2023屆高考二輪總復(fù)習(xí)課件 化學(xué)（適用于廣東、福建、遼寧、湖北、重慶、浙江、江蘇） 專題四　元素及其化合物

專題四元素及其化合物第一編2023內(nèi)容索引01核心考點聚焦專項熱考突破02[專題體系構(gòu)建]核心考點聚焦考點1元素及其化合物的性質(zhì)與應(yīng)用[核心回顧]1.常見金屬及其化合物的性質(zhì)與用途的對應(yīng)關(guān)系序號重要性質(zhì)主要用途(1)鈉具有較強(qiáng)的還原性用于冶煉鈦、鋯、鈮等金屬(2)NaHCO3受熱分解生成CO2,能與鹽酸發(fā)生反應(yīng)用于焙制糕點的膨松劑、胃酸中和劑(3)Na2CO3水解使溶液顯堿性用熱的純堿溶液洗去油污(4)Na2O2與CO2、H2O(g)反應(yīng)生成O2用作呼吸面具或潛航器的供氧劑(5)鋁具有較強(qiáng)還原性,能發(fā)生鋁熱反應(yīng)用于焊接鋼軌、冶煉不活潑的金屬(6)Al(OH)3是兩性氫氧化物用作胃酸中和劑(7)鎂鋁合金的密度小、強(qiáng)度大用于制造高鐵車廂、航空航天器等序號重要性質(zhì)主要用途(8)鐵粉具有還原性用作食品包裝袋內(nèi)的抗氧化劑(或雙吸劑)(9)FeCl3溶液可氧化Cu生成CuCl2用FeCl3溶液蝕刻印刷銅質(zhì)電路板(10)Fe2O3是紅棕色粉末,俗稱鐵紅常用作油漆、涂料、油墨等紅色顏料(11)K2FeO4具有強(qiáng)氧化性,其被還原生成的Fe3+易水解得到Fe(OH)3膠體常用作殺菌消毒劑和凈水劑(12)BaSO4難溶于水和酸,X射線不能透過在醫(yī)療上用作“鋇餐”2.常見非金屬及其化合物的性質(zhì)與用途的對應(yīng)關(guān)系

序號重要性質(zhì)主要用途(1)硅是常用半導(dǎo)體材料用于制造芯片、硅太陽能電池(2)SiO2導(dǎo)光性能強(qiáng)、抗干擾性能好用于生產(chǎn)光導(dǎo)纖維(3)二氧化硫與O2反應(yīng)用作葡萄酒中的殺菌劑和抗氧化劑(4)二氧化硫具有漂白性常用于漂白紙漿、毛、絲等(5)濃硫酸具有吸水性常用作干燥劑(干燥中性、酸性氣體)序號重要性質(zhì)主要用途(6)液氨、干冰汽化時吸收大量的熱常用作制冷劑(7)次氯酸鹽(如NaClO等)具有強(qiáng)氧化性用于漂白棉、麻、紙張等,或用作殺菌消毒劑(8)氫氟酸能與玻璃中的SiO2反應(yīng)用氫氟酸刻蝕玻璃[命題角度]角度1金屬及其化合物的性質(zhì)與用途【典例】

(2022廣東卷,6)勞動開創(chuàng)未來。下列勞動項目與所述的化學(xué)知識沒有關(guān)聯(lián)的是(

)選項勞動項目化學(xué)知識A面包師用小蘇打作發(fā)泡劑烘焙面包Na2CO3可與酸反應(yīng)B環(huán)保工程師用熟石灰處理酸性廢水熟石灰具有堿性C工人將模具干燥后再注入熔融鋼水鐵與H2O高溫下會反應(yīng)D技術(shù)人員開發(fā)高端耐腐蝕鍍鋁鋼板鋁能形成致密氧化膜A角度拓展——判斷正誤

1.(2022廣東韶關(guān)二模)用小蘇打做蛋糕膨松劑,因Na2CO3與酸反應(yīng)產(chǎn)生氣體。(

)2.(2022廣東茂名二模)明礬可用作凈水劑和消毒劑,鋁離子水解生成氫氧化鋁膠體。(

)×提示

小蘇打即碳酸氫鈉,性質(zhì)不穩(wěn)定,受熱分解產(chǎn)生二氧化碳,常用作焙制糕點的膨松劑,與碳酸鈉無關(guān)?！撂崾?/p>

明礬溶于水可生成具有吸附性的氫氧化鋁膠體,可以凈水但不能消毒。3.(2022廣東茂名二模)鐵粉和生石灰常用作袋裝食品的抗氧化劑,能夠吸收氧氣防止食品腐壞。(

)4.(2022廣東深圳第二次調(diào)研)“天眼”探空——用鋼索建成索網(wǎng),合金鋼比純鐵熔點高、硬度小。(

)×提示

鐵粉作食品的抗氧化劑,生石灰作食品的干燥劑。

×提示

合金鋼比純鐵熔點低、硬度大。

角度2非金屬及其化合物的性質(zhì)與用途【典例】

(2021河北卷,10)關(guān)于非金屬含氧酸及其鹽的性質(zhì),下列說法正確的是(

)A.濃硫酸具有強(qiáng)吸水性,能吸收糖類化合物中的水分并使其炭化B.NaClO、KClO3等氯的含氧酸鹽的氧化性會隨溶液的pH減小而增強(qiáng)C.加熱NaI與濃磷酸混合物可制備HI,說明H3PO4比HI酸性強(qiáng)D.濃硝酸和稀硝酸與Cu反應(yīng)的還原產(chǎn)物分別為NO2和NO,故稀硝酸氧化性更強(qiáng)B角度拓展——判斷正誤1.(2022廣東粵港澳大灣區(qū)二模)疫情防控環(huán)境衛(wèi)生消殺常選用“84”消毒液,其主要成分NaClO具有強(qiáng)氧化性。(

