人教版高考化学总复习专题元素及其化合物.docx

1、人教版高考化学总复习专题元素及其化合物1常见金属元素(如Na、Mg、Al、Fe、Cu等)：(1)了解常见金属的活动顺序；(2)了解常见金属及其重要化合物的制备方法，掌握其主要性质及其应用；(3)了解合金的概念及其重要应用。2.常见非金属元素(如H、C、N、O、Si、S、Cl等)：(1)了解常见非金属元素单质及其重要化合物的制备方法，掌握其主要性质及其应用；(2)了解常见非金属元素单质及其重要化合物对环境的影响。3.掌握常见气体的实验室制法(试剂、原理、仪器、收集)。4.以上各部分知识的综合应用。1(2019全国卷，节选)硫酸铁铵NH4Fe(SO4)2xH2O是一种重要铁盐。为充分利用资源，变废

2、为宝，在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵，具体流程如下：回答下列问题：(1)步骤的目的是去除废铁屑表面的油污，方法是_。(2)步骤需要加热的目的是_，温度保持8095 ，采用的合适加热方式是_。铁屑中含有少量硫化物，反应产生的气体需要净化处理，合适的装置为_(填标号)。ABCD(3)步骤中选用足量的H2O2，理由是_，分批加入H2O2，同时为了_，溶液要保持pH小于0.5。(4)步骤的具体实验操作有_，经干燥得到硫酸铁铵晶体样品。解析(2)铁与硫酸反应，加热的目的是加快反应速率，由于温度要控制在8095 ，应选择水浴加热。铁中含有少量的硫化物，与酸反应后生成酸性气体H2S，应该用碱溶液吸收

3、H2S气体，为了防止倒吸，应选用C装置。(3)铁与硫酸反应后生成硫酸亚铁，加入足量的过氧化氢溶液将亚铁离子氧化为铁离子，离子方程式为2Fe2H2O22H=2Fe32H2O。Fe3在水中易水解生成氢氧化铁沉淀，为了抑制因H2O2的还原产物为H2O，故Fe3水解，溶液要保持较强的酸性，使用H2O2的优点是因H2O2的还原产物为H2O，故不引入新的杂质。(4)硫酸铁溶液与固体硫酸铵反应生成硫酸铁铵，为了从溶液中得到硫酸铁铵应将溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到硫酸铁铵晶体。答案(1)碱煮水洗(2)加快反应热水浴C(3)将Fe2全部氧化为Fe3；不引入杂质防止Fe3水解(4)加热浓缩、冷却

4、结晶、过滤(洗涤)2(2018全国卷)磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池是新能源汽车的动力电池之一。采用湿法冶金工艺回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片中的金属，其流程如下：下列叙述错误的是()A合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用B从“正极片”中可回收的金属元素有Al、Fe、LiC“沉淀”反应的金属离子为Fe3D上述流程中可用硫酸钠代替碳酸钠D上述流程中加入Na2CO3的目的是生成Li2CO3沉淀，若加入Na2SO4不能形成含Li沉淀，D错误。3(2017全国卷，节选)水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分为CaO、SiO2，并含有一定量的铁、铝和镁等金属的氧化物。实验室测定水泥样品中钙含量的

5、过程如图所示：回答下列问题：(1)在分解水泥样品过程中，以盐酸为溶剂，氯化铵为助溶剂，还需加入几滴硝酸。加入硝酸的目的是_，还可使用_代替硝酸。(2)沉淀A的主要成分是_，其不溶于强酸但可与一种弱酸反应，该反应的化学方程式为_。(3)加氨水过程中加热的目的是_。沉淀B的主要成分为_、_(写化学式)。解析(1)由题意知，水泥样品中含有铁、铝和镁等金属的氧化物，后面操作有加入氨水调节pH45，目的是除去Al元素和Fe元素，而在此pH范围内，Fe元素只有转化为Fe3才能完全生成沉淀，因此加入硝酸的目的是将样品中可能存在的Fe2氧化为Fe3；还可以使用双氧水等其他氧化剂代替硝酸。(2)水泥样品中的Si

6、O2、CaO及铁、铝、镁等金属的氧化物，只有SiO2(或反应生成的H2SiO3)不溶于盐酸，所以沉淀A的主要成分是SiO2(或H2SiO3)。SiO2(或H2SiO3)不与强酸反应，但可溶于氢氟酸中。(3)盐类水解是吸热反应，升高温度，可防止生成胶体，同时促进溶液中的Al3、Fe3水解程度增大而生成沉淀易于除去，加热的同时还可以加快反应速率。答案(1)将样品中可能存在的Fe2氧化为Fe3H2O2(2)SiO2(或H2SiO3)SiO24HF=SiF42H2O(或H2SiO34HF=SiF43H2O)(3)防止胶体生成，易沉淀分离Al(OH)3Fe(OH)34(2016全国卷)氮的氧化物(NOx

