无机化学框架高中.doc

此文档收集于网络，如有侵权，请 联系网站删除高三化学专题复习：无机框图、元素化学的综合应用一、氯气及其化合物1以Cl2为中心的转化关系图：Cl2HClOHClNaClOCa(ClO)2FeCl3FeCl2CuCl2Br2I2FeCuCuCl2Fe、CuFeFe光照电解KIKINaBrNaOHNaOHCa(OH)2H2CO2、H2ONaClNa电解H2O2能与氯气反应的物质归类如下：物质类别非金属单质金属单质水碱非金属氧化物还原性离子有机物代表物质H2、PNa、Cu、FeH2ONaOH、Ca(OH)2SO2（水溶液中）Fe2、SO32、S2、Br、I（水溶液中）烯烃、炔烃烷烃、芳香烃3漂白原理的比较：氧化漂白。氯水、次氯酸盐、Na2O2和H2O2在一定条件下分解放出原子氧，原子氧（可表示为O）的活性很强，有较强的氧化能力，能将许多有色物质氧化成无色物质，从而达到漂白的目的。被漂白的物质不变色，此类漂白剂能漂白酸碱指示剂。化合漂白。如SO2的漂白，其原理是SO2溶于水生成亚硫酸，亚硫酸与有色物质化合，形成不稳定的无色化合物，无色化合物在一定条件下（如加热）分解恢复原色。SO2不能漂白酸碱指示剂。吸附漂白。活性炭、硅藻土的漂白原理是由于有许多小孔隙，总表面积大，有较强的吸附作用，通过吸附溶液中的一些有色物质或有色离子或有色气体使之褪色，属于物理变化。二、硫及其化合物FeSSSO2SO3H2SO4CuSO4Na2SO3O2O2FeH2ONaOHO2Cu或CuO等Cu或CHBaSO4BaCl2Na2SO4NaOHH2O、X2（XCl、Br、I）1以SO2为中心的转化关系图 2溶液中SO42-的检验原理：利用Ba2+ SO42-=BaSO4 (白色），BaSO4具有不溶于盐酸、硝酸的特性。试剂：可溶性钡盐BaCl2或Ba(NO3)2溶液、盐酸或稀硝酸。检验的误区：只加可溶性钡盐，不酸化。误将CO32-、PO43-、SO32-、Ag+等干扰离子判成SO42-，此时上述离子同样会产生BaCO3、Ba3(PO4)2、BaSO3、AgCl的白色沉淀。误将Ag+、Pb2+判成SO42-。如向待测液中滴加BaCl2溶液，再加盐酸有白色沉淀便断定含SO42-。其错误是未注意溶液中不含SO42-而含Ag+或Pb2+也会有同样现象。因为Ag+Cl-=AgCl(白色) Pb2+2Cl-=PbCl2（白色）误将SO32-判成SO42-。如向待测液中滴加用盐酸酸化的Ba(NO3)2溶液生成白色沉淀，便误以为有SO42-。该错误是未注意NO3-具有强氧化性，在酸性环境中发生反应：Ba2+ SO32-=BaSO3(白色)，3BaSO3+2H+2 NO3-=3BaSO4（白色）+2NO+H2O再如向待测液中滴加用硝酸酸化的BaCl2溶液产生白色沉淀，便错误地认定一定含SO42-，也同样是落入干扰离子转化为SO42-从而生成BaSO4的陷阱中。检验的关键：既要注意试剂的选择，又要注意操作顺序的优化，方能排除干扰离子的误导，全面考虑，综合分析，正确推导。三、氮及其化合物1以NO为中心的转化关系图NH3H2ONH3NH4ClN2NONO2HNO3Cu(NO3)2H2OCaOH2O2O2H2OO2CuHClC或CuCa(OH)2Cu或CuON2O4HClNaOHH2O2实验室快速制取氨气的方法是：方法化学方程(或原理)气体发生装置加热浓氨水NH3H2ONH3+H2O浓氨水+固体NaOH或生石灰NaOH溶于水放热，促使氨水分解：NH3H2O NH3+H2ONH3H2O+CaO=NH3+Ca(OH)23关于硝酸化学性质的几个问题硝酸的还原产物可以为：NO2、NO、N2O、N2、NH3、NH4+等，HNO3的浓度越低，还原产物的价态越低。试管壁上的Cu或Ag应用稀硝酸洗去：用稀硝酸比用浓硝酸的HNO3利用率高，且产生的污染物(NOx)少。