)2.(2022廣東梅州1月質(zhì)檢)利用豆科植物作綠肥進(jìn)行施肥,豆科植物可實現(xiàn)自然固氮。(

)3.(2022廣東粵港澳大灣區(qū)二模)鐵質(zhì)槽罐車可儲運濃硝酸,但不能儲運稀硝酸,稀硝酸比濃硝酸的氧化性更強(qiáng)。(

)√√×提示

鐵質(zhì)槽罐車可儲運濃硝酸,但不能儲運稀硝酸,是由于在室溫下濃硝酸具有強(qiáng)氧化性,會將鐵表面氧化產(chǎn)生一層致密的氧化膜,阻止金屬進(jìn)一步被氧化,即發(fā)生鈍化而不能進(jìn)一步發(fā)生反應(yīng),稀硝酸與鐵反應(yīng)不能產(chǎn)生鈍化現(xiàn)象,但不能說稀硝酸比濃硝酸的氧化性更強(qiáng)。4.(2022廣東梅州1月質(zhì)檢)用稀硝酸處理做過銀鏡反應(yīng)的試管,硝酸具有強(qiáng)氧化性。(

)5.(2022廣東佛山第一次質(zhì)量檢測)氨氣可形成美麗的噴泉,利用了氨氣極易溶于水的性質(zhì)。(

)√√考點2元素及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系[核心回顧]基于元素及其化合物的“價—類”二維圖,從物質(zhì)類別、元素化合價兩個維度掌握元素及其化合物的性質(zhì)及相互轉(zhuǎn)化關(guān)系。1.鈉及其重要化合物

重要的化學(xué)方程式:2.鐵及其重要化合物

重要的方程式:3.鋁及其重要化合物

4.氯及其重要化合物

重要的化學(xué)方程式:5.硫及其重要化合物

6.氮及其重要化合物

重要的化學(xué)方程式:[命題角度]角度1金屬及其化合物的性質(zhì)與轉(zhuǎn)化【典例】

(2021廣東卷,10)部分含鐵物質(zhì)的分類與相應(yīng)化合價關(guān)系如圖所示。下列推斷不合理的是(

)A.a可與e反應(yīng)生成bB.b既可被氧化,也可被還原C.可將e加入濃堿液中制得d的膠體D.可存在b→c→d→e→b的循環(huán)轉(zhuǎn)化關(guān)系C角度拓展1.(2022四川宜賓模擬)“價—類”二維圖是學(xué)習(xí)元素及其化合物知識的重要模型,下圖為鐵元素的“價—類”二維圖,判斷下列說法的正誤:(1)鐵絲在少量氧氣中燃燒生成FeO。(

)(2)Fe(OH)2在潮濕的空氣中容易轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3。(

)(3)含

的鹽具有強(qiáng)氧化性,可用于自來水的殺菌、消毒和凈化。(

)×√√提示

(1)鐵絲在氧氣中燃燒,無論O2是否足量,反應(yīng)均生成Fe3O4。

2.(2022遼寧營口模擬)下圖為鐵元素的“價—類”二維圖,其中的箭頭表示部分物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系,判斷下列說法的正誤:(1)鐵與高溫水蒸氣的反應(yīng)可實現(xiàn)上述轉(zhuǎn)化①。(

)(2)FeO不穩(wěn)定,在空氣中受熱迅速轉(zhuǎn)化為Fe2O3。(

)(3)加熱Fe(OH)3分解生成Fe2O3,Fe2O3加水也能轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3。(

)(4)Fe2+與氯水、H2O2溶液、酸性KMnO4溶液等反應(yīng)可轉(zhuǎn)化為Fe3+。(

)×××√提示

(1)鐵與高溫水蒸氣反應(yīng)生成Fe3O4和氫氣。(2)FeO不穩(wěn)定,在空氣中受熱迅速轉(zhuǎn)化為Fe3O4。(3)Fe(OH)3難溶于水,加熱Fe(OH)3分解生成Fe2O3,Fe2O3與水不反應(yīng)。角度2非金屬及其化合物的性質(zhì)與轉(zhuǎn)化【典例】

(2022廣東粵港澳大灣區(qū)二模)部分含N及Cl物質(zhì)的分類與相應(yīng)化合價關(guān)系如圖所示,下列推斷不合理的是(

)A.可以通過化合反應(yīng)生成cB.工業(yè)上通過a→b→c→d→e來制備HNO3C.濃的a'溶液和濃的c'溶液反應(yīng)可以得到b'D.加熱d'的固態(tài)鉀鹽可以產(chǎn)生O2B提示

a為NH3,b為N2,c為NO,d為NO2,e為HNO3或硝酸鹽,a'為HCl,b'為Cl2,c'為HClO或次氯酸鹽,d'為HClO3或氯酸鹽,e'為HClO4或高氯酸鹽。氮氣和氧氣可以在高溫或放電條件下通過化合反應(yīng)生成NO,A正確;角度拓展1.(2022廣東湛江模擬)部分含氯物質(zhì)的分類與相應(yīng)化合價的關(guān)系如圖所示。判斷下列說法的正誤。(1)a與e反應(yīng)可能生成b和d。(

