2025届高三化学二轮复习：无机物间的转化及制备原理（含解析）

核心小专题无机物间的转化及制备原理

考向分析

无机物的转化及制备思想是高考中的常考点，要求学生认识物质及变化的本质特征与转化关系、制备原理等,如考查

金属冶炼原理、工业生产硫酸和硝酸、回收利用废弃物等，强调化学反应原理与实际生产相结合的关系，体现无情境

不命题的思想，重点在于理解反应背后的原理。

备考策略

备考时可将书本上的基础知识，三金(钠铁铝)四非(氯硫氮硅)的必备知识掌握扎实，再落实关于这些元素化合物之

间的转化及工业制备的原理和注意事项，注意一些融合性的知识。

必备知识

1.常见金属元素单质的冶炼

元素单质的制备原理

.,电解

钠从海水中分离出食盐，精制后，电解熔融的NaCl:2NaCl(熔融)-2Na+Cbf

(1)原理:在高温下用还原剂从铁矿石里还原出铁

(2)原料:铁矿石、焦炭、石灰石和空气

(3)设备:炼铁高炉

(4)生产过程：

铁

高温高温

①还原剂的产生:C+O2----CO2;CO2+C------2CO

高温

②铁矿石被还原成铁:FezCh+SCO:-2Fe+3cCh

高温高温

③炉渣形成:CaCCh:----CaO+CO2T;SiO2+CaO------CaSiO3

(续表)

元

单质的制备原理

素

从海水中提取镁的生产流程:

煨烧水海水沉淀池盐酸蒸发浓缩、冷却结晶

>

镁贝壳一*生石灰一>石灰乳--------Mg(OH)2沉淀一"MgCh溶液"MgCheHzO

HC1气体,

熔融电解

△MgCh"Mg

(1)由铝土矿制备铝的工艺流程:

方案一:碱溶法

@■晶玲

溶解灼烧*!I电婢蛾融回

过潺'r"以乱囚(西

铝」L矿-----►Al^Uj-----►A1

方案二:酸溶法

加过量NaOH遇熔融

「

滤溶液，加热

一

液通CO,并控制南过明电典隹堡圉

铝

酸

盐

一

出

沅网反应表件

—I

矿

液

一速|过滤、洗涤LjNaHCOs]

一

(2)有关化学反应:

i=

①Al2O3+2NaOH+3H2O_2Na[Al(OH)4]^AI2O3+6HCI-2A1C13+3H2O,AlCl3+4NaOH^

Na[Al(OH)4]+3NaCl

②Na[Al(OH)4]+CC)2(过量)^Al(OH)31+NaHCC>3

△

③2Al(OH)3----A12O3+3H2O

电解

©2Al2。3(熔融)冰晶石4Al+3O2t

2.氯气和氨的实验室制法

物质制备原理

氯气MnCh+4HCl(浓)2MnCb+CbT+2H2。

△

2NH4Cl+Ca(OH)2-CaCb+2H，O+2NH3T

氨

△

NH3-H2O(^)+CaO^NH3T+Ca(OH)2

3.常见非金属单质及其化合物的工业制法

(1)单质

物质|氯气浪单质碘单质

制备

,电解饱和食盐水海水提滨海带中提碘

方法

2NaCl+=

Cl2+2Br-^Br2+2Cr

电解

反应+

2H2。----Br2+SO2+2H2O^2Br+4H+

ci2+2r^2cr+i2

原理2NaOH+soj-

CbT+H2TCl2+2Br^Br2+2Cr

除杂

粗盐一精

制备

盐一*饱和食

流程

电解

盐水一*氯气

(2)化合物

物质氨硝酸

制备方法工业合成氨氨氧化法

催化剂

4NH+5O△4NO+6HO

高温、高压、322

反应原理

催化剂

N2+3H2'2NH32NO+O2^2NO2

3NO2+H2O^2HNO3+NO

制备流程

课堂考点过关

例1[2024.江苏卷]在给定条件下，下列制备过程涉及的物质转化均可实现的是（）

电解点燃

A.HC1制备:NaCl溶液一和Ch^^HCl

盐酸电解

B.金属Mg制备:Mg（OH）2-*MgCb溶液一*Mg

COZ△

>

C.纯碱工业:NaCl溶液一NaHCO3—>NazCCh

a

——*HO

2>

D.硫酸工业:FeS2高温SO2—H2SO4

例2[2023•浙江1月选考]下列关于元素及其化合物的性质说法不正确的是（）

A.Na和乙醇反应可生成H2

B.工业上煨烧黄铁矿（FeS2）生产SO2

C.工业上用氨的催化氧化制备NO

D.常温下铁与浓硝酸反应可制备NO2

例3[2023•辽宁卷]下列有关物质的工业制备反应错误的是（）

高温、高压、

A.合成氨:N2+3H2'催化剂—2NH3

点燃

=

B.制HC1:H2+C12^2HC1

高温

C.制粗硅:SiO2+2C—=Si+2cOT

电解

D.冶炼镁:2MgO（熔融）-2Mg+O2T

例4[2022•浙江6月选考]下列说法正确的是（）

A.工业上通过电解六水合氯化镁制取金属镁

B.接触法制硫酸时,煨烧黄铁矿以得到三氧化硫

C.浓硝酸与铁在常温下不反应，所以可用铁质容器贮运浓硝酸

D.“洁厕灵”（主要成分为盐酸）和“84消毒液”（主要成分为次氯酸钠）不能混用

变式训练

1.[2022•浙江杭州二中等三校联考]下列说法正确的是（）

A.电解熔融氯化钠制备金属钠

B.六水合氯化镁可在减压条件下直接加热生成纯净无水氯化镁

C.工业上采用高温冶炼黄铜矿的方法获得精铜

D.工业炼铁加入石灰石的主要目的是提供CO2

2.钠及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是（）

A.金属钠与熔融的TiCL反应可制备金属钛

B.呼吸面具中的Na2O2吸收人体呼出的CO2和H2O,同时释放出。2

C.侯氏制碱法的原理是将NH3通入含有CO2的饱和食盐水中制得NaHCO3

D.泡沫灭火器的原理是利用NaHCCh溶液与A12（SC）4）3溶液混合生成CO2

3.下列说法不正确的是（）

A.工业上用焦炭直接还原铁的氧化物冶炼金属铁

B.自然界的硫单质、硫化物和硫酸盐都可以用于制造硫酸

C.电解熔融NaCl可得金属钠，再由钠通过置换反应制备钛、留、锯、错等稀有

金属

D.利用二氧化碳和环氧丙烷的聚合反应可以制造全降解塑料

4.[2024•北京西城区一模]硅是电子工业的重要材料。利用石英砂（主要成分为SiO?）和镁粉模拟工业制硅的流程示

意图如下。

已知电负性:Si<H。

下列说法不正确的是（）

A.I中引燃时用镁条，利用了镁条燃烧放出大量的热

1=

B.II中主要反应有MgO+ZHCl------MgCL+H?。、Mg2Si+4HCl^2MgCl2+SiH4T

C.为防止SiH4自燃,H需隔绝空气

D.过程中含硅元素的物质只体现氧化性

课后复习巩固

一、单选题

1.在给定条件下，下列选项所示的物质间转化能实现的是

NaOH(aq)△

A.CuSO4(aq)fCu(OH)2^Cu2O

点燃NaOH(aq)

B

-Fe(s)少或Jed(s)fFe(OH)2

高温

co2

C.CaCl2fCaCC>3(s)忌CaSiO3(s)