7、)是大气污染物之一，工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2。某同学在实验室中对NH3与NO2反应进行了探究。回答下列问题：(1)氨气的制备氨气的发生装置可以选择上图中的_，反应的化学方程式为_。欲收集一瓶干燥的氨气，选择上图中的装置，其连接顺序为：发生装置_(按气流方向，用小写字母表示)。(2)氨气与二氧化氮的反应将上述收集到的NH3充入注射器X中，硬质玻璃管Y中加入少量催化剂，充入NO2(两端用夹子K1、K2夹好)。在一定温度下按图示装置进行实验。操作步骤实验现象解释原因打开K1，推动注射器活塞，使X中的气体缓慢充入Y管中Y管中_反应的化学方程式_将注射器活塞退回原处并固

8、定，待装置恢复到室温Y管中有少量水珠生成的气态水凝聚打开K2_解析(1)图中给出了两种气体制备装置，一种是固固加热制气装置，一种是固液或液液加热制气装置。如果选择A装置制取氨气，则反应的化学方程式为2NH4ClCa(OH)2CaCl22NH32H2O；如果选择B装置制取氨气，则反应的化学方程式为NH3H2ONH3H2O。欲收集一瓶干燥的氨气，首先要除去杂质，制备氨气的杂质只有水蒸气，由于氨气溶于水显碱性，因此要选用碱石灰作干燥剂，干燥管的进出口方向为粗进细出，因此先接d后接c；其次要收集氨气，由于氨气的密度小于空气，要从短管进气，因此先接f再接e；最后要进行尾气处理，由于氨气极易溶于水，因此可

9、以选择水吸收尾气，还要注意防倒吸，所以接i。(2)由题干内容“工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2”，结合实验条件可知反应。NO2为红棕色气体，发生反应后变成无色气体，因此现象为红棕色气体逐渐变浅。反应后气体分子数减少，Y管中的压强小于外压，因此产生倒吸现象。答案(1)A2NH4ClCa(OH)22NH3CaCl22H2O(或BNH3H2ONH3H2O)dcfei(2)红棕色气体慢慢变浅8NH36NO27N212H2OZ中NaOH溶液产生倒吸现象反应后气体分子数减少，Y管中压强小于外压上述真题涉及的题型有选择题和填空题。命题角度主要涉及：(1)结合化工流程考查常见无机物的

10、性质、制备和应用，物质的提纯，化学反应方程式的书写，如T1、T2、T3。(2)结合气体的制备和性质探究综合实验装置考查气体的制备、除杂、收集和尾气处理，气体的性质实验探究，化学方程式的书写等，如T4。(3)结合选择题选项考查常见无机物的性质、制备与用途等，如T4。预测2020年高考仍会以化工流程和实验装置为载体考查物质的制备、性质探究、除杂提纯等内容。复习时加强记忆。金属及其化合物(对应学生用书第63页)1钠及其化合物(1)钠及其化合物之间的转化关系(2)命题点归纳钠和盐溶液反应，不能置换出盐中的金属，与熔融的盐反应才可能置换出盐中的金属。 Na与足量O2反应无论生成Na2O还是Na2O2，只

11、要参与反应的Na的质量相等，则转移电子的物质的量一定相等，但得到Na2O2的质量大于Na2O。Na分别与H2O和乙醇发生的反应均能生成H2，但反应的剧烈程度不同，前者反应剧烈，后者反应缓慢。1 mol Na2O2参与反应转移电子的物质的量不一定为1 mol，如1 mol Na2O2与SO2的反应转移电子应为2 mol。 不能用Ca(OH)2鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液，应选用CaCl2或BaCl2溶液。除去CO2中的HCl气体，应选用饱和的NaHCO3溶液。向饱和的Na2CO3溶液中通入过量CO2，有NaHCO3晶体析出。Na2O2与CO2、H2O反应生成O2，作供氧剂，但Na2O2与S