)(2)b、c、d均具有漂白性。(

)√×提示

(2)由圖知,a為HCl,b為Cl2,c為HClO,d為ClO2,e為氯酸鹽,Cl2不具有漂白性。2.(2022山東泰安三模)在“價—類”二維圖中融入“杠桿模型”,可直觀辨析部分物質(zhì)的轉(zhuǎn)化及其定量關(guān)系。如圖中的字母分別代表硫及其常見化合物,判斷下列推斷是否正確。(1)b既具有氧化性又具有還原性。(

)(2)硫酸型酸雨的形成過程涉及b到c的轉(zhuǎn)化。(

)(3)a溶液與b溶液反應(yīng)過程中有淡黃色沉淀生成。(

)(4)d在加熱下與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)生成e和f,且n(e)∶n(f)=1∶2。(

)√√√×提示

(4)S(d)在加熱時與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)生成e(硫化物)和f(亞硫酸鹽),反應(yīng)的離子方程式為3S+6OH-══2S2-++3H2O,則n(e)∶n(f)=2∶1。專項熱考突破——突破一命題篇——新教材新高考

元素及其化合物的性質(zhì)、轉(zhuǎn)化與應(yīng)用1.元素及其化合物的性質(zhì)與應(yīng)用基于“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì),性質(zhì)決定用途”,認(rèn)識元素及其化合物的性質(zhì)與應(yīng)用的對應(yīng)關(guān)系,分析和探討某些化學(xué)過程對人類健康、社會可持續(xù)發(fā)展可能帶來的雙重影響,并對這些影響從多個方面進(jìn)行評估,從而更加科學(xué)、合理地選擇和應(yīng)用物質(zhì)及其變化。典例突破1(2022廣東粵港澳大灣區(qū)二模)某興趣小組為探究濃硫酸與銅的反應(yīng),設(shè)計了如下裝置。(1)銅絲與濃硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為

。

(2)為驗證品紅被SO2漂白的產(chǎn)物不穩(wěn)定,簡述操作步驟及現(xiàn)象

。

(3)浸NaOH溶液的棉團(tuán)作用是

。

(4)為進(jìn)一步探究SO2的還原性,將過量的SO2通入200mL1.0mol·L-1的Fe(NO3)3和過量BaCl2混合溶液中,觀察到裝置中產(chǎn)生了白色沉淀。裝置如圖所示。某合作學(xué)習(xí)小組設(shè)計實驗,對

產(chǎn)生的原因進(jìn)行探究(不考慮溶液中O2的影響):①查閱資料不同濃度的HNO3被還原的產(chǎn)物不同且產(chǎn)物不單一;不同pH時,的氧化性不同。1.0mol·L-1的Fe(NO3)3的pH≈2。②提出猜想猜想1:SO2被Fe3+氧化猜想2:SO2在酸性條件下被

氧化猜想3:

③設(shè)計實驗、驗證猜想限選實驗試劑:0.01mol·L-1HCl、0.02mol·L-1HCl、3.0mol·L-1HNO3、6.0mol·L-1HNO3、3.0mol·L-1NaNO3、6.0mol·L-1NaNO3、0.1mol·L-1KSCN、0.1mol·L-1K3[Fe(CN)6]和BaCl2固體實驗步驟實驗現(xiàn)象和結(jié)論實驗1:取少量反應(yīng)后的上層清液于試管中,滴入少量

溶液

出現(xiàn)

,說明猜想1成立。溶液中Fe3+與SO2反應(yīng)的離子方程式為

實驗2:往圖中的裝置中加入100mL

溶液、100mL

溶液和過量的BaCl2固體,再通入過量SO2

出現(xiàn)白色沉淀,說明猜想2成立④交流討論小組同學(xué)認(rèn)為,綜合上述兩個實驗不足以證明猜想3成立。⑤優(yōu)化實驗若要證明猜想3成立,還要進(jìn)行實驗3。實驗3:

(只需提供設(shè)計思路,不需要寫出具體操作步驟)。

答案

(1)Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O(2)加熱銅和濃硫酸的混合物,品紅溶液褪色,然后再加熱褪色后的品紅溶液,溶液又變成紅色(3)吸收二氧化硫,防止污染環(huán)境(4)SO2與Fe3+、酸性條件下的

都反應(yīng)0.1mol·L-1K3[Fe(CN)6]藍(lán)色沉淀SO2+2Fe3++Ba2++2H2O══BaSO4↓+2Fe2++4H+

0.02mol·L-1HCl

6.0mol·L-1NaNO3用不含

的鐵鹽驗證Fe3+能氧化SO2解析

(1)銅絲與濃硫酸在加熱條件下反應(yīng)生成硫酸銅、二氧化硫和水,化學(xué)方程式為Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O。(2)可以先加熱銅和濃硫酸的混合物,品紅溶液褪色,然后再加熱褪色后的品紅溶液,如果又變成紅色,說明品紅被SO2漂白的產(chǎn)物不穩(wěn)定。(3)二氧化硫是有刺激性氣味的有毒氣體,會污染環(huán)境,不能隨意排放,浸NaOH溶液的棉團(tuán)作用是吸收二氧化硫,防止污染環(huán)境。(4)由猜想1、2可得猜想3是:SO2與Fe3+、酸性條件下的

