2023新教材高考化学二轮专题复习专题4元素及其化合物

专题四元素及其化合物真题研练·析考情【真题研练】1.[2022·浙江6月]下列说法不正确的是()A．晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间，常用于制造光导纤维B．高压钠灯发出的黄光透雾能力强、射程远，可用于道路照明C．氧化铝熔点高，常用于制造耐高温材料D．用石灰石—石膏法对燃煤烟气进行脱硫，同时可得到石膏2．[2022·广东卷]劳动开创未来。下列劳动项目与所述的化学知识没有关联的是()选项劳动项目化学知识A面包师用小苏打作发泡剂烘焙面包Na2CO3可与酸反应B环保工程师用熟石灰处理酸性废水熟石灰具有碱性C工人将模具干燥后再注入熔融钢水铁与H2O高温下会反应D技术人员开发高端耐腐蚀镀铝钢板铝能形成致密氧化膜3.[2021·广东卷]部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是()A.a可与e反应生成bB.b既可被氧化，也可被还原C.可将e加入浓碱液中制得d的胶体D.可存在b→c→d→e→b的循环转化关系4．[2022·广东卷]若将铜丝插入热浓硫酸中进行如图(a～d均为浸有相应试液的棉花)所示的探究实验，下列分析正确的是()A.Cu与浓硫酸反应，只体现H2SO4的酸性B.a处变红，说明SO2是酸性氧化物C.b或c处褪色，均说明SO2具有漂白性D.试管底部出现白色固体，说明反应中无H2O生成5．[2022·山东卷]高压氢还原法可直接从溶液中提取金属粉。以硫化铜精矿(含Zn、Fe元素的杂质)为主要原料制备Cu粉的工艺流程如下，可能用到的数据见下表。Fe(OH)3Cu(OH)2Zn(OH)2开始沉淀pH1.94.26.2沉淀完全pH3.26.78.2下列说法错误的是()A.固体X主要成分是Fe(OH)3和S；金属M为ZnB.浸取时，增大O2压强可促进金属离子浸出C.中和调pH的范围为3.2～4.2D.还原时，增大溶液酸度有利于Cu的生成【考情分析】考点考向预测元素化合物的性质及用途物质的性质与用途的简单应用元素化合物是化学命题的主要载体，考查点不会有太大的变化，主要考查某些元素及其化合物的性质、物质的分离和除杂，可能会涉及反应原理与规律中的相关知识。元素化合物的性质检验及探究元素化合物之间的转化化学反应对应物质转化、现象微型化工流程图核心突破·提能力考点1元素及其化合物之间的转化【核心梳理】1.常考无机物的性质与用途对应关系序号性质用途(1)硅是常用的半导体材料可作太阳能电池板(2)二氧化硅导光能力强，并且有硬度和柔韧度可作光导纤维(3)2C＋SiO2高温=Si＋焦炭还原二氧化硅制备粗硅(4)硅胶能吸收水分可作(袋装食品)干燥剂(5)浓氨水具有挥发性，氨具有还原性用浓氨水检验输送氯气的管道是否漏气(6)草木灰和铵态化肥反应生成氨气，使肥效降低草木灰和铵态化肥不能混合施用(7)二氧化硫具有还原性、漂白性可用作葡萄酒添加剂；漂白纸浆等(8)Na2CO3水解使溶液显碱性用热的纯碱溶液洗去油污(9)Na2O2与H2O、CO2反应均生成O2作供氧剂(10)锂质量轻、比能量大可用作电池负极材料(11)Al具有良好的延展性和抗腐蚀性常用铝箔包装物品(12)铝有还原性能发生铝热反应，放出大量热可用于焊接铁轨、冶炼难熔金属(13)MgO、Al2O3的熔点很高作耐高温材料(14)小苏打与硫酸铝溶液发生相互促进的水解反应可作泡沫灭火器(15)CuSO4使蛋白质变性误服CuSO4溶液，喝蛋清或豆浆解毒(16)BaSO4不溶于水，不与胃酸反应在医疗上用作“钡餐”2.常见元素及其化合物之间的转化(1)钠及其化合物的转化关系上图标号反应的化学方程式：①________________________________________________________________________②________________________________________________________________________③________________________________________________________________________④________________________________________________________________________⑤________________________________________________________________________或________________________________________________________________________⑥侯氏制碱法的原理________________________________________________________________________(2)铝及其化合物的转化关系上图标号反应的化学方程式：①________________________________________________________________________②________________________________________