化学二轮教考案元素及其化合物含13真题及名校质检题.docx

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化学二轮教考案元素及其化合物含13真题及名校质检题

元素及其化合物

【考情分析】

一、考纲要求

常见无机物及其应用。

1．常见金属元素（如Na、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）了解常见非金属单质及其重要化合物的主要性质及应用。

（2）了解常见非金属单质及其重要化合物对环境质量的影响。

3．以上各部分知识的综合应用。

二、命题趋向

钠、铝、铁、铜及其化合物是日常生活中非常重要的金属元素，特别是铁在国民经济中占有极其重要的地位，这部分内容一直是高考考查的重点。

如以钠及其化合物（特别是Na2O2、NaHCO3、Na2CO3）的性质为载体的推断题或实验题、铝及其化合物的两性、Fe2+与Fe3+之间的转化关系、铜的冶炼及Cu（OH）2的性质等。

钠及其化合物、合金与硝酸的反应是每年高考的必考知识点。

由于铝、铁、铜及其化合物的性质很丰富，在高考命题中立足点也多种多样，如以选择题形式考查离子共存、离子反应、氧化还原反应、简单计算等，也可以出推断题，还可以出实验题。

因此在复习时要注意元素单质及其化合物之间的相互转化，如“铝三角”、“铁三角”，同时在复习时要加强化合物知识与理论部分的联系。

非金属元素部分在保持原有考点不变的情况下，弱化了对磷的考查，但H、C、N、O、Si、S、Cl元素及其化合物的性质仍是高考化学的重点。

由于非金属元素存在多种价态，所以不同价态的非金属化合物之间的转化也成为高考命题的热点之一，这在历年高考试题中也均有体现。

另外，这部分知识往往与其他知识结合在一起进行综合考查。

因此复习这部分内容时，在注意特殊元素及其化合物的性质和应用的同时，还要注意知识本身的内涵和外延及知识点间的联系，要将知识点与实际生活联系起来。

【知识归纳】

一、常见无机物及其应用

（一）金属元素

1．金属的通性

金属的化学性质主要表现为易失去最外层的电子，显示还原性，这与它们的原子结构有关。

常见金属的主要化学性质列于下表：

金属活动性

顺序

KCaNaMgAlMnZnFeSnPb（H）CuHgAgPtAu

金属原子

失电子能力

依次减小，还原性减弱

空气中跟氧气的反应

易被氧化

常温时能被氧化

加热时能被氧化

不能被氧化

跟水的反应

常温可置换出水中的氢

加热或与水蒸气反应时能置换出水中的氢

不与水反应

跟酸的反应

能置换出稀酸（如HCl、H2SO4）中的氢

不能置换出稀酸中的氢

反应剧烈

反应程度依次减弱

能跟浓硫酸、硝酸反应

能跟王水反应

跟盐的反应

位于金属活动性顺序前面的金属可以将后面的金属从其盐溶液中置换出来

跟碱的反应

Al、Zn等具有两性的金属可以与碱反应

2．碱金属元素及其化合物联系脉络

3．Fe（Ⅱ）和Fe（Ⅲ）的转化

（二）非金属元素

1．非金属的通性

（1）原子结构特点及化合价

①最外层电子均大于、等于3（除H以外），与其主族序数相同。

②最高正价分别为：

+4+5+6+7（与族序数相等）

对应最低负价：

-4-3-2-1（等于族序数减8）

③非金属元素一般都有变价：

除呈现上述最高价及最低价以外，有的非金属还呈现其它价态。

如：

S：

+4价；N：

+1+2+3+4价；Cl：

+1+3+5价。

（2）非金属单质的聚集状态和同素异形体

①典型的非金属单质在固态时为分子晶体，如：

F2、Cl2、Br2、I2、O2、S、N2、P4、H2，这些晶体表现为硬度不大，熔点不高，易挥发、不导电，它们在常温下聚集态为气态（“气”字头）液态（“氵”旁）或固态（“石”字旁）