在化学反应过程中，因量变积累，常常引起反应实质的变化，除硝酸外，硫酸、盐酸其浓溶液、稀溶液的性质不同，反应过程中浓度变化也往往引起反应实质的变化，解题应给予充分注意。浓硝酸久置变黄，工业盐酸为黄色(含Fe3+)、亚铁盐放置溶液变黄(Fe2+被氧化为Fe3+)、KI溶液久置变黄(I-被氧化为I2)，其中亚铁盐溶液中要加铁粉保存且现配现用。硝酸越浓，其氧化性越强，被还原的程度越小。硝酸的氧化性强弱不是根据硝酸被还原的产物的化合价改变的大小来决定，而是得电子难易程度决定。在单质与硝酸反应的有关计算中，要注意单质是金属还是非金属，若为金属参加的反应硝酸分为两部分，一部分作氧化剂，另一部分起酸性生成硝酸盐，应先确定未被还原的硝酸，再由电子得失守恒求解。若为非金属单质与硝酸反应时，硝酸全部被还原。四、碳硅及其化合物H2SiO3Na2CO3NaHCO3CO2COCCO2、H2ONaOH或加热NaOHHClNaOHO2O2或CO2O2CHCl或加热Na2SiO3H2OSiO2加热Na2SiO3HClNaOHNaOHCaSiO3CaCl2CaOSiO2SiF4HFF2或HF1以CO2为中心的转化关系图2硅及其化合物的特殊性硅的还原性比碳强，而碳在高温下能从二氧化硅中还原出硅。非金属单质与强碱溶液反应一般不生成氢气，而硅与氢氧化钠等强碱溶液反应产生氢气。非金属单质一般不与非氧化性酸反应，而硅不但与氢氟酸反应，而且有氢气生成。酸性氧化物一般不与酸发生复分解反应，而二氧化硅却能与氢氟酸反应，生成四氟化硅和水。无机酸一般易溶于水，而硅酸和原硅酸却难溶于水。在水溶液中，碳酸的酸性比硅酸强，二氧化碳与硅酸钠反应生成碳酸钠和硅酸沉淀。在高温下碳酸钠与二氧化硅反应生成硅酸钠和二氧化碳，其原因是在高温条件下，生成的二氧化碳离开反应体系而使反应进行到底。五、钠、钾及其化合物NaNa2ONa2CO3NaOHNa2O2C2H5ONaNaClNaHCO3O2常温O2点燃C2H5OHH2OH2OCO2CO2Ca(OH)2CO2CO2、H2OHCl电解水溶液NH3、CO2、H2OHCl电解1以Na为中心的转化关系图2碱金属的性质规律与特例通常合金多呈固态，而钠钾合金却是液态。碱金属单质在空气或氧气中燃烧时，生成过氧化物甚至比过氧化物更复杂的氧化物，而Li只生成Li2O。碱金属单质密度一般随核电荷数增大而递增，但K的密度比Na小。碱金属单质一般跟水剧烈反应，但Li跟水反应缓慢(LiOH溶解度小)。碱金属单质因其活动性强，多保存在煤油中，而Li却因密度比煤油更小，只能保存在液体石蜡中。碱金属的盐一般都易溶于水，但Li2CO3却微溶。一般说，酸式盐较正盐溶解度大，但NaHCO3却比Na2CO3溶解度小。Fr是放射性元素，所以在自然界中不存在。3焰色反应概念：多种金属或它们的化合物在燃烧时使火焰呈特殊的颜色，这在化学上叫焰色反应，该反应属物理变化。用品：铂丝(或铁、铬、镍、钨等)、酒精灯(或煤气灯)、试剂。操作：进行焰色反应的操作，应把装在玻璃棒上的铂丝放在酒精灯火焰里灼烧，等到与原来火焰颜色相同的时候，蘸上要检验的溶液，放在火焰上观察火焰的颜色。观察钾的火焰颜色的时候，要透过蓝色的钴玻璃片去观察，这样可以滤去黄色的光，避免其中钠元素杂质所造成的干扰。六、铝、镁及其化合物MgOHClMgCl2NaOHHClMg(OH)2MgHClMgCO3HClNa2CO3H沸水中长期煮点燃高温H2O，熔融电解Al2O3AlAl(OH)3AlCl3NaAlO2O2或Fe2O3，高温熔融电解NaOH溶液HCl或Cl2NaOHHClNH3H2OHClNaOH溶液CO2,H2O1以Al2O3、MgCl2为中心的转化关系图 2铝三角之间的转换及其图像在Al3+、Al(OH)3、AlO2-之间的相互转化反应中，都有特定的数量关系。