都反應(yīng);取少量反應(yīng)后的上層清液于試管中,滴入少量0.1

mol·L-1

K3[Fe(CN)6]溶液,如果出現(xiàn)藍(lán)色沉淀,說明有亞鐵離子生成,說明猜想1成立,溶液中Fe3+與SO2反應(yīng)的離子方程式為SO2+2Fe3++Ba2++2H2O══BaSO4↓+2Fe2++4H+;1.0

mol·L-1的Fe(NO3)3的pH≈2,溶液中c(H+)=0.01

mol·L-1,c()=3.0

mol·L-1,要證明猜想2成立,需要保證氫離子和硝酸根離子的濃度和原溶液相等,所以往圖中的裝置中加入100

mL

0.02

mol·L-1

HCl溶液、100

mL

6.0

mol·L-1

NaNO3溶液和過量的BaCl2固體,再通入過量SO2,出現(xiàn)白色沉淀,說明猜想2成立;若要證明猜想3成立,可以分別用不含

的鐵鹽驗證Fe3+能氧化SO2,用不含F(xiàn)e3+的硝酸鹽驗證

能氧化SO2,結(jié)合猜想1和猜想2的驗證,需進(jìn)行實驗3:用不含

的鐵鹽驗證Fe3+能氧化SO2。2.元素及其化合物的性質(zhì)與轉(zhuǎn)化基于“價—類”二維圖,從物質(zhì)類別、元素化合價的角度,依據(jù)氧化還原反應(yīng)的轉(zhuǎn)化規(guī)律和復(fù)分解反應(yīng)原理,預(yù)測鈉、鐵、鋁及其化合物,以及氯、硫、氮及其化合物的性質(zhì)及物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化,從物質(zhì)類別和元素化合價變化的視角說明物質(zhì)的轉(zhuǎn)化路徑。典例突破2(2022遼寧名校協(xié)作體聯(lián)考)下圖是硫元素部分“價—類”二維圖。下列相關(guān)說法錯誤的是(

)A.圖中C和D兩點對應(yīng)的物質(zhì)可能互相反應(yīng)生成硫單質(zhì)B.可以實現(xiàn)B→E→A→B物質(zhì)循環(huán)C.圖中A點對應(yīng)的物質(zhì)可以使品紅溶液褪色D.化學(xué)式為Na2S2O3的物質(zhì)在圖中對應(yīng)點為F點,可表現(xiàn)出強(qiáng)氧化性答案

D解析

C為H2S,D為H2SO3,二者可以發(fā)生歸中反應(yīng)生成硫單質(zhì),A正確;B為SO3,E為H2SO4,A為SO2,SO3與水反應(yīng)生成H2SO4,H2SO4與還原劑反應(yīng)可以得到SO2,SO2發(fā)生催化氧化反應(yīng)可以生成SO3,B正確;A為SO2,可以漂白品紅溶液,C正確;Na2S2O3中硫元素的平均化合價為+2價,對應(yīng)的點為F點,該物質(zhì)既有氧化性又有還原性,但是氧化性較弱,D錯誤。新材料新情境

“神舟十三號”與新材料新材料

北京時間2022年4月16日9時56分,“神舟十三號”載人飛船返回艙在東風(fēng)著陸場成功著陸,大量新材料的使用助力“神舟十三號”載人飛船執(zhí)行任務(wù)取得圓滿成功。飛船的“推進(jìn)艙”使用大量碳纖維復(fù)合材料,“返回艙”側(cè)壁金屬殼體使用了鋁合金材料,“軌道艙”窗口使用了耐輻射石英玻璃,部分裝置使用了鈦合金材料。判斷(1)“神舟十三號”飛船使用的碳纖維材料和石英玻璃都屬于無機(jī)非金屬材料。(

)(2)“神舟十三號”飛船使用鋁合金和鈦合金材料,利用了其高強(qiáng)度、高韌性、耐腐蝕以及超塑性等性質(zhì)。(

)√√典例突破3(2022新疆烏魯木齊一模)2021年10月16日,“神舟十三號”載人飛船成功發(fā)射,標(biāo)志著中國太空計劃再次邁出重要一步。下列說法不正確的是(

)A.艙外航天服使用的鍍鋁膠布是一種復(fù)合材料B.飛船采用了大量的碳纖維復(fù)合產(chǎn)品,原因之一是這類產(chǎn)品密度小、強(qiáng)度高C.返回艙表面的燒蝕層可以保護(hù)返回艙不因高溫而燒毀,因為這種材料硬度大D.硅橡膠密封材料因其既耐高溫又耐低溫在飛船上得到了很好的應(yīng)用答案