②碳（金刚石）、硅、硼为原子晶体，硬度很大，熔沸点很高。

由于原子晶体中没有离子和自由电子，所以固态和熔融态都不导电。

但某些原子晶体，如单晶硅可以作为半导体材料。

③非金属元素常出现同素异形现象。

如：

金刚石与石墨；白磷与红磷；O2与O3；S2、S4、S8等互为同分异构体。

（3）元素非金属性的强弱规律

①常见元素的非金属性由强到弱的顺序：

F、O、Cl、N、Br、I、S、P、C、Si、H

②元素的非金属性与非金属单质活泼性是并不完全一致的：

如元素的非金属性O＞Cl，N＞Br；而单质的活泼性：

O2＜Cl2，N2＜Br2。

但由于某些非金属单质是双原子分子，原子间以强烈的共价键相结合（如N

N等），当参加化学反应时，必须消耗很大的能量才能形成原子，表现出了单质的稳定性。

这种现象不一定说明这种元素的非金属性弱。

强的分子内共价键恰是非金属性强的一种表现。

③比较非金属性强弱的八条依据

I．元素在周期表中的相对位置

i．同周期，自左向右，元素的非金属性依次增强，如Cl＞S＞P＞Si等。

ii．同主族，自上而下，非金属性依次减弱，如F＞Cl＞Br＞I等。

II．非金属单质与氢气化合的越容易，非金属性越强。

如F2、Cl2、Br2、I2与H2化合由易到难，所以，非金属性F＞Cl＞Br＞I。

III．气态氢化物的越稳定，非金属性越强，如稳定性HF＞H2O＞HCl＞NH3＞HBr＞HI＞H2S＞PH3，所以非金属性F＞O＞Cl＞N＞Br＞I＞S＞P。

IV．最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，非金属性越强，如酸性HClO4＞H2SO4＞H3PO4＞H2CO3＞H4SiO4，则非金属性Cl＞S＞P＞C＞Si。

V．非金属性强的元素的单质能置换出非金属性弱的元素的单质。

如2F2＋2H2O＝4HF＋O2↑；O2＋4HCl＝2H2O＋2Cl2（地康法制Cl2）；Cl2+2NaBr＝2NaCl+Br2；3Cl2＋2NH3＝N2＋6HCl；Cl2+H2S＝S＋2HCl。

VI．非金属单质对应阴离子的还原性越强，该非金属元素的非金属性越弱。

常见阴离子的还原性由强到弱的顺序是S2-＞I-＞Br-＞Cl-＞F-，则非金属性S＜I＜Br＜Cl＜F。

VII．与变价金属反应时，金属所呈价态越高，非金属性越强，如Cu+Cl2

CuCl2；2Cu+S

Cu2S，说明非金属性Cl＞S。

VIII．几种非金属同处于一种物质中，可用其化合价判断非金属性的强弱，如HClO、HClO3中，氯元素显正价、氧元素显负价，说明氧的非金属性强于氯。

（4）非金属元素的化学性质（注意反应条件、现象、生成物的聚集状态）

（5）常见非全属单质的制取方法

①电解法

电解水溶液：

如2NaCl＋2H2O

2NaOH＋Cl2↑＋H2↑

电解熔融物：

如2KHF2

F2↑＋H2↑＋2KF

②分解法：

如2KClO3

2KCl＋3O2↑CH4

C＋2H22H2O2

2H2O＋O2↑

③置换法：

如Cl2＋2NaBr＝2NaCl＋Br22H2S＋O2（不足）

2H2O＋2S

④氧化法：

如MnO2＋4HCl（浓）

MnCl2＋Cl2↑＋2H2O

4NaBr＋3H2SO4＋MnO2

2Na2SO4＋MnSO4＋2Br2+3H2O，2H2S＋SO2＝3S＋2H2O

⑤还原法：

C＋H2O

CO＋H2，Zn＋2HCl=ZnCl2＋H2↑，2C＋SiO2

Si＋2CO↑

2．氯元素的知识网络

3．碳、硅及化合物的联系网络

4．氧及其化合物相互联系

5．氮及其化合物间的转化关系

【考点例析】

例1．研究发现，空气中少量的NO2能参与硫酸型酸雨的形成，反应过程如下：

①SO2＋N2O5

SO3＋NO②SO3＋H2O

H2SO4③2NO＋O2

2NO2

NO2在上述过程中的作用，与H2SO4在下述变化中的作用相似的是（）

A．潮湿的氯气通过盛有浓H2SO4的洗气瓶B．硫化氢通入浓H2SO4

C．浓H2SO4滴入萤石中，加热D．加入少量的H2SO4使乙酸乙酯水解

解析：

在反应①中NO2起氧化剂的作用，从反应①、③看NO2起催化作用，选项A中浓硫酸起吸水剂的作用；选项B中浓硫酸起氧化剂作用；选项C中浓硫酸起酸性作用；选项D中浓硫酸起催化剂作用。

答案：

B、D

例2．金刚石SiC具有优良的耐磨、耐腐蚀特性，应用广泛.