其中的定量关系可用数学中数形结合的思想加以分析，现概括如下：在适量的可溶性铝盐溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量：现象：立即产生白色沉淀渐多最多n（NaOH）n（Al3+）=31渐少消失n（NaOH）n（Al3+）=41，见下图。在适量的偏铝酸盐溶液中逐滴加入稀盐酸至过量：现象：立即产生白色沉淀渐多最多n（H+）n（AlO2-）=11渐少消失n（H+）n（AlO2-）=41，见下图。在适量的偏铝酸盐溶液中缓慢通入CO2至过量：现象：立即产生白色沉淀渐多最多n（CO2）n（AlO2-）=12沉淀不消失。见下图。在适量强碱性溶液中逐滴加入铝盐溶液至过量：现象：局部产生白色沉淀振荡消失白色沉淀渐多最多n（OH）n（Al3+）=31不消失。见下图。在适量强酸性溶液中逐滴加入偏铝酸盐溶液至过量现象：局部产生白色沉淀振荡消失白色沉淀渐多最多。见下图。七、铁铜及其化合物 1以铁、铜为中心的转化关系CuCu2(OH)2CO3CuSO4CuCl2CuOCu2OCu(OH)2O2H2或CO或乙醇NaOHH2SO4CH3CHOH2SO4BaCl2HClO2、CO2和H2OCl2或FeCl3Zn或Fe浓H2SO4Zn或FeFe3O4FeFeCl2Fe(OH)2Fe(OH)3FeCl3Fe2O3O2H2或COAl或COO2H2ONaOHHClCl2CuCl2HCl或Cl2Fe或CuNaOHHCl 2Fe2+与Fe3+的鉴别直接观察颜色：Fe2+的溶液呈浅绿色，Fe3+的溶液呈棕黄色。利用显色反应：，有关离子方程式：Fe3+SCN-=Fe（SCN）2+利用铁化合物沉淀的颜色：有关反应式：Fe2+2OH-=Fe(OH)2，4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3。Fe3+3OH-=Fe(OH)3。有关离子反应式：2Fe3+3CO32-+3H2O=2Fe(OH)3+3CO2利用Fe3+的氧化性：，有关离子反应式：2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+，有关离子反应式：2Fe3+2I-=2Fe2+I2，有关离子反应式：Fe2+S2-=FeS，Fe3+S2-=2Fe2+S利用Fe2+的还原性：，有关离子反应式：5Fe2+MnO4-+8H+=5Fe3+Mn2+4H2O，有关离子反应式：2Fe2+Br2=2Fe3+2Br-注：以上方法以KSCN溶液鉴别最常用。3氢氧化亚铁的制备方法 因Fe(OH)2在空气中易氧化，4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,故Fe(OH)2在水中稳定存在的寿命只有几秒钟，在实验室制取Fe(OH)2时，一定要用新制的Fe2+盐和先加热驱赶O2后的NaOH溶液，且滴管末端插入试管内的液面下，再滴加NaOH溶液，也可以在反应液面上滴加植物油或苯等物质进行液封，以减少Fe(OH)2与O2接触。 关于Fe(OH)2制备的方法很多，核心问题两点，一是溶液中的溶解氧必须除去，二是反应过程必须与O2隔绝。八、中学化学中常见的一些规律性转化关系1由、2由3常能发生歧化反应和归中反应的元素有：Cl、Br、I、N、S、Fe、Cu等。【例1】今有一包铁粉和铜粉混合粉末，为确定其组成，现提供4 molL1的FeCl3溶液(其它用品略)，某合作学习小组同学的实验结果如下(假定反应前后溶液体积不变)：组别VFeCl3(aq)/mL100100100100混合粉末质量/g613.22436反应后剩余固体质量/g01.2812.824.8下列结论正确的是A第组反应后溶液中c(Fe3) = 3.0 molL1B第组剩余固体全是铜C第组反应后的滤液中c(Fe2) = 6 molL1D原混合粉末中n(Fe)n(Cu) = 32【例2】如下图所示，现有一瓶饱和氯水倒扣于水槽中，当日光照射到盛有氯水的装置时，可观察到平底烧瓶内有气泡产生，放置一段时间后，溶液颜色变浅，产生上述现象的原因是 _(请用相关的反应方程式和简要文字说明)。