C解析

鍍鋁膠布是一種復(fù)合材料,A正確;制造飛船要求材料密度小且強(qiáng)度高,B正確;返回艙在返回地面的時候,外面的涂層和空氣摩擦?xí)a(chǎn)生高溫,因此要求其可以承受較高的溫度,對硬度要求不大,C錯誤;外太空溫差較大,故需要可以耐高溫和耐低溫的材料,D正確。典例突破42022年4月16日,科技護(hù)航,英雄回家——“神舟十三號”載人飛船返回艙成功著陸,降落傘面以芳綸為材料,返回艙燒蝕防熱涂層以苯基橡膠為基體,填壓石棉(3MgO·2SiO2·2H2O)、玻璃微球、酚醛樹脂微球。下列說法正確的是(

)A.工業(yè)上制備苯基橡膠與芳綸的原料苯可來自煤的干餾或石油的分餾B.返回艙側(cè)壁金屬殼體鋁合金及燒蝕涂層均需具備輕質(zhì)、高強(qiáng)、超塑性C.填壓玻璃微球、酚醛樹脂微球可降低材料熱導(dǎo)系數(shù),石棉是一種有機(jī)高分子材料D.玻璃微球?qū)儆谛滦蜔o機(jī)非金屬材料,其成分與玻璃纖維的成分不同答案

B解析

石油通過催化重整可以得到苯、甲苯等芳香烴,石油的分餾不能得到苯,A錯誤;鋁合金質(zhì)量輕、耐腐蝕,燒蝕涂層具有高強(qiáng)、超塑性,B正確;石棉屬于硅酸鹽材料,C錯誤;玻璃微球的成分與玻璃纖維相同,屬于傳統(tǒng)硅酸鹽材料,D錯誤?！黄贫忸}篇——素養(yǎng)命題+題型突破1.化學(xué)工藝流程的“微設(shè)計”及分析(證據(jù)推理與模型認(rèn)知)化學(xué)工藝流程“微設(shè)計”是基于元素及其化合物的性質(zhì)與轉(zhuǎn)化而設(shè)計,依據(jù)氧化還原反應(yīng)規(guī)律和復(fù)分解反應(yīng)原理,分析物質(zhì)的性質(zhì)及物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化,立足工藝流程的目的(制備或提純物質(zhì)),從問題和“微設(shè)計”出發(fā),運用化學(xué)實驗、理論模型等方法進(jìn)行探索,提升解決實際問題的能力。典例突破1(2022山東卷,12)高壓氫還原法可直接從溶液中提取金屬粉。以硫化銅精礦(含Zn、Fe元素的雜質(zhì))為主要原料制備Cu粉的工藝流程如下,可能用到的數(shù)據(jù)見下表。物質(zhì)Fe(OH)3Cu(OH)2Zn(OH)2開始沉淀pH1.94.26.2沉淀完全pH3.26.78.2下列說法錯誤的是(

)A.固體X主要成分是Fe(OH)3和S;金屬M為ZnB.浸取時,增大O2壓強(qiáng)可促進(jìn)金屬離子浸出C.中和調(diào)pH的范圍為3.2~4.2D.還原時,增大溶液酸度有利于Cu的生成答案

D解析

根據(jù)流程可知,CuS精礦(含Zn、Fe元素的雜質(zhì))在高壓O2作用下,用硫酸溶液浸取過程中發(fā)生氧化還原反應(yīng),所得反應(yīng)產(chǎn)物為Cu2+、S、H2O、Zn2+、Fe3+,然后通入NH3調(diào)節(jié)溶液pH,使Fe3+形成Fe(OH)3沉淀,而Cu2+、Zn2+仍以離子形式存在于溶液中,因此過濾得到的固體X中含有S、Fe(OH)3,濾液中含有Cu2+、Zn2+;然后向濾液中通入高壓H2,因為還原性Zn>H2>Cu,因此Cu2+可被高壓H2還原為金屬Cu,金屬Cu可通過過濾分離出來,而Zn2+仍然以離子形式存在于溶液中,再經(jīng)一系列處理可得到金屬Zn。根據(jù)上述分析可知,A項正確;CuS難溶于硫酸溶液,在溶液中存在沉淀溶解平衡CuS(s)Cu2+(aq)+S2-(aq),增大O2的壓強(qiáng),可以增大O2氧化S2-的速率,使之更快地轉(zhuǎn)化為S,從而加快沉淀溶解平衡正向移動,促進(jìn)金屬離子的浸出,B項正確;要使Fe3+轉(zhuǎn)化為沉淀,而Cu2+、Zn2+仍以離子形式存在于溶液中,結(jié)合離子沉淀的pH范圍,可知中和時應(yīng)該調(diào)節(jié)溶液pH范圍為3.2~4.2,C項正確;在溶液中用高壓H2還原Cu2+變?yōu)榻饘貱u所發(fā)生的反應(yīng)為H2+Cu2+2H++Cu,若還原時增大溶液的酸度,c(H+)增大,平衡向左移動,不利于Cu的生成,D項錯誤。方法點撥從近兩年高考試題分析看,高考化學(xué)選擇題中重點考查了化工流程“微設(shè)計”及分析,側(cè)重考查物質(zhì)的性質(zhì)與轉(zhuǎn)化、物質(zhì)的分離與提純、氧化還原反應(yīng)、離子反應(yīng)等。(1)化工流程“微設(shè)計”的一般思路(2)抓住“六個”關(guān)鍵,突破化工流程“微設(shè)計”類題目