________________________________③________________________________________________________________________④________________________________________________________________________⑤________________________________________________________________________(3)铁及其化合物的转化关系上图标号反应的化学方程式：①________________________________________________________________________②________________________________________________________________________③________________________________________________________________________④________________________________________________________________________⑤________________________________________________________________________(4)铜及其化合物的转化关系上图标号反应的化学方程式：①________________________________________________________________________②________________________________________________________________________③________________________________________________________________________(用离子方程式表示)(5)硅及其化合物的转化关系上图标号反应的化学方程式①________________________________________________________________________②________________________________________________________________________③________________________________________________________________________或________________________________________________________________________④________________________________________________________________________⑤________________________________________________________________________⑥________________________________________________________________________⑦________________________________________________________________________(6)氮及其化合物的转化关系上图标号反应的化学方程式①________________________________________________________________________②________________________________________________________________________③________________________________________________________________________④________________________________________________________________________(7)氯及其化合物的转化关系上图标号反应的化学方程式：①________________________________________________________________________②________________________________________________________________________③________________________________________________________________________④________________________________________________________________________⑤________________________________________________________________________⑥________________________________________________________________________(8)硫及其化合物的转化关系上图标号反应的化学方程式：①________________________________________________________________________②________________________________________________________________________③________________________________________________________________________④________________________________________________________________________【归纳提升】常见无机物转化关系(2)非金属O2，满足此关系的有N、S。(3)化合物AO2BO2CH2O酸，满足此条件的有CH4、NH3、(4)X、Y、Z、W四种物质在一定条件下具有如图所示的转化关系，列举出符合此转化关系X、Y、Z、W的三组物质化学式：①AlCl3、Al(OH)3、NaAlO2、NaOH；②NH3、NO、NO2、O2；③H2S、S、SO2、O2。【典题精研】考向1元素及其化合物的性质与应用例1[2021·河北卷]硫和氮及其化合物对人类生存和社会发展意义重大，但硫氧化物和氮氧化物造成的环境问题也日益受到关注。下列说法正确的是()A．NO2和SO2均为红棕色且有刺激性气味的气体，是酸雨的主要成因B．汽车尾气中的主要大气污染物为NO、SO2和PM2.5C.植物直接吸收利用空气中的NO和NO2作为肥料，实现氮的固定D．工业废气中的SO2可采用石灰法进行脱除[题型分析]关于元素及其化合物的性质及用途多采用“拼盘式”考查，四个选项涉及不同的物质，也可能以确定某一主题考查相关物质不同的性质或用途。2023年高考可能这样考1．“劳动创造幸福，实干成就伟业”。下列劳动项目所涉及的化学知识不正确的是()选项劳动项目化学知识A氢氟酸在玻璃器皿上刻蚀标记HF与SiO2反应BNaCl的溶解度随温度变化不大在盐田中晾晒海盐，得到粗盐C利用含小苏打的发酵粉烘焙蛋糕小苏打是碳酸氢钠D用明矾处理较浑浊的天然水明矾主要起净水和杀菌作用考向2元素化合物之间的转化例2部分含铜物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断错误的是()A．d的代表物质高铜酸钾(KCuO2)具有强氧化性B．将c加入浓碱液中可制得e的胶体C．e→a的转化可用于检验葡萄糖D．存在b→c→e→b的转化关系[题型分析]元素及其化合物之间的转化主要有两条呈现主线，一是单质、氧化物、酸、碱、盐之间的转化，二是不同价态的化合物之间的转化。处理这类问题时应该根据题目情景及载体抓住关键信息，联想规律进行作答。2023年高考可能这样考2．炼铁工业中高炉煤气的一种新的处理过程如图所示，有关该过程的叙述错误的是()A．可减少CO2的排放B．Fe3O4和CaO均可循环利用C．过程①和④的转化均为氧化还原反应D．过程①的反应中有非极性键的断裂和生成考点2简单无机化工流程分析【核心梳理】1.掌握经典无机化工流程(1)纯碱制备饱和NaCl溶液通入足量NH3通入过量CO2过滤NaHCO3(2)绿矾制备废铁屑稀H2SO4Fe粉FeSO4·7H2(3)从铝矿石中获得铝(4)海水提镁(5)海水提溴2．工艺流程图示与分析(1)工艺流程图示原料有用成分及杂质⇒原料预处理⇒物质转化主反应⇒产品的净化与分离⇒(2)工艺流程分析方法工艺流程中，一般每个“方框”代表一个操作或一个反应。分析某个过程反应的时候注意：该反应的反应物是“进框箭头物质”，生成物是“出框箭头物质”，反应的酸碱性环境综合考虑前一步反应及产物特点进行判断。【典题精研】考向“简易化工流程”及分析例3[2021·山东卷]工业上以SO2和纯碱为原料制备无水NaHSO3的主要流程如图，下列说法错误的是()A．吸收过程中有气体生成B．结晶后母液中含有NaHCO3C．气流干燥湿料时温度不宜过高D．中和后溶液中含Na2SO3和NaHCO3[题型分析]简单无机化工流程图是考查元素及其化合物性质及转化的主要呈现形式，常涉及物质的分离提纯、物质转化过程中反应条件的控制、反应类型及物质成分的判断、离子检验，也可能涉及简单的计算。2023年高考可能这样考3．一种利用废旧镀锌铁皮制备磁性Fe3O4纳米粒子的工艺流程如图。下列有关说法不正确的是()A．“碱洗”是为了去除废旧镀锌铁皮表面的油污B．“氧化”时发生反应的离子方程式为2Fe2＋＋ClO－＋2H＋=2Fe3＋＋Cl－＋H2OC．“氧化”后的溶液中金属阳离子主要有Fe2＋、Fe3＋、Na＋D．用激光笔照射“加热沉铁”后所得分散系，产生丁达尔效应模考精练·抓落实1.[2022·江苏省苏、锡、常、镇四市一调]下列有关酸的性质与用途具有对应关系的是()A．盐酸具有还原性，可用于金属除锈B．浓硫酸具有脱水性，可用作干燥剂C．过氧乙酸有强氧化性，可用作消毒剂D．硝酸具有挥发性，可用于制造化肥2．[2022·广东省梅州市一模]部分含硫物质的分类与相应硫元素的化合价关系如图所示。下列说法不正确的是()A．