（1）碳与周期元素Q的单质化合仅能生成两种常见气态化合物，其中一种化合物H为非积极性分子，碳元素在周期表中的位置是___________，Q是___________，R的电子式为______________.

（2）一定条件下，Na还原CCl4可制备金刚石，反应结束冷却至室温后，回收中CCl4的实验操作名称为___________，除去粗产品中少量钠的试剂为_________________

（3）碳还原SiO2制SiC，其粗产品中杂质为Si和SiO2.先将20.0gSiC粗产品加入到过量的NaOH溶液中充分反应，收集到0.1mol氢气，过滤得SiC固体11.4g，滤液稀释到1L，生成氢气的离子方程式为，硅盐酸的物质量浓度为。

（4）下列叙述正确的有（填序号），

①Na还原CCl4的反应、Cl2与H2O的反应均是置换反应

②水晶、干冰熔化时克服粒子间作用力的类型相同

③Na2SiO3溶液与SO3的反应可用于推断Si与S的非金属性强弱

④钠、锂分别在空气中燃烧，生成的氧化物中阴阳离子数目比均为1:

2

解析：

（1）因C与Q能生成两种气态化合物，一种为非极性分子，故Q为O元素，两种化合物分别为CO和CO2，其中R为CO2，C为6号元素，位于周期表中第二周期IVA族；CO2为直线形分子，C与O之间是双键，电子式为

。

（2）金刚石为固体而CCl4为液体，分离两者的操作为过滤；乙醇与金属钠反应缓慢，故可以用乙醇除去粗产品中的钠。

（3）加入NaOH溶液后，Si和SiO2都能溶解，但只有Si能与其反应生成H2，反应的离子方程式为Si＋2OH－＋H2O=SiO32－＋2H2↑；根据样品质量、SiC固体质量以及生成的H2的物质的量可求算出SiO2的物质的量为0.12mol，故硅酸钠的物质的量共为0.12mol＋0.05mol=0.17mol，故硅酸盐的浓度为0.17mol·L－1。

（4）①中Na还原CCl4的反应是置换反应，而Cl2与水生成HCl和HClO，不属于置换反应。

②中水晶属于原子晶体，熔化时破坏共价键；而干冰是分子晶体，熔化时破坏分子间作用力。

③Na2SiO3溶液与SO2能反应，说明酸性H2SO3＞H2SiO3，但H2SO3不是S元素的最高价含氧酸，故不能说明非金属性S＞Si。

④Na在空气燃烧生成Na2O2，晶体中含有的阴离子是O22－，其中的阴阳离子个数比为1:

2，而Li在空气中燃烧生成Li2O，阴阳离子个数比也是1:

2。

故正确的是③④。

答案：

（1）第二周期第IVA族，氧（或O），

（2）过滤，水（或乙醇）（3）Si＋2OH－＋H2O=SiO32－＋2H2↑，0.17mol·L－1（4）③④

例3．信息时代产生的大量电子垃圾对环境构成了极大的威胁。

某“变废为宝”学生探究小组将一批废弃的线路板简单处理后，得到含70％Cu、25％Al、4％Fe及少量Au、Pt等金属的混合物，并设计出如下制备硫酸铜和硫酸铝晶体的路线：

请回答下列问题：

⑴第①步Cu与酸反应的离子方程为____________________________________；

得到滤渣1的主要成分为___________________。

⑵第②步加H2O2的作用是_____________________，使用H2O2的优点是______________________；调溶液pH的目的是使________________________________________生成沉淀。