針對訓(xùn)練1(2022山東濟(jì)寧一模)2022年北京冬奧會國家速滑館又稱為“冰絲帶”,所用的碲化鎘(CdTe)發(fā)電玻璃被譽為“掛在墻上的油田”。一種以鎘廢渣(含CdO及少量ZnO、CuO、MnO、FeO雜質(zhì))為原料制備鎘的工藝流程如圖所示:已知:部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH陽離子Fe3+Fe2+Cu2+開始沉淀的pH2.76.33.8完全沉淀的pH3.28.35.0下列說法錯誤的是(

)A.調(diào)節(jié)pH=5目的是除去Cu等雜質(zhì)元素B.“濾渣2”的主要成分為MnO2C.“置換”后濾液溶質(zhì)的主要成分是ZnSO4D.“熔煉”過程利用Cd與Na2ZnO2的密度差異可以將二者分離答案

B解析

根據(jù)工藝流程圖,鎘廢渣(含CdO及少量ZnO、CuO、MnO、FeO等),加入硫酸溶解生成多種硫酸鹽,加入石灰乳調(diào)節(jié)pH=5,沉淀除去Cu(OH)2和CaSO4;在濾液中加入KMnO4,把Fe2+氧化并生成Fe(OH)3沉淀,把Mn2+氧化為MnO2;向濾液中加入鋅置換出Cd,得到海綿鎘,用氫氧化鈉溶解海綿鎘中含有的鋅,得到Cd和Na2ZnO2。調(diào)節(jié)pH=5,沉淀除去Cu(OH)2和CaSO4,A正確;向濾液中加入KMnO4,將Fe2+氧化并生成Fe(OH)3沉淀,把Mn2+氧化為MnO2,則“濾渣2”的主要成分為MnO2、Fe(OH)3,B錯誤;向濾液中加入鋅置換出Cd,“置換”后濾液中溶質(zhì)的主要成分是ZnSO4,C正確;用氫氧化鈉溶解海綿鎘中含有的鋅,“熔煉”過程利用Cd與Na2ZnO2的密度差異可以將二者分離,D正確。2.化學(xué)實驗的“微設(shè)計”及分析(科學(xué)探究與創(chuàng)新意識)化學(xué)實驗的“微設(shè)計”是基于物質(zhì)的制備及性質(zhì)而設(shè)計,側(cè)重考查物質(zhì)的性質(zhì)及轉(zhuǎn)化、實驗操作及目的、實驗現(xiàn)象及原因等;要求考生根據(jù)實驗現(xiàn)象或數(shù)據(jù)對物質(zhì)的性質(zhì)及變化進(jìn)行合理分析、推理,側(cè)重考查實驗探究能力和創(chuàng)新意識。典例突破2(2022湖北部分重點學(xué)校二模)溴化亞鐵(FeBr2)是一種常用的催化劑,易潮解變質(zhì),800℃以上可升華,高溫時溴化鐵(FeBr3)迅速分解可生成溴化亞鐵。利用如圖所示裝置制備溴化亞鐵(部分夾持儀器未畫出),下列說法錯誤的是(

)A.若用濃硫酸代替濃磷酸,則會導(dǎo)致產(chǎn)品的純度降低B.常溫下濃硫酸比濃磷酸黏度較大主要是由于分子間有氫鍵C.濃磷酸在與溴化鈉反應(yīng)中體現(xiàn)了難揮發(fā)性D.堿石灰不能用無水氯化鈣代替答案

A解析

濃磷酸和NaBr反應(yīng)可制備HBr,經(jīng)過安全瓶及干燥后,HBr在加熱條件下與鐵反應(yīng)生成FeBr2,發(fā)生反應(yīng)Fe+2HBrFeBr2+H2,堿石灰用來吸收未反應(yīng)的HBr,并防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入裝置,實驗結(jié)束時要關(guān)閉熱源并繼續(xù)通入氮氣一段時間,使裝置中殘留的溴化氫被充分吸收,避免造成污染。若將濃磷酸換成濃硫酸,會發(fā)生副反應(yīng):2NaBr+2H2SO4(濃)SO2↑+Br2+2H2O+Na2SO4,生成的SO2與鐵不反應(yīng),溴與鐵反應(yīng)生成的FeBr3在高溫下會迅速分解生成FeBr2,對產(chǎn)品的純度無影響,A錯誤;分子間有氫鍵的液體物質(zhì),一般黏度較大,常溫下濃硫酸比濃磷酸黏度較大主要是由于分子間有氫鍵,B正確;濃磷酸能用于制備HBr的原因是濃磷酸具有難揮發(fā)性,從而生成易揮發(fā)的HBr,C正確;堿石灰是用來吸收未反應(yīng)的HBr,而無水CaCl2不能吸收HBr,D正確。方法點撥化學(xué)實驗的“微設(shè)計”及分析是高考實驗選擇題的重點題型之一,此類試題大多以某種氣體(如Cl2、SO2、NH3等)的制備為基礎(chǔ),再利用氣體為原料制備其他物質(zhì)或探究該氣體的性質(zhì)。(1)化學(xué)實驗“微設(shè)計”的一般思路(2)突破化學(xué)實驗“微設(shè)計”類題的四個步驟

針對訓(xùn)練2(2022廣東江門一模)探究濃硫酸和銅的反應(yīng),下列裝置或操作正確的是(

)A.用裝置甲進(jìn)行銅和濃硫酸的反應(yīng)B.用裝置乙收集二氧化硫并吸收尾氣C.用裝置丙稀釋反應(yīng)后的混合液D.用裝置丁測定余酸的濃度答案