a与c之间能发生氧化还原反应B．d溶液久置于空气中会生成e，溶液的导电性增强C．c能使溴水褪色，说明c有漂白性D．可实现a→b→c→d→e的转化3．[2022·山东省聊城市一模]下列依据实验方案和现象对浓硫酸性质做出的判断合理的是()实验方案实验Ⅰ：实验Ⅱ：实验现象试纸中心区域变黑，边缘变红黑色固体溶解，溶液接近无色(溶液中锰元素仅以Mn2＋存在)，产生能使带火星的木条复燃的无色气体A．由Ⅰ可知，浓硫酸具有脱水性B．由Ⅰ可知，浓硫酸具有弱酸性C．由Ⅱ可知，浓硫酸具有强氧化性D．由Ⅱ可知，浓硫酸具有吸水性4．H2SO5(过一硫酸)为一元强酸，常温常压下为白色固体，结构简式为，具有强氧化性。下列关于H2SO5及其盐的说法错误的是()A．KHSO5为酸式盐，水溶液显碱性B．H2SO5中硫元素为＋6价C．S原子与O原子之间既存在σ键又存在π键D．H2SO5中硫原子的杂化方式为sp3杂化5．钡盐生产过程中排出大量的钡泥[主要含有BaCO3、BaSiO3、BaSO3、BaFeO22等]，由该钡泥制取硝酸钡Ba已知废渣中含有Fe(OH)3。下列说法错误的是()A．“酸溶”时的不溶物成分主要为硅酸和硫酸钡B．为了加快反应速率，“酸溶”时，可采取搅拌、高温等措施C．“中和Ⅰ”加入的X可选用BaCO3D．废渣经过加工可用来生产油漆或涂料专题四元素及其化合物真题研练·析考情1．解析：晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间，属于半导体，二氧化硅常用于制造光导纤维，A项错误；高压钠灯发出的黄光透雾能力强、射程远，可用于道路照明，B项正确；氧化铝熔点高，常用于制造耐高温材料，C项正确；用石灰石—石膏法对燃煤烟气进行脱硫是指燃煤产生的二氧化硫溶于水后与石灰石反应生成CaSO3，CaSO3被氧化生成CaSO4，即得到石膏，D项正确。答案：A2．解析：小苏打是碳酸氢钠，不是碳酸钠，主要用来做膨松剂，故A符合题意；熟石灰是氢氧化钙，具有碱性，可以用于处理酸性废水，故B不符合题意；熔融的铁与水蒸气在高温下反应会生成四氧化三铁和氢气，因此必须将模具干燥，故C不符合题意；钢板上镀铝，保护钢板，金属铝表面形成致密氧化膜而保护金属铝不被腐蚀，故D不符合题意。答案：A3．解析：由题图可知，a为Fe，b中含有Fe2＋，c为Fe(OH)2，d为Fe(OH)3，e中含有Fe3＋。Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，a可与e反应生成b，A推断合理；Fe2＋既可以被氧化为Fe3＋，也可以被还原为Fe，B推断合理；可将饱和的Fe3＋溶液加入沸水中制得Fe(OH)3胶体，而不是浓碱液中，C推断不合理；可存在Fe2＋OH-Fe(OH)2O2Fe(OH)3H+Fe3＋FeFe2＋答案：C4．解析：铜和浓硫酸反应过程中，生成CuSO4体现出浓硫酸的酸性，生成SO2体现出浓硫酸的强氧化性，故A错误；a处的紫色石蕊溶液变红，其原因是SO2溶于水生成了酸，可说明SO2是酸性氧化物，故B正确；b处品红溶液褪色，其原因是SO2具有漂白性，而c处酸性高锰酸钾溶液褪色，其原因是SO2和KMnO4发生氧化还原反应，SO2体现出还原性，故C错误；实验过程中试管底部出现白色固体，根据元素守恒可知，其成分为无水CuSO4，而非蓝色的CuSO4·5H2O，其原因是浓硫酸吸水，将反应生成的H2O吸收，故D错误。答案：B5．解析：CuS精矿(含有杂质Zn、Fe元素)在高压O2作用下，用硫酸溶液浸取，CuS反应产物为CuSO4、S、H2O，Fe2＋被氧化为Fe3＋，然后加入NH3调节溶液pH，使Fe3＋形成FeOH3沉淀，而Cu2＋、Zn2＋仍以离子形式存在于溶液中，过滤得到的滤渣中含有S、Fe(OH)3；滤液中含有Cu2＋、Zn2＋；然后向滤液中通入高压H2，根据元素活动性：Zn＞H＞Cu，Cu2＋被还原为Cu单质，通过过滤分离出来；而Zn2＋仍然以离子形式存在于溶液中，再经一系列处理可得到Zn单质。由分析可知固体X主要成分是S、Fe(OH)3，金属M为Zn，A正确；CuS难溶于硫酸，在溶液中存在沉淀溶解平衡CuS(s)⇌Cu2＋(aq)＋S2－(aq)，增大O2的浓度，可以反应消耗S2－，使之转化为S，从而使沉淀溶解平衡正向移动，从而可促进金属离子的浸取，B正确；根据流程图可知：用NH3调节溶液pH时，要使Fe3＋转化为沉淀，而Cu2＋、Zn2＋仍以离子形式存在于溶液中，结合离子沉淀的pH范围，可知中和时应该调节溶液pH范围为3.2～4.2，C正确；在用H2还原Cu2＋变为Cu单质时，H2失去电子被氧化为H＋，与溶液中OH－结合形成H2O，若还原时增大溶液的酸度，c(H＋)增大，不利于H2失去电子，因此不利于Cu的生成，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＋H2O2NaHCO3≜Na2CO3＋H2O＋CO2↑⑥CO2＋NH3＋NaCl＋H2O=NaHCO3↓＋NH4Cl(2)①2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑②Al2O3＋2NaOH=2NaAlO2＋H2O③AlCl3＋4NaOH=NaAlO2＋3NaCl＋2H2