HCl气流电解

D.A1C13(aq)告无水A1C13fAi

2.部分含铁物质的“价-类”关系如图所示。下列叙述错误的是

硫酸盐-

碱-

氧化物-

单质-

0+2+3

化合价

A.C在潮湿空气中迅速转化成d

B.a和e溶液能发生化合反应

C.b在空气加热迅速生成黑色固体

D.在稀硫酸中加入a、b、c都生成e

3.含Cl、Na、Al或Fe部分物质的“价-类”关系如图所示。卜列叙述正确的是

A.若a能与碱反应生成两种盐，则a和c都具有漂白性

B.若f分散于水中能形成红褐色胶体，则a与水蒸气反应生成e

C.若a能与水剧烈反应，则a在空气中最终转化成b

D.若f是两性氢氧化物，则a既能盐酸反应，又能与NaOH反应

4.下列说法错误的是

A.工业制硫酸不能通过提高燃烧时的温度使FeS2直接转化为SO3

B.工业合成氨时需要在高温下进行是因为合成氨的反应是吸热反应

C.工业上制备高纯硅的反应原理体现了温度对物质还原性强弱的影响

D.工业制氯气可以通过电解饱和食盐水实现

5.下列物质转化通常不能实现的是

As空气、_________空气、qc98.3%的浓硫酸吸收、Hqc

A•Q-燃烧)400~500℃,V2O5~>口

B.SiO式s)f^(粗)Si⑸」^SiHC13(g)f^(高纯)竽⑸

C.海水嘴%Br2(aq),篙温收>HBr(aq)」^Br2(aq)」^：^(1)

D.烧碱>Na[Al(OH)4](aq)%>A1(OH)3(s)^^>Al(s)

6.下图实验装置和操作能达到实验目的的是

A.利用甲装置先通氨气后通CO2制备小苏打

B.利用乙装置制备澳苯并验证有HBr生成

C.利用丙装置测定中和热

D.利用丁装置制备Fe(OH)2

7.在给定条件下，下列制备过程涉及的物质转化均符合实际的是

A.工业制备硝酸：N2蠹>N0^_»N02二jHNCh

B.工业制备漂白粉：饱和NaCl溶液——蚪~>Cb石灰乳>Ca(C10)2

C.工业制备金属Mg：Mg(OH)2>MgO——邈__>Mg

1

D.工业生产金属Al：A1C13-6H2O"^>AlCh——~>A1

8.硫元素的“价一类”关系如图所示。下列叙述错误的是

।।।

।।।

1

+6QAFI।

11।

先+4-------c------e-------g---------

।।।

如।।।

W+2।।i

।।।

।।।

__________i

0।।।

।।।

-2______________

1।।।

氢化物单质氧化物酸钠盐物质类别

A.a在空气中燃烧可以生成b或dB.c的大量排放是形成酸雨的原因之一

C.f的浓溶液和g混合发生复分解反应D.在一定条件下，Na2s2O3可转化为b和c

9.“价-类”二维图是学习、探究高中化学常见元素的不同物质之间转化的重要方法。硫元素的“价-类”二维图如图，下

列相关说法正确的是

6

5cdf

4

A.b是城市空气质量检测的主要指标，化石燃料燃烧是其来源之一$3b'eg'