C

解析

銅與濃硫酸反應(yīng)需加熱,裝置甲中無酒精燈,A錯誤;SO2密度比空氣的密度大,應(yīng)該長管進(jìn),短管出,B錯誤;稀釋濃硫酸,將濃硫酸沿?zé)瓋?nèi)壁慢慢倒入水中,并不斷用玻璃棒攪拌,C正確;NaOH溶液應(yīng)放在堿式滴定管中,該滴定管是酸式滴定管,D錯誤?！黄迫裏狳c專攻——化學(xué)工藝流程及分析高考必備1.命題分析化學(xué)工藝流程題是高考熱點題型之一,主要考查考生運用化學(xué)反應(yīng)原理及相關(guān)知識來解決化工生產(chǎn)中實際問題的能力,具有考查知識面廣、綜合性強(qiáng)、思維容量大的特點。該題型不但能綜合考查考生在中學(xué)階段所學(xué)的元素及其化合物知識以及物質(zhì)結(jié)構(gòu)、元素周期律、氧化還原反應(yīng)、化學(xué)用語、電解質(zhì)溶液、化學(xué)平衡、電化學(xué)、實驗操作等知識,而且更重要的是能突出考查考生的綜合分析判斷能力及邏輯推理能力。2.化學(xué)工藝流程題的基本結(jié)構(gòu)

3.化學(xué)工藝流程題中的重要操作及目的

操作操作目的及分析灼燒(煅燒)使固體在高溫下分解或改變結(jié)構(gòu),使雜質(zhì)高溫氧化、分解等。如煅燒石灰石、高嶺土、硫鐵礦酸浸在酸性溶液中使可溶性金屬離子進(jìn)入溶液,不溶物通過過濾除去堿浸去油污、去鋁片氧化膜,溶解鋁、二氧化硅等,調(diào)節(jié)pH、促進(jìn)水解(沉淀)水洗用水洗去可溶性雜質(zhì),類似的還有酸洗、醇洗等4.化學(xué)工藝流程題中?？疾僮骷按痤}角度

?？嫉牟僮鞔痤}要考慮的角度分離、提純過濾、蒸發(fā)、萃取、分液、蒸餾等常規(guī)操作;從溶液中得到晶體的方法:蒸發(fā)濃縮—冷卻結(jié)晶—過濾—洗滌、干燥控制溶液的pH①調(diào)節(jié)溶液的酸堿性,抑制水解(或使其中某些金屬離子形成氫氧化物沉淀)②“酸作用”還可除去氧化物(膜)③“堿作用”還可除去油污,除去鋁片氧化膜,溶解鋁、二氧化硅等④特定的氧化還原反應(yīng)需要的酸性條件(或堿性條件)表面處理用水洗除去表面可溶性雜質(zhì),金屬晶體可用機(jī)械法(打磨)或化學(xué)法除去表面氧化物、提高光潔度等5.控制反應(yīng)溫度的目的(1)防止副反應(yīng)的發(fā)生。使化學(xué)平衡發(fā)生移動,控制化學(xué)反應(yīng)的方向。(2)控制固體的溶解與結(jié)晶。(3)控制反應(yīng)速率:使催化劑達(dá)到最大活性。(4)升溫:促進(jìn)溶液中的氣體逸出,使某物質(zhì)達(dá)到沸點而揮發(fā)。(5)加熱煮沸:促進(jìn)水解,聚沉后利于過濾分離。(6)趁熱過濾:減少因降溫而析出的溶質(zhì)的量。(7)降溫:防止物質(zhì)高溫分解或揮發(fā);降溫(或減壓)可以減少能源成本,降低對設(shè)備的要求。真題感悟1.(2021廣東卷,18)對廢催化劑進(jìn)行回收可有效利用金屬資源。某廢催化劑主要含鋁(Al)、鉬(Mo)、鎳(Ni)等元素的氧化物,一種回收利用工藝的部分流程如下:

(5)高純AlAs(砷化鋁)可用于芯片制造。芯片制造中的一種刻蝕過程如圖所示,圖中所示致密保護(hù)膜為一種氧化物,可阻止H2O2刻蝕液與下層GaAs(砷化鎵)反應(yīng)。①該氧化物為

。

②已知:Ga和Al同族,As和N同族。在H2O2與上層GaAs的反應(yīng)中,As元素的化合價變?yōu)?5價,則該反應(yīng)的氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為

。

解析

本題考查工藝流程,涉及難溶電解質(zhì)的計算、化學(xué)方程式書寫及物質(zhì)成分的確定等。(1)利用化合價代數(shù)和為0,可知Na2MoO4中Mo的化合價為+6價。(2)加入NaOH焙燒過程中Al2O3轉(zhuǎn)化為NaAlO2,向水浸之后的濾液Ⅰ中通入過量CO2可產(chǎn)生Al(OH)3沉淀,即X為Al(OH)3。(4)①通入過量CO2反應(yīng)可生成NaHCO3,則Y為NaHCO3。②結(jié)合侯氏制堿法原理,可以通入NH3使溶液中的

