题 4.A、B、C、D、E是常见化合物或单质，有如下转化关系 (略去条件和副产品)。 (1)若D为氧气，C为NaAlO2，试写出B转化为C的化学方程 式_ _。 解析 若D为氧气，C为NaAlO2，则A是Al，发生的反应 为4Al3O2 2Al2O3；Al2O32NaOH=2NaAlO2 2H2O。 答案 Al2O32NaOH=2NaAlO22H2O (2)若A为气态单质，B为漂白粉的有效成份，C具有漂白 性。试写A转化为B的化学方程式_ 。画出组成单质A的元素原子结构示意图 _。 解析 若A为气态单质，B为漂白粉的有效成分，C具有 漂白性，则A是Cl2，B是Ca(ClO)2；C是HClO。发生的反 应为2Cl22Ca(OH)2=CaCl2Ca(ClO)22H2O； Ca(ClO)2CO2H2O=CaCO32HClO。Cl原子结构 示意图为 。 答案 2Cl22Ca(OH)2=CaCl2Ca(ClO)22H2O (3)若A、B、C均为钠盐的水溶液，D、E均为卤素单质， 请写出B转化为C的离子方程式_ 。 解析 根据非金属活动性强弱的顺序可知：若A、B、C均 为钠盐的水溶液，D、E均为卤素单质，则符合要求的物 质是A：NaI；B是NaBr；C是NaCl；D是Br2；E是Cl2。发 生反应的方程式为Br22NaI=2NaBrI2；Cl2 2NaBr=2NaClBr2。 2BrCl2=Br22Cl (4)若A常温下为固态单质，化合物B在常温常压下为气体 ，B和C的相对分子质量之比为45，且D、E为同一物质 ，则B为_。 解析 若A常温下为固态单质，化合物B在常温常压下为 气体，B和C的相对分子质量之比为45，且D、E为同一 物质，则A是S；B是SO2；C为SO3；D、E为O2。 SO2 (5)若B、D为质子数小于18的元素原子形成的单质，A、E 、C均为氧化物，且D所含元素原子的质子数是B的2倍，A 转化为B，B转化为C两个反应均属置换反应，请写出A转 化为B的化学方程式 _。 解析 若B、D为质子数小于18的元素原子形成的单质，A 、E、C均为氧化物，且D所含元素原子的质子数是B的2倍 ，A转化为B，B转化为C两个反应均属置换反应，则A是 CO2； D是Mg；B是C；E是SiO2，A转化为B的化学方程式是 2MgCO2 2MgOC；B转化为C的化学方程式为2C SiO2 2COSi。 答案 2MgCO2 2MgOC 5.已知AI均为中学化学中的常见物质，它们之间的转化 关系如图所示，其中A、D为金属单质，反应过程中需要或 生成的水及其他部分产物已略去。请回答以下问题： (1)B和F分别是_(填化学式)。 (2)写出下列反应的化学方程式： A与B在高温下反应：_。 H在空气中转化为I：_。 (3)E溶液中所有离子浓度由大到小的顺序是_ _。 (4)用离子反应方程式表示G溶液呈酸性的原因 _；该反应的平衡常数为 _(已知常温下，H的溶度积常数Ksp 8.01016)。 解析 根据框中转化关系及题干信息，可以确定I为氢氧化 铁。A、D为金属单质，根据A和B的反应条件就可以联想 到铝热反应，推测A、D为铝和铁，即A为铝，B为氧化铁 ，C为氧化铝，D为铁，E为偏铝酸钠，G为氯化亚铁，F为 氢氧化铝，H为氢氧化亚铁，I为氢氧化铁。偏铝酸钠水解 使溶液呈碱性，所以溶液中离子浓度的大小顺序为 答案 (1)Fe2O3、Al(OH)3 方法归纳 “框图”推断题的答题要领 1.思维要有整体性：解答时必须认真研究题目的总 体要求，仔细推敲每一个环节，结合限制条件，弄 清各个环节的相互联系，相互影响，串联整个过程 ，回答力求完整。 2.假设推断要合理：在框图推断中，抓住关键环节 ，进行合理假设是必须的，按照题目要求理顺后再 确定，这样可以大大节省时间。 3.