如2

单质在氧气中燃烧得到还是取决于氧气的用量或浓度

B.abc1h

0a

C.j与硫酸铜溶液混合可以制得d,利用强酸制备弱酸原理（

j,q,

D.q的钠盐溶液与氯化铁溶液能大量共存-2

单质氧化物酸盐

物质类别

10.下列表中各组物质，不能按照图中关系（“一”表示反应一步完成）转化的是

选项甲乙丙

AFeFeChFeCh

BH2SO4SO2SO3

CNONO2HNO3

DNaOHNa2cO3NaCl

A.AB.BC.CD.D

答案与解析

课堂考点过关

例1A［解析］电解饱和氯化钠溶液可以得到H2和C12,H2在C12中燃烧，反应生成HC1,故A的转化可以实现;氢氧化

镁和盐酸反应可以得到氯化镁溶液，但是电解氯化镁溶液不能得到Mg,电解熔融MgCb才能得到金属镁单质，故B的转

化不能实现;纯碱工业是在饱和食盐水中通入N%和C02,过滤得到NaHCO羽然后NaHCCh受热分解转化为Na2co3,故

C的转化不能实现;工业制备硫酸，首先黄铁矿和氧气反应生成S02,由于SO2和水反应生成H2so3,不能得到H2so4,因此

SO2先经催化氧化转化为SO3,SO3再与H20反应生成H2SO4,故D的转化不能实现。

例2D［解析］乙醇的羟基氢能够与钠发生置换反应，生成氢气,A项正确;工业上，燃烧黄铁矿的产物是Fe2O3和SC)2,B

项正确;工业上，氨经催化氧化反应制备NO,进一步制取硝酸,C项正确;常温下，铁遇浓硝酸发生钝化,不能用于制备NO2

气体,D项错误。

例3D［解析］工业合成氨是利用氮气和氢气在高温、高压、催化剂的条件下反应生成氨，反应方程式为N2+3H2

高温、高压一“

、3点矫

催化剂2NH3,A正确;工业制氯化氢是利用氢气和氯气反应生成氯化氢，反应方程式为H2+Cb-2HC1,B正确;工业制

高温

粗硅是将SiO2与c在局温下反应生成粗硅,反应方程式为SiO2+2C-Si+2COT，C正确;工业冶炼金属镁是通过电解熔

电解

融氯化镁,反应方程式为MgCb(熔融)——Mg+CLT，D错误。

例4D［解析］工业上通过电解熔融的无水MgCb制取金属镁,A错误;接触法制硫酸时,煨烧黄铁矿只能得到SO2,SO2

在接触室经催化氧化才能转化为SO3,B错误;在常温下铁遇浓硝酸发生钝化，被浓硝酸氧化生成一层致密的氧化物薄膜，

进而阻止内层金属的进一步反应,可用铁质容器贮运浓硝酸,C错误;盐酸和NaClO混用会发生归中反应生成Cb,不仅达

不到各自预期的作用效果，还会污染环境,可能引起中毒事故,D正确。

【模拟演练】

1.A［解析］金属钠的活泼性强,工业上通常用电解熔融氯化钠的方法获取金属钠,A正确;MgCL6H2O加热获取无水

MgCb通常需在HC1气流中进行,以抑制Mg?+水解,B错误;工业上常采用电解精炼的方式获取精铜,高温冶炼黄铜矿得不

到精铜,C错误;工业炼铁加入石灰石是为了除去以SiCh为主要成分的脉石,D错误。

2.C［解析］金属钠还原性强于钛，与熔融的TiCL反应可制备金属钛,A正确;根据反应ZNazCh+ZCChi~'2Na2co3+O2和

2Na2O2+2H2O—4NaOH+O2T可知,B正确;氨在水中溶解度远大于二氧化碳，侯氏制碱法的原理是将CCh通入含有NH3

的饱和食盐水中制得NaHCO3,C错误;泡沫灭火器的原理是利用NaHCO3溶液与A12(SO4)3溶液混合发生反应生成氢氧

化铝和CO2,D正确。

3.A［解析］工业上用焦炭为原料生成还原剂CO,用CO还原铁的氧化物冶炼金属铁,A错误。自然界的硫单质、硫化

物等在加热条件下被氧气氧化为二氧化硫，二氧化硫经催化氧化生成三氧化硫，进一步与水作用转变为硫酸;某些硫酸盐

如绿矶，经过燃烧可以生成三氧化硫，再与水作用转变成硫酸,B正确。电解熔融NaCl可得金属钠,再由钠与熔融金属氯

化物通过置换反应制备钛、铝、铝、错等稀有金属,C正确。利用二氧化碳和环氧丙烷的聚合反应可以制造全降解塑

料，可有效处理排放的二氧化碳,D正确。

4.D［解析］因为SiO2与镁反应需要能量，所以I中引燃时用镁条，利用了镁条燃烧放出大量的热,A正确;因为硅与盐酸

不反应，所以n中主要反应有MgO+2HCl-MgCl2+H2O,Mg2Si+4HCl-2MgCl2+SiH4t，B正确;因为SiH4容易自燃，所