当氯水中不再产生气泡时，某学生欲检验该反应所产生的气体，则该同学可采取的合理操作是 (说明：氯水有一定腐蚀性，操作时需戴橡胶手套)在氯水中存在多种分子和离子，也可以通过实验的方法加以确定。下列说法错误的是 A加入含有NaOH的酚酞试液，红色褪去，说明有H离子存在 B加入有色布条后，有色布条褪色，说明有HClO分子存在 C氯水呈浅黄绿色，且有刺激性气味，说明有C12分子存在 D加入硝酸酸化的AgNO3溶液产生白色沉淀，说明有Cl离子存在【例3】某同学为研究硝酸与镁的反应，进行图示实验，实验现象及相关数据如下：(a)A中为一定浓度的硝酸与Mg片发生反应，生成的气体通过B后，在B中只生成一种盐，剩余气体遇空气不变色，其体积为原体积的一半。(b)从C进入D中的气体有两种，且体积比为11。(c)将D加热一段时间后，E中干燥的红色石蕊试纸逐渐变蓝。(设实验前，装置中的空气已排尽；气体的体积均在同温同压下测定)已知反应中水蒸气的体积忽略不计，实验中的液体药品均过量。请回答：硝酸与Mg片反应生成的气体成分是_(用化学式表示)。硝酸在装置A的反应中所表现的性质有_。写出D中发生反应的化学方程式_。若向反应后的A中加入足量的NaOH固体，使产生的气体全部逸出，其体积为硝酸与Mg片反应生成的气体体积的1/4(同温同压)，写出符合上述实验事实的硝酸与Mg片反应的离子方程式_。【例4】生铁中一般含有化合物B，它的含量、形状、分布对生铁性能影响很大，使生铁硬而脆，不宜进行机械加工。已知：E、F、H、I、P常温下为气体，H、I、P为单质，E是一种经棕色气体。备理想的绿色水处理剂Na2FeO4的方法，其中反应在生成Na2FeO4的同时还生成NaNO2和H2O。各物质之间的转化关系如下图所示(图中部分生成物没有列出)。请填写以下空白：写出F的电子式_。反应的离子方程式为_；反应的化学方程式为_。答案为： 2Cl-+2H2O2OH-+H2+Cl2Fe2O3+3NaNO3+4NaOH=2Na2FeO4+3NaNO2+2H2O【专题演练】1 X、Y是下列浓度均为0.1molL1的溶液中的某一种：混有少量盐酸的MgSO4溶液 Al2(SO4)3溶液 明矾溶液 Ba(OH)2溶液 NaOH溶液。现向溶液X中逐滴加入溶液Y，得到的沉淀量与所加Y溶液的体积的关系的部分图像如右图所示，则符合该图像的共有_种组合A5种 B6种 C8种 D10种2 有一钠块放置于潮湿空气中，表面氧化变质，但仍为白色块状固体，称其质量为25g，将其全部投入足量水中反应，得到溶液1000mL，并收集到气体2.24L（标准状况下的纯净物），再取此溶液100mL，用1mol/L的盐酸滴定至中性，用去70mL，并将滴定过程中产生的气体通入到足量的澄清石灰水中，得到干燥的沉淀1g，则金属钠的氧化率为 A71.4% B81.6% C18.4% D28.6%3 由A、D、E、G四种微粒组成的盐可表示为xAaDdyE2DzG(其中x、y、z均为系数)。取该盐4.704克溶于水得一澄清的弱酸性溶液，其中溶质的质量为3.408克。同质量的该盐与5.13克Ba(OH)2充分混匀后加热，生成的气体用足量的铝盐溶液充分吸收得Al(OH)3为0.624克，加热后的残渣用水溶解后过滤，滤液以酚酞为指示剂用0.400摩/升的H2SO4滴定至终点，用去H2SO4为15.0毫升，滴定完毕后，溶液检测不出任何金属离子和酸根离子，滤渣用HNO3洗涤时部分溶解，得一遇石炭酸显紫色的黄色溶液，依据推理、计算，将结果填入下列空格内。A、D、E、G四种微粒分别为_；推算x、y、z之比为_；推算a、d之比值