O④NaAlO2＋2H2O＋CO2=Al(OH)3↓＋NaHCO3⑤AlCl3＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NH4Cl(3)①2Fe＋3Cl2≜2FeCl3②Fe2O3＋3CO高温=2Fe＋③3Fe＋4H2O高温=Fe3O4＋4H④2FeCl2＋Cl2=2FeCl3⑤4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3(4)①2Cu＋S≜Cu2S②2Cu＋O2＋H2O＋CO2=Cu2(OH)2CO3③Cu＋2Fe3＋=Cu2＋＋2Fe2＋(5)①CO2＋2Mg点燃=C②Na2CO3＋H2O＋CO2=2NaHCO3③NaHCO3＋NaOH=Na2CO3＋H2O2NaHCO3≜Na2CO3＋H2O＋CO2④SiO2＋2C高温=Si⑤SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O⑥SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O⑦Na2SiO3＋2H2O＋CO2=Na2CO3＋H4SiO4↓(6)①4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up7(催化剂),\s\dog7(△))4NO＋6H2O②N2＋3H2eq\o(,\s\up7(高温、高压),\s\do5(催化剂))2NH3③2NO＋O2=2NO2④Cu＋4HNO3(浓)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O(7)①Cl2＋SO2＋2H2O=H2SO4＋2HCl②Cu＋Cl2≜CuCl2③Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O④2Cl2＋2Ca(OH)2=Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2O⑤MnO2＋4HCl(浓)≜MnCl2＋Cl2↑＋2H2O⑥2NaCl＋2H2O电解=2NaOH＋Cl2↑＋H(8)①2SO2＋O2eq\o(,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))2SO3②Cu＋2H2SO4(浓)≜CuSO4＋SO2↑＋2H2O③C＋2H2SO4(浓)≜CO2↑＋2SO2↑＋2H2O④2Na2SO3＋O2=2Na2SO4[例1]解析：SO2是无色气体，A错误；汽车尾气中含有氮氧化物、一氧化碳、未燃烧的碳氢化合物、含铅化合物、固体颗粒物等，B错误；植物不能直接吸收利用空气中的NO和NO2作为肥料，C错误；石灰(CaO)可与SO2反应生成CaSO3，故可采用石灰法脱除工业废气中的SO2，D正确。答案：D1．解析：氢氟酸与玻璃中的SiO2反应，生成SiF4气体和水，故可以用氢氟酸刻蚀玻璃，故A正确；海水晒盐相当于是用蒸发结晶的方法得到，氯化钠的溶解度受温度影响不大，因此采用此法获得，故B正确；小苏打是碳酸氢钠，受热分解产生二氧化碳气体等，故可用于烘焙蛋糕，故C正确；明矾处理浑浊的水，是因其溶水后形成胶体，胶体具有吸附性，但明矾不能杀菌，故D错误。答案：D[例2]解析：由图可知，d的代表物质高铜酸钾(KCuO2)中的铜元素具有最高价，化合价容易降低，具有强氧化性，A正确；c为正二价的铜盐，加入浓氢氧化钠会生成氢氧化铜沉淀，不会形成胶体，B错误；葡萄糖具有还原性，在碱性环境中可使二价铜转化为一价铜，故e→a的转化可用于检验葡萄糖，C正确；氧化铜和稀硫酸生成硫酸铜，硫酸铜和氢氧化钠生成氢氧化铜，氢氧化铜受热分解生成氧化铜，存在b→c→e→b的转化关系，D正确。答案：B2．解析：反应②利用二氧化碳和氧化钙反应生成碳酸钙，第④步中二氧化碳与铁生成四氧化三铁和CO，可减少CO2的排放，A正确；根据反应过程可知Fe3O4和CaO均可循环利用，①中消耗Fe3O4，④中生成Fe3O4，②中消耗CaO，③中生成CaO，B正确；过程①中CO转化为CO2，④中CO2转化为CO，均有化合价的变化，故转化均为氧化还原反应，C正确；过程①的反应有H2中非极性键的断裂，但没有非极性键的生成，D错误。答案：D[例3]解析：根据工艺流程逆向分析可知，以二氧化硫和纯碱为原料，得到的结晶成分为NaHSO3，则母液为饱和NaHSO3和过量的二氧化硫形成的亚硫酸，溶液呈酸性，所以加入纯碱进行中和，涉及的反应为H2SO3＋2Na2CO3=Na2SO3＋2NaHCO3，NaHSO3＋Na2CO3=Na2SO3＋NaHCO3，所以调节pH为8进行中和后得到Na2SO3和NaHCO3，通入二氧化硫气体进行混合吸收，此时吸收过程中发生反应为Na2SO3＋SO2＋H2O=2NaHSO3↓，SO2＋NaHCO3=CO2＋NaHSO3↓，此时会析出大量NaHSO3晶体，经过分离，将得到的湿料再进行气流干燥，最终得到NaHSO3产品。吸收过程中有二氧化碳生成，A正确；结晶后母液中含饱和NaHSO3和过量的二氧化硫形成的亚硫酸，没有NaHCO3，B错误；NaHSO3高温时易分解变质，所以气流干燥过程中温度不