轉(zhuǎn)化為

,再通入足量CO2,可以析出溶解度較小的NaHCO3固體。(5)①Al2O3是一層致密氧化膜,可以阻止H2O2的刻蝕。②GaAs中As的化合價是-3價,在反應(yīng)中作還原劑,反應(yīng)后As元素的化合價變?yōu)?5價;H2O2中氧元素的化合價由-1價變?yōu)?2價,H2O2為氧化劑,則根據(jù)電子守恒可知,氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為4∶1。2.(2021遼寧卷,16節(jié)選)從釩鉻錳礦渣(主要成分為V2O5、Cr2O3、MnO)中提鉻的一種工藝流程如下:已知:pH較大時,二價錳[Mn(Ⅱ)](在空氣中易被氧化)?；卮鹣铝袉栴}:(1)Cr元素位于元素周期表第

周期

族。

(2)用FeCl3溶液制備Fe(OH)3膠體的化學(xué)方程式為

。

(3)常溫下,各種形態(tài)五價釩粒子總濃度的對數(shù)[lgc總(V)]與pH關(guān)系如圖。已知釩鉻錳礦渣硫酸浸液中c總(V)=0.01mol·L-1,“沉釩”過程控制pH=3.0,則與膠體共沉降的五價釩粒子的存在形態(tài)為

(填化學(xué)式)。

(4)“轉(zhuǎn)化”過程中生成MnO2的離子方程式為

。

(5)“提純”過程中Na2S2O3的作用為

。

答案

(1)4

ⅥB(2)FeCl3+3H2OFe(OH)3(膠體)+3HCl(4)Mn2++H2O2+2OH-══MnO2↓+2H2O(5)防止pH較大時,二價錳[Mn(Ⅱ)]被空氣中的氧氣氧化,轉(zhuǎn)化為MnO2附在Cr(OH)3的表面使產(chǎn)物不純解析

分析工藝流程圖可知,“沉釩”步驟中使用氫氧化鐵膠體吸附含有釩的雜質(zhì),濾液中主要含有Mn2+和Cr3+,加入NaOH“沉鉻”后,Cr3+轉(zhuǎn)化為固體A為Cr(OH)3沉淀,濾液B中主要含有MnSO4,加入Na2S2O3主要是防止pH較大時,二價錳[Mn(Ⅱ)]被空氣中的氧氣氧化,Cr(OH)3煅燒后生成Cr2O3,“轉(zhuǎn)化”步驟中的反應(yīng)離子方程式為Mn2++H2O2+2OH-══MnO2↓+2H2O。(1)Cr為24號元素,價層電子對排布式為3d54s1,故Cr元素位于元素周期表第4周期ⅥB族。(2)用FeCl3溶液制備Fe(OH)3膠體的化學(xué)方程式為FeCl3+3H2OFe(OH)3(膠體)+3HCl。(3)釩鉻錳礦渣硫酸浸液中c總(V)=0.01

mol·L-1,lg

c總(V)=-2,從圖中可知,“沉釩”過程控制pH=3.0,lg

c總(V)=-2時,與膠體共沉降的五價釩粒子的存在形態(tài)為

。(4)“轉(zhuǎn)化”過程中生成MnO2的離子方程式為Mn2++H2O2+2OH-══MnO2↓+2H2O。(5)“提純”過程中Na2S2O3的作用為防止pH較大時,二價錳[Mn(Ⅱ)]被空氣中的氧氣氧化,轉(zhuǎn)化為MnO2附在Cr(OH)3的表面,使產(chǎn)物不純?？枷蝾A(yù)測1.(物質(zhì)的制備為基礎(chǔ)的工藝流程)(2022廣東廣州一模)銻(Sb)常用作阻燃劑、電極材料等物質(zhì)的原材料。一種以輝銻礦(主要成分為Sb2S3,還含有Fe2O3、Al2O3、MgO、SiO2等)為原料提取銻的工藝如下:已知:溶液中金屬離子開始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:金屬離子Fe3+Al3+Fe2+Mg2+開始沉淀時(c=0.01

mol·L-1)的pH2.23.77.59.6完全沉淀時(c=1.0×10-5

mol·L-1)的pH3.24.79.011.1回答下列問題:(1)“溶浸”時氧化產(chǎn)物是S,Sb2S3被氧化的化學(xué)方程式為

。

(2)“還原”時加入Sb的目的是將

還原,提高產(chǎn)物的純度。

(3)“水解”時需控制溶液pH=2.5。①Sb3+發(fā)生水解的離子方程式為

。

②下列能促進(jìn)該水解反應(yīng)的措施有

(填字母)。

A.升高溫度 B.增大c(H+)C.增大c(Cl-) D.加入Na2CO3粉末③為避免水解產(chǎn)物中混入Fe(OH)3,Fe3+的濃度應(yīng)小于

mol·L-1。

(4)“濾液”中含有的金屬陽離子有

。向“濾液”中通入足量

(填化學(xué)式),再將濾液pH調(diào)至3.5,可析出Fe(OH)3沉淀。將沉淀溶于濃鹽酸后,產(chǎn)物可返回

工序循環(huán)使用。

(5)Sb可由

電解制得,陰極的電極反應(yīng)式為

。

(3)①“水解”生成SbOCl,Sb3+發(fā)生水解反應(yīng)的離子方程式為Sb3++Cl-+H2O

SbOCl+2H+;②該水解反應(yīng)是吸熱反應(yīng),升高溫度可促進(jìn)反應(yīng)進(jìn)行,A正確