12、O2反应生成Na2SO4，没有O2生成。除去Na2CO3固体中的NaHCO3固体可用加热法。Na2CO3作去污剂，NaHCO3中和胃酸。Li和O2反应只生成Li2O；NaH是离子化合物，是一种强还原剂；Na2O、Na2O2中阴、阳离子个数比均为12。(3)Na及其化合物的主要转化2铝及其化合物(1)铝及其化合物之间的转化关系(2)命题点归纳铝是活泼金属，但铝抗腐蚀性相当强，因为铝的表面会生成一层致密的氧化物薄膜。由于Al2O3的熔点高于Al的熔点，故在酒精灯上加热铝箔直至熔化，发现熔化的铝并不滴落。Al2O3作耐火材料。铝热反应不仅仅是指单质铝与Fe2O3反应，还包括制取其他难熔金属的反应。铝

13、热反应可用于野外焊接钢轨。引发铝热反应的操作是先铺一层KClO3，然后插上镁条，最后点燃镁条。并不是Al与所有金属氧化物均能组成铝热剂，组成铝热剂的金属氧化物对应的金属活泼性应比铝弱。Al2O3、Al(OH)3与NaOH溶液的反应常用于物质的分离提纯。Al(OH)3不溶于氨水，所以实验室常用铝盐和氨水来制备Al(OH)3。利用偏铝酸盐制备Al(OH)3，一般不用强酸，因为强酸的量控制不当会使制得的Al(OH)3溶解。若向偏铝酸盐溶液中通入CO2，生成的Al(OH)3不溶于碳酸，CO2过量时生成HCO，不过量时生成CO，在书写离子反应方程式时要特别注意。Al(OH)3可用作抗酸药；明矾常用于净水

14、。泡沫灭火器所用试剂为Al2(SO4)3溶液和NaHCO3溶液。Al制备时电解Al2O3而不是AlCl3(因其为分子晶体，熔化不电离、不导电)。(3)铝土矿(含Fe2O3、SiO2等)提纯流程3镁及其化合物(1)镁及其化合物之间的转化关系(2)命题点归纳Mg在空气中燃烧时可与O2、N2、CO2反应，生成固体有MgO、Mg3N2、C(NN键能大，反应较难，Mg3N2含量少)。Mg制备时电解MgCl2不是电解MgO(因熔点很高)。Mg等金属着火不能用CO2灭火。4铁及其化合物(1)铁及其化合物之间的转化关系(2)命题点归纳Fe与O2(点燃)、H2O(g)(高温)反应的固体产物都是Fe3O4而不是F

15、e2O3。Fe与Cl2反应时只生成FeCl3，与S反应时只生成FeS，说明Cl2的氧化性强于S。常温下，Fe、Al在冷的浓硫酸和浓硝酸中发生钝化，但加热后能继续反应。向含Fe2的溶液中加入硝酸、KMnO4溶液、氯水、溴水等具有氧化性的物质时，溶液会出现浅绿色棕黄色的颜色变化，该现象可用于Fe2的检验。FeCl3、Fe2(SO4)3的水溶液蒸干所得固体不同：FeCl3溶液加热蒸干得Fe(OH)3，灼烧Fe(OH)3可得Fe2O3；Fe2(SO4)3溶液蒸干仍为Fe2(SO4)3。铁盐和明矾相似，可以净水。在用强氧化剂(H2O2或氯水)和KSCN溶液联合检验Fe2的存在时，要特别注意加入试剂的先后

16、顺序，先加KSCN溶液无明显变化，说明溶液中无Fe3；再加强氧化剂(H2O2或氯水)后溶液变红色，说明溶液中含有Fe2。检验Fe2也可以加K3Fe(CN)6溶液，生成蓝色沉淀。配制FeCl2溶液既要防氧化(加入Fe粉)，又要防水解(加入盐酸)；配制FeCl3溶液时要加入浓盐酸防止水解。除去酸性溶液ZnCl2溶液中的FeCl2，应先加入氯水或H2O2，再加入ZnO，使Fe3水解生成沉淀过滤除去。生成FeCl2除了用Fe和HCl的置换反应外，还可用化合反应：2FeCl3Fe=3FeCl2；生成Fe(OH)3除了用Fe3与碱的复分解反应外，还可用化合反应：4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)

17、3。制备Fe(OH)2的方法很多，原则有两点：一是溶液中的溶解氧必须提前除去；二是反应过程中必须与O2隔绝。同时要牢记Fe(OH)2转化为Fe(OH)3时溶液的颜色变化(白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色)。(3)铁及其化合物的主要转化5铜及其化合物(1)铜及其化合物之间的转化关系(2)命题点归纳铜在潮湿的空气中最终不是生成CuO，而是生成铜绿Cu2(OH)2CO3或xCu(OH)2yCuCO3。常用灼热的铜粉除去N2中的O2，灼热的CuO除去CO2中的CO。新制Cu(OH)2悬浊液常用来检验醛基。Cu和一定量的浓硝酸反应，产生的是NO2和NO的混合气体(注意2NO2N2O4)，当Cu有剩