检验一遍很重要：通过一系列思维活动推断出结果后 ，将结果放入原题中进行检验，完全符合才正确，如有 一处不符，可能是哪个环节出现了纰漏，则需再思考。 4.思维发散有必要：注意多解，有时符合题意的解可能 不止一种或一组。 纵观近几年全国各地高考化学试题，除在选择 题中直接考查元素化合物的性质、制法及相互转变关系外 ，更重要的是以元素化合物知识为载体，综合氧化还原、 强弱电解质、平衡移动原理、物质结构等理论知识，对考 生的思维能力进行综合考查。该部分高考题的特点是新颖 、知识覆盖面广、思维跨度大，不但考查一个知识点，而 且将多个知识点串联起来，增大了试题的难度。 知识精讲 考点二 元素化合物知识的综合应用 试题大致分为三种类型：一是化学实验对元素化合物知 识的探究和验证；二是元素化合物知识在实际生产中的 应用；三是化学反应原理对化合物知识的概括和演绎。 题组集训题组一 利用综合实验探究元素化合物的性质 .该小组为确定一份加碘盐(可能含有KIO3、KI、Mg2 、Fe3)的成分，设计定性实验加以猜想和验证。 (1)实验过程如下： 实验步骤实验过程和现象对应结论 步骤1 取一定量加碘盐，用适 量蒸馏水溶解，并加稀 盐酸酸化，将所得试液 分为3份 步 骤 2 第份 试液 碘盐中肯定含_ 步 骤 2 第份 试液 第份 试液 X为_ _ _ _(填化学式) 解析 根据步骤2中第份试液中的实验现象，加碘盐 中肯定含有Fe3；根据下层为紫红色知，X应为CCl4。 答案 Fe3 CCl4 (2)该碘盐中肯定不含的物质是_(用化学式或离子 符号表达)。 解析 因为IO 5I6H=3I23H2O，所以根据第 份试液中加入KIO3固体、淀粉无现象，证明碘盐中一 定不含KI。 KI (3)根据信息推断Fe3、S4O 、I2、Br2的氧化性由强到弱 的顺序是_。 解析 由题干中所给信息，根据氧化剂的氧化性大于氧 化产物的氧化性可知，氧化性：Br2Fe3I2S4O 。 (4)第份试液中加入足量KI固体后，反应的离子方程式 为_、_ _。 2Fe32I= 2Fe2I2 .用“间接碘量法”测定含有CuCl22H2O晶体的试样(不 含能与I发生反应的氧化性杂质)的纯度，过程如下： 取0.40 g试样溶于水，加入过量KI固体，充分反应，生成 白色沉淀。加入淀粉作滴定指示剂，用0.100 0 molL1 Na2S2O3标准溶液滴定，到达滴定终点时，消耗Na2S2O3 标准溶液20.00 mL。 (1)滴定终点的现象是_ 。 蓝色褪去，半分钟内颜色不变化 (2)CuCl2溶液与KI反应的化学方程式为_ _。 2CuCl24KI= 2CuII24KCl (3)该试样中CuCl22H2O的质量分数为_ _。 解析 2Cu24I=2CuII2 1 mol 1 mol x 20.00103 L0.100 0 molL1 2.0103 mol x2.0103 mol 答案 85.5% 命题思想 新高考实验命题对实验探究型试题特别青睐，本题 就是以教材原理为载体，设计探究物质的成分，氧 化性强弱比较，以及“滴定法”的迁移应用等，贴 近教材，符合新课改。 探究模式一般为提出问题进行假设或猜想 设计实验得出结论反思与拓展。 常考探究点：铁元素的价态；硫元素价态；浓硫 酸、稀硫酸的氧化性探究；浓硝酸、稀硝酸的氧化性 探究；SO2、CO2、CO等气体性质探究；CO2、SO2 、H2S与NaOH反应产物探究。 题组二 利用“工艺流程”全方位考查元素化合物的知识 2.(2015全国卷，27)硼及其化合物在工业上有许多用途。 以铁硼矿(主要成分为Mg2B2O5H2O和Fe3O4，还有少量 Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)为原料制备硼酸 (H3BO3)的工艺流程如图所示： 回答下列问题： (1)写出Mg2B2O5H2O与硫酸反应的化学方程式_ _ _。 