⑶用第③步所得CuSO4·5H2O制备无水CuSO4的方法是______________________________________。

⑷由滤渣2制取Al2（SO4）3·18H2O，探究小组设计了三种方案：

上述三种方案中，_________________方案不可行，原因是______________________：

从原子利用率角度考虑，___________方案更合理。

⑸探究小组用滴定法测定CuSO4·5H2O（Mr＝250）含量。

取ag试样配成100mL溶液，每次取20.00mL，消除干扰离子后，用cmolL－1EDTA（H2Y2－－）标准溶液滴定至终点，平均消耗EDTA溶液6mL。

滴定反应如下：

Cu2＋＋H2Y2－＝CuY2＋－＋2H＋

写出计算CuSO4·5H2O质量分数的表达式ω＝_____________________________；

下列操作会导致CuSO4·5H2O含量的测定结果偏高的是_____________。

a．未干燥锥形瓶b．滴定终点时滴定管尖嘴中产生气泡c．未除净可与EDTA反应的干扰离子

解析：

考查化学实验知识和基本原理的应用。

（1）第①加稀硫酸、浓硝酸混合酸后加热，Cu、Al、Fe发生反应生成Cu2＋、Al3＋、Fe2＋。

所以滤渣1的成分是Pt和Au，滤液1中的离子是Cu2＋、Al3＋、Fe2＋。

Cu和酸反应的离子方程式为Cu2＋＋4H＋＋2NO3－=Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O或3Cu＋8H＋＋2NO3－=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O

（2）第②步加H2O2的作用是把Fe2＋氧化为Fe3＋，该氧化剂的优点是不引入杂质，产物对环境物污染。

调溶液pH的目的是使Fe3＋和Al3＋形成沉淀。

所以滤液2的成分是Cu2＋，滤渣2的成分为氢氧化铁和氢氧化铝。

（3）第③步由五水硫酸铜制备硫酸铜的方法应是在坩埚中加热使晶体脱水（4）制备硫酸铝晶体的甲、乙、丙三种方法中，甲方案在滤渣中只加硫酸会生成硫酸铁和硫酸铝，冷却、结晶、过滤得到的硫酸铝晶体中混有大量硫酸铁杂质，方法不可行。

乙和丙方法均可行。

乙方案先在滤渣中加H2SO4，生成Fe2（SO4）3和Al2（SO4）3，再加Al粉和Fe2（SO4）3生成Al2（SO4）3,蒸发、冷却、结晶、过滤可得硫酸铝晶体。

丙方案先在滤渣中加NaOH，和Al（OH）3反应生成NaAlO2，再在滤液中加H2SO4生成Al2（SO4）3，蒸发、冷却、结晶、过滤可得硫酸铝晶体。

但从原子利用角度考虑方案乙更合理，因为丙加的NaOH和制备的Al2（SO4）3的原子组成没有关系，造成原子浪费。

（5）考查中和滴定的简单计算和误差的分析。

，造成偏高的选C。

答案：

（1）Cu2＋＋4H＋＋2NO3－=Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O或3Cu＋8H＋＋2NO3－=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O

（2）把Fe2＋氧化为Fe3＋不引入杂质，产物对环境物污染使Fe3＋和Al3＋形成沉淀（3）在坩埚中加热使晶体脱水（4）甲方案不可行甲方案在滤渣中只加硫酸会生成硫酸铁和硫酸铝，冷却、结晶、过滤得到的硫酸铝晶体中混有大量硫酸铁杂质乙方案更合理（5）

C

例4.金刚石SiC具有优良的耐磨、耐腐蚀特性，应用广泛.

（1）碳与周期元素Q的单质化合仅能生成两种常见气态化合物，其中一种化合物H为非积极性分子，碳元素在周期表中的位置是___________，Q是___________，R的电子式为______________.