18、余，再加入稀硫酸，Cu继续溶解。Cu：紫红色；CuO、Cu2S、CuS：黑色；Cu2O：砖红色。CuSO4溶液与石灰乳形成波尔多液杀菌剂。金属及其化合物的主要性质及应用1(2019郑州一模)下列各组物质反应产生的气体分别通入Fe2(SO4)3溶液中，能与Fe2(SO4)3发生反应的是()Na2O2和CO2Na2S和盐酸 MnO2和浓盐酸共热铜片和浓硫酸加热A只有 B只有C只有 D只有D生成O2，O2与Fe2(SO4)3不反应；生成H2S，H2S与Fe3反应；生成Cl2，Cl2与Fe2(SO4)3不反应；生成SO2，SO2与Fe3反应。2(2019济南质检)关于下列实验的说法正确的是()A铜可溶

19、于氯化铁溶液说明铜能与其反应且比铁活泼B在空气中蒸干硫酸亚铁溶液可以得到绿矾(FeSO47H2O)C向氢氧化铁胶体中滴加稀硫酸，红褐色液体逐渐变为黄色D向偏铝酸钡溶液中滴加稀硫酸，先生成白色沉淀随后溶解D铜溶于氯化铁溶液，是因为发生反应：2FeCl3Cu=2FeCl2CuCl2，但Fe比Cu活泼，A项错误；在空气中蒸干硫酸亚铁溶液，Fe2易被空气中的氧气氧化，得到硫酸铁，B项错误；向氢氧化铁胶体中滴加稀硫酸，先发生胶体的聚沉，产生红褐色沉淀，后发生酸碱中和反应，沉淀溶解，溶液变为黄色，C项错误。3向NaOH和Na2CO3的混合溶液中滴加0.1 molL1稀盐酸，CO2的生成量与加入盐酸的体积(

20、V)的关系如图所示。下列判断正确的是()A在0a范围内，只发生中和反应Bab段发生反应的离子方程式为CO2H=H2OCO2Ca0.3D原混合溶液中NaOH与Na2CO3的物质的量之比为12C过程反应为OHH=H2O，COH=HCO，HCOH=CO2H2O。金属及其化合物在实验探究中的应用4某实验小组通过下图所示实验，探究Na2O2与水的反应：下列说法中正确的是 ()A中的大量气泡的主要成分是氢气B中溶液变红，说明有酸性物质生成C中现象可能是由于溶液中含有强氧化性物质造成的D中MnO2的主要作用是降低了水中氧气的溶解度C中大量气泡的主要成分是氧气，A项错误；中溶液变红，说明有碱性物质生成，B项错

21、误；中红色褪去，应该是由溶液中的强氧化性物质(H2O2)造成的，C项正确；中加入MnO2产生较多气泡，说明溶液中存在H2O2，MnO2的主要作用是作催化剂，D项错误。5为验证还原性：SO2Fe2Cl，三组同学分别进行了下图实验，并对溶液1和溶液2中所含离子进行了检验，能证明上述还原性顺序的实验组有()溶液1溶液2甲含Fe3、Fe2含SO乙含Fe3、无Fe2含SO丙含Fe3、无Fe2含Fe2A只有甲 B甲、乙 C甲、丙 D甲、乙、丙 C甲的溶液1中含有Fe3、Fe2，说明发生反应2Fe2Cl2=2Fe32Cl，且Cl2反应完全，可证明还原性Fe2Cl；溶液2中含有SO，则说明发生反应2Fe3SO

22、22H2O=2Fe2SO4H，可证明还原性SO2Fe2，故甲能证明还原性SO2Fe2Cl；乙的溶液1中含有Fe3，无Fe2剩余，则还原性Fe2Cl，但Cl2可能过量，再通入SO2，可能发生的反应是Cl2SO22H2O=2ClSO4H，不能够比较SO2与Fe2的还原性强弱，故乙不能验证；丙的溶液1中含有Fe3，没有Fe2，通入SO2后溶液中又含有Fe2，说明SO2将Fe3还原得到Fe2，证明SO2Fe2还原性，故丙实验结论能证明还原性SO2Fe2Cl。6取纯净的CuCl2固体用于制备CuCl。(1)操作中加入盐酸的目的主要是_。(2)操作中反应的离子方程式为_。(3)操作中若用10 molL1盐

