高考化學二輪專題輔導通用版（課件）第5講 元素化合物的性質與應用(共96張PPT)

第5講元素化合物的性質與應用【串真知體系建構】【研核心思維激活】【研習任務1】金屬元素的單質只有還原性,在化合物中只顯正價。不同金屬元素組成的物質都有其代表性的性質,請根據(jù)圖示寫出相關反應的方程式:(1)鈉之“活潑”①

②

③

④

⑤

答案:①2Na+2H2O====2NaOH+H2↑②2Na2O2+2H2O====4NaOH+O2↑③2Na2O2+2CO2====2Na2CO3+O2④NaOH+CO2====NaHCO3⑤2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O(2)鐵之“變價”①

②

③

④

⑤

答案:①2Fe+3Cl22FeCl3②Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3或Fe2O3+3CO2Fe+3CO2③Cu+2FeCl3====CuCl2+2FeCl2④2FeCl2+Cl2====2FeCl3⑤4Fe(OH)2+O2+2H2O====4Fe(OH)3(3)鋁之“兩性”①

②

③

④

⑤

答案:①2Al+2NaOH+2H2O====2NaAlO2+3H2↑②Al2O3+2NaOH====2NaAlO2+H2O③AlCl3+3NH3·H2O====Al(OH)3↓+3NH4Cl④Al(OH)3+NaOH====NaAlO2+2H2O⑤NaAlO2+CO2+2H2O====