（2）一定条件下，Na还原CCl4可制备金刚石，反应结束冷却至室温后，回收中CCl4的实验操作名称为___________，除去粗产品中少量钠的试剂为_________________

（3）碳还原SiO2制SiC，其粗产品中杂质为Si和SiO2.先将20.0gSiC粗产品加入到过量的NaOH溶液中充分反应，收集到0.1mol氢气，过滤得SiC固体11.4g，滤液稀释到1L，生成氢气的离子方程式为，硅盐酸的物质量浓度为。

（4）下列叙述正确的有（填序号），

①Na还原CCl4的反应、Cl2与H2O的反应均是置换反应

②水晶、干冰熔化时克服粒子间作用力的类型相同

③Na2SiO3溶液与SO3的反应可用于推断Si与S的非金属性强弱

④钠、锂分别在空气中燃烧，生成的氧化物中阴阳离子数目比均为1:

2

解析：

（1）因C与Q能生成两种气态化合物，一种为非极性分子，故Q为O元素，两种化合物分别为CO和CO2，其中R为CO2，C为6号元素，位于周期表中第二周期IVA族；CO2为直线形分子，C与O之间是双键，电子式为

。

（2）金刚石为固体而CCl4为液体，分离两者的操作为过滤；乙醇与金属钠反应缓慢，故可以用乙醇除去粗产品中的钠。

（3）加入NaOH溶液后，Si和SiO2都能溶解，但只有Si能与其反应生成H2，反应的离子方程式为Si＋2OH－＋H2O=SiO32－＋2H2↑；根据样品质量、SiC固体质量以及生成的H2的物质的量可求算出SiO2的物质的量为0.12mol，故硅酸钠的物质的量共为0.12mol＋0.05mol=0.17mol，故硅酸盐的浓度为0.17mol·L－1。

（4）①中Na还原CCl4的反应是置换反应，而Cl2与水生成HCl和HClO，不属于置换反应。

②中水晶属于原子晶体，熔化时破坏共价键；而干冰是分子晶体，熔化时破坏分子间作用力。

③Na2SiO3溶液与SO2能反应，说明酸性H2SO3＞H2SiO3，但H2SO3不是S元素的最高价含氧酸，故不能说明非金属性S＞Si。

④Na在空气燃烧生成Na2O2，晶体中含有的阴离子是O22－，其中的阴阳离子个数比为1:

2，而Li在空气中燃烧生成Li2O，阴阳离子个数比也是1:

2。

故正确的是③④。

答案：

（1）第二周期第IVA族，氧（或O），

（2）过滤，水（或乙醇）（3）Si＋2OH－＋H2O=SiO32－＋2H2↑，0.17mol·L－1（4）③④

【专题训练】

一、选择题（本题包括19个小题，每小题3分，共57分）

1．（2013·吉林省质监·8）下列说法中正确的是（　　）

A．常温下，浓硫酸、浓硝酸均能将金属铜氧化，且均能使铁钝化

B．乙烯常用作植物催熟剂，乙酸常用作调味剂，乙醇常用于杀菌消毒

C．玛瑙、水晶、钻石的主要成分均为SiO2

D．蛋白质、纤维素、蔗糖、天然橡胶都是高分子化合物

解析：

A项，常温下，浓硫酸不能和金属铜反应；C项，钻石的主要成分是C不是SiO2；D项，蔗糖不是高分子化合物。

答案：

B

点拨：

本题考查阿伏加德罗常数的计算，考查考生知识运用能力。

难度中等。

2．（2013·海口市调研·10）已知下列转化关系中，M、N均为单质，则M可能是（　　）

M＋N

Q

Q溶液

M＋N

A．H2　　　　　　　　　　B．Na

C．FeD．Al

解析：

钠、镁、铝的活泼性强，在电解其盐溶液时都不能得到金属单质，所以只有A项符合，M为氢气，N为氯气，Q为氯化氢，电解盐酸溶液可以得到氢气和氯气。

答案：

A

点拨：

本题考查元素化合物知识，考查考生分析问题的能力。

难度中等。

3．（2013·河北省教学质监·11）下列各组物质中，物质之间通过一步反应就能实现图示变化的是（　　）

物质

编号

物质转化关系

a

b

c

d

①

FeCl2

FeCl3

Fe

CuCl2

②

NO

NO2

N2

HNO3

③

Na2O

Na2O2

Na

NaOH

④

Al2O3

NaAlO2

Al

Al（OH）3

A.①④B．②③

C．①③D．②④

解析：

②中N2不能通过一步反应得到NO2；③中NaOH不能通过一步反应得到Na2O。

答案：

A

点拨：

本题考查元素化合物知识，考查考生的理解、应用能力。

难度较大。

4．（2013·河北省教学质监·14）在相同条件下，将相同物质的量的Na、Mg、Al分别加入盛有同浓度、同体积稀盐酸的甲、乙、丙三个烧杯中充分反应，生成气体的体积关系不可能是（　　）