23、酸代替0.2 molL1盐酸，再通入SO2后，无白色沉淀产生。对此现象有如下两种猜想：猜想一：c(H)过大导致白色沉淀溶解。为验证此猜想，取75 g CuCl2固体、100 mL 0.2 molL1盐酸及_mL 9.8 molL1H2SO4溶液配制成200 mL溶液，再进行操作，观察是否有白色沉淀产生。猜想二：c(Cl)过大导致白色沉淀溶解。资料显示：存在平衡2Cl(aq)CuCl(s)CuCl(aq)请设计实验说明该猜想是否成立：_。解析(1)因为氯化铜是强酸弱碱盐，溶液中存在Cu22H2OCu(OH)22H，所以溶解时加入HCl溶液，可抑制氯化铜的水解；(2)操作是向含有铜离子、氯离子的溶

24、液中通入二氧化硫气体，生成CuCl沉淀，则反应的离子方程式为2Cu2SO22Cl2H2O=SO2CuCl4H；(3)根据题意，验证猜想一：应保证H浓度增大，而Cl浓度不变。设9.8 molL1 H2SO4 溶液的体积为V mL，则根据H的量的关系可得0.20.1V1039.82100.1，解之得V50；验证猜想二：体系中存在平衡2Cl(aq)CuCl(s)CuCl(aq)，溶液中氯离子的浓度过大平衡正向移动，可以取少量白色沉淀加入饱和氯化钠溶液中，搅拌，若白色沉淀溶解，说明猜想二成立，反之不成立。答案(1)酸抑制Cu2水解(2)2Cu2SO22Cl2H2O=SO2CuCl4H(3)50取少量白

25、色沉淀加入饱和氯化钠溶液中，搅拌，若白色沉淀溶解，说明猜想二成立，反之不成立(合理即可)回归高考，真题验收7(2019全国卷)下列化学方程式中，不能正确表达反应颜色变化的是()A向CuSO4溶液中加入足量Zn粉，溶液蓝色消失ZnCuSO4=CuZnSO4B澄清的石灰水久置后出现白色固体Ca(OH)2CO2=CaCO3H2OCNa2O2在空气中放置后由淡黄色变为白色2Na2O2=2Na2OO2D向Mg(OH)2悬浊液中滴加足量FeCl3溶液出现红褐色沉淀3Mg(OH)22FeCl3=2Fe(OH)33MgCl2CA项，加入足量Zn粉，Cu2被完全还原为Cu，所以溶液蓝色消失，正确；B项，澄清石灰

26、水与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙白色沉淀，正确；C项，过氧化钠是淡黄色固体，在空气中久置成为碳酸钠，变为白色，错误；D项，Fe(OH)3的Ksp小于Mg(OH)2的，滴加足量三氯化铁溶液，可转化为氢氧化铁红褐色沉淀，正确。8下列关于金属及其化合物的叙述正确的是_(填序号)。(2018全国卷)碳酸钠可用于去除餐具的油污(2018全国卷)Al(OH)3可用于中和过多胃酸(2017全国卷)乙醇和水都可与金属钠反应产生可燃性气体，说明乙醇分子中的氢与水分子中的氢具有相同的活性(2017全国卷)将金属钠在燃烧匙中点燃，迅速伸入集满CO2的集气瓶，集气瓶中产生大量白烟，瓶内有黑色颗粒产生，说明CO2具有

27、氧化性(2017全国卷)向2 mL 0.1 molL1的FeCl3溶液中加足量铁粉，振荡，加1滴KSCN溶液，黄色逐渐消失，加KSCN溶液颜色不变，说明还原性：FeFe2(2016全国卷)配制氯化铁溶液时，将氯化铁溶解在较浓的盐酸中再加水稀释(2016全国卷)除去Cu粉中混有CuO的方法是加入稀硝酸溶解、过滤、洗涤、干燥(2015全国卷)钠在空气中燃烧可生成多种氧化物。23 g钠充分燃烧时转移电子数为NA(2015全国卷)将稀盐酸滴入碳酸钠与氢氧化钠的混合溶液中，立即产生气泡(2015全国卷)用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热，熔化后的液态铝滴落下来，说明铝的熔点较低(2015全国卷)浓硝酸滴入用砂纸打磨过的铝条中，产生红棕色气体(2015全国卷)将铜粉加入1.0 molL1 Fe2(SO4)3溶液中，现象是溶液变蓝，有黑色固体出现答案非金属及其化合物(对应学生用书第66页)