以为防止SiH4自燃,II需隔绝空气,C正确;因为电负性:Si<H,所以SiH4中硅元素为+4价，而Mg2Si中硅元素为-4价，所以

在Mg2Si+4HCl——2Mgeb+SiH4T中，含硅元素的物质Mg2Si体现还原性,D错误。

课后复习巩固

1.A

【详解】A.CUSO4与NaOH反应生成新制氢氧化铜悬浊液，新制氢氧化铜可与还原性糖麦芽糖反应生成C%。，故

A正确；

B.铁与氯气反应只能生成FeCb,故B错误；

C.CaCl?与CO2不能反应，故C错误；

D.A1CL为共价化合物，不能电解制取A1,故D错误；

故选：A„

2.D

【分析】根据图像可知，a为Fe,b为FeO,c为Fe(OH)”d为Fe(OH)3，e为Fe2(SOj。

【详解】A.Fe(OH)z在潮湿空气中迅速被氧化成Fe(OH)3,A项正确；

B.Fe和Fe2(SO4)3发生归中反应(化合反应)生成FeSO4,B项正确；

C.FeO在空气中加热生成黑色的FesOgC项正确；

D.Fe、FeO、Fe(OH)2硫酸反应都生成FeSO,，而非Fe?©。)，D项错误；

故选：D。

3.D

【详解】A.a能与碱反应生成两种盐，则a为Cb,c为HC1O,氯气没有漂白性，A错误；

B.f分散于水中能形成红褐色胶体，则f为Fe(OH)3,d为FeO,e为FezCh,a与水蒸气反应生成Fe3C)4,B错误；

C.a能与水剧烈反应，则a为Na,b为NaOH,在空气中Na最终变为Na2co3,C错误；

D.f是两性氢氧化物，则f为A1(OH)3,a为ALAl能与强碱强酸反应生成盐，D正确；

答案选D。

4.B

【详解】A.工业制硫酸FeS?和氧气在点燃条件下反应生成二氧化硫，提高燃烧时的温度不能使FeS2直接转化为三氧

化硫，A正确；

B.工业合成氨时需要在高温下进行是因为需要加快反应速率，考虑催化剂的效率和动力条件；合成氨反应是放热反

应，B错误；

C.根据元素非金属性，硅的还原性强于单质碳。工业上制备高纯硅的反应原理是碳还原二氧化硅得粗硅，获得氯化

硅后再用氢气还原，置换生成高纯硅，提现了温度对物质还原性的影响，C正确；

D.电解饱和食盐水可得氯气、氢气和氢氧化钠溶液，称为氯碱工业，D正确；

故选B。

5.D

【详解】A.S在空气中燃烧生成S02,S02可被氧化生成S03,S03可被98.3%浓硫酸吸收生成H2so4,A不符题

忌；

B.Si。?可被C还原形成粗硅，粗硅与HC1反应生成SiHCh，SiHCL经H2还原成高纯Si,B不符题意；

C.海水中的澳离子可被氯气氧化成Br-Br?经吹出后可被S02和H2。吸收成HBr,HBr进一步与CL氧化生成

Bn,经蒸储生成Br?。)，C不符题意；

D.A1属于活泼金属，需用电解法进行冶炼，电解熔融态的AI2O3可生成Al,D符合题意；

答案选D。

6.A

【详解】A.根据侯德榜制碱原理，饱和食盐水中先通氨气后通CO2制备小苏打，氨气极易溶于水，需防倒吸，利用

甲装置先通氨气后通C02制备小苏打能达到实验目,A项符合题意；

B.制备澳苯并验证有HBr生成时，生成的HBr中含有挥发的澳蒸气，澳蒸气与硝酸银溶液作用也产生淡黄色沉淀，

应先除去挥发的澳蒸气，B项不符合题意；

C.测定中和热实验关键保温、隔热减少热量散失，金属具有良好的导热性，热量损失大，故不能使用金属搅拌器，

C项不符合题意；

D.制备Fe(OH”时实验关键排除装置中的装置丁的B试管没有与外界大气相通，D项不符合题意；

答案选A。

7.B

【详解】A.工业制硝酸时，采用催化氧化的方法，将NH3转化为NO,然后NO和氧气反应得到NO2,NOz用水吸

收即获得HNO3,A不符合题意；

B.电解饱和NaCl溶液，可以生成NaOH、H2和CI2,Cb和CaCOH%(石灰乳河反应得到CaCl?、Ca(C10)2,B符合题

思；

C.MgO的熔点非常高，电解时需要消耗大量能源，生产成本太大，制备金属Mg不用电解MgO的方法，工业上常

以海水为原料，往海水中加入Ca(OH)2,将生成的Mg(OH)2沉淀过滤，滤渣中加入盐酸，得到MgCL溶液，将溶液蒸

发浓缩(在HC1气流中)、冷却结晶，得