A．甲（Na）＞乙（Mg）＞丙（Al）

B．甲（Na）＞乙（Mg）＝丙（Al）

C．甲（Na）＜乙（Mg）＜丙（Al）

D．甲（Na）＝乙（Mg）＝丙（Al）

解析：

金属与氢气的关系为2Na～H2、Mg～H2、2Al～3H2，金属消耗酸的关系：

Na～HCl、Mg～2HCl、Al～3HCl，而如果酸不足，剩余的Na可与水继续反应，但Mg、Al就会剩余。

假设金属的物质的量为1mol，产生气体体积关系如下表：

金属的物质的量（mol）

盐酸的物质的量（mol）

生成气体的物质的量（mol）

Na

Mg

Al

结论

1

（0,1）

0.5

（0,0.5）

（0,0.5）

B项正确

1

1

0.5

0.5

0.5

D项正确

1

（1,2]

0.5

（0.5,1]

（0.5,1]

甲＜乙＝丙

1

（2,3]

0.5

1

（1,1.5]

C项正确

1

（3，＋∞）

0.5

1

1.5

C项正确

可见，乙（Mg）＞丙（Al）的情况不存在，故答案为A。

答案：

A

点拨：

本题考查Na、Mg、Al等金属的性质，考查考生分析、计算能力。

难度较大。

5．（2013·乌鲁木齐地区诊断

（一）·6）下列关于有机物的说法中，正确的一组是（　　）

①淀粉、油脂、蛋白质在一定条件下都能发生水解反应

②“乙醇汽油”是在汽油中加入适量乙醇而成的一种燃料，它是一种新型化合物

③除去乙酸乙酯中残留的乙酸，加过量饱和碳酸钠溶液振荡后，静置分液

④石油的分馏和煤的气化都是发生了化学变化

⑤淀粉遇碘酒变蓝色，在加热条件下葡萄糖能与新制Cu（OH）2悬浊液发生反应

⑥塑料、橡胶和纤维都是合成高分子材料

A．①③⑤B．②④⑥

C．①②⑤D．③④⑥

解析：

淀粉、油脂、蛋白质都能发生水解，①正确；“乙醇汽油”是混合物，②错误；乙酸乙酯与碳酸钠不反应，乙酸与碳酸钠反应，③正确；石油的分馏是物理变化，煤的气化是化学变化，④错误；葡萄糖含有醛基，能与新制的氢氧化铜反应，⑤正确；橡胶和纤维也有天然的，⑥错误。

答案：

A

点拨：

本题考查常见有机物的性质。

难度较小。

6．（2013·海口市一中第八次检测·6）25℃和101kPa时，乙烷、乙烯组成的混合气体50mL与过量的氧气混合并完全燃烧，恢复到原来的温度和压强，气体的总体积缩小了105mL，原混合烃中乙烷的体积分数为（　　）

A．15%B．20%

C．25%D．30%

解析：

25℃和101kPa时，水为液体。

2C2H6＋7O2―→4CO2＋6H2O　ΔV

2745

C2H4＋3O2―→2CO2＋2H2O　ΔV

1322

则有：

解得V（C2H6）＝10mL，则乙烷所占的体积分数为

×100%＝20%，B项正确。

答案：

B

点拨：

本题考查有机物燃烧的计算，考查考生的计算能力。

难度中等。

7．（2013·湖南省十二校第一次联考·9）制备纯净、干燥的氯气，并试验它与金属的反应。

每个虚线框表示一个单元装置，其中有错误的是（　　）

A．①②　　　　　　　　　B．②

C．②③D．②③④

解析：

KMnO4与浓盐酸常温下即可反应，①是正确的；制得的Cl2中含有HCl气体和水蒸气，显然不能用NaOH溶液来吸收HCl，因为它同时也吸收Cl2，②是错误的；在用浓H2SO4干燥Cl2时，应是“长管进、短管出”，③是错误的；Cl2与金属的反应，若用图示中的装置，应将导管伸入试管底部，金属也应置于试管