为提高浸出速率，除适当增加硫酸浓度外，还可采取的措施 有_ _ _(写出两条) 。 解析 Mg2B2O5H2O与硫酸反应生成H3BO3、MgSO4， 配平即可。为提高浸出速率，可以从温度(升高温度)、 浓度、增大接触面积(将矿石粉碎)等角度分析。 (2)利用_的磁性，可将其从“浸渣”中分离。“ 浸渣”中还剩余的物质是_(写化学式)。 解析 Fe3O4具有磁性，可以利用铁块将其从“浸渣”中 吸出。SiO2不溶于H2SO4，CaO与H2SO4生成CaSO4微溶于 水，所以“浸渣”中还有SiO2和CaSO4。此时溶液中除 H3BO3外还有MgSO4由(1)中反应生成、Fe2(SO4)3、 FeSO4、Al2(SO4)3。 Fe3O4 SiO2和CaSO4 (3)“净化除杂”需先加H2O2溶液，作用是_ _。然后再调节溶液的pH约为5，目的是 _ _。 解析 “净化除杂”先加H2O2的目的是将Fe2氧化为Fe3 ，然后再通过调节pH促进Fe3、Al3水解生成Fe(OH)3、 Al(OH)3沉淀而除去。 将Fe2氧化为 Fe3 使Al3和Fe3 形成氢氧化物沉淀而除去 (4)“粗硼酸”中的主要杂质是_(填名称)。 解析 “粗硼酸”中的主要杂质是没有除去的MgSO4。 (5)以硼酸为原料可制得硼氢化钠(NaBH4)，它是有机合 成 中的重要还原剂，其电子式为_。 解析 NaBH4由Na和BH 组成。其中的氢显1价，1 价的H具有较强的还原性。 (七水)硫酸镁 (6)单质硼可用于生产具有优良抗冲击性能的硼钢。以硼 酸和金属镁为原料可制备单质硼，用化学方程式表示制 备过程_ _。 解析 以硼酸和金属镁为原料可制备单质硼的过程是： H3BO3分解生成B2O3，B2O3与金属镁发生置换反应生成 单质B。 2B3MgO 题后反思 对近年的高考试题进行分析，不难发现，无机化合 物的制备试题很多都是将化学工艺或化学工业生产 及最新科技成果融入其中，来考查学生的综合能力 。这类试题一般都是比较大型的推断、实验设计和 探究类试题，这是高考中一个重要的热点。化学工 艺流程题主要从以下两点设置： (1)环境与化学：主要涉及“废水、废气、废渣”的 来源，对环境的影响和处理原理。 (2)重要化工生产及资源利用：旨在用所学的基本理论( 氧化还原、化学平衡、盐类水解、电化学、热化学、有 机物结构与性质等)指导化工生产。从命题趋势来看，一 般有三种题型：一是从实验设计和评价的角度对化工生 产进行模拟；二是根据一些化工生产的流程来考查考生 的综合应用能力；三是关于化工生产的相关计算。 统览整体、截段分析是做“化工流程”题的主要方法。 统览整体就是对一些线型工艺流程试题，对比分析流程 图中原料与产品之间的关系，弄清生产过程中原料转化 为产品的基本原理和除杂、分离、提纯产品的化学工艺 ，然后再结合题设的问题，逐一推敲解答。截段分析就 是针对题目所涉及的问题在流程中的呈现位置进行截段 ，做重点分析，分析时，也要注意“前扯后挂”，不要 “断章取义”。 题组三 元素化合物知识与化学基本理论的融合 3.(2015北京理综，27)研究CO2在海洋中的转移和归宿， 是当今海洋科学研究的前沿领域。 (1)溶于海水的CO2主要以4种无机碳形式存在，其中HCO 占95%。写出CO2溶于水产生HCO 的方程式：_ _。 解析 CO2溶于水生成H2CO3，H2CO3电离出H和HCO 。 CO2 (2)在海洋碳循环中，通过下图所示的途径固碳。 写出钙化作用的离子方程式：_ _ 。 同位素示踪法证实光合作用释放出的O2只来自于H2O 。用18O标记物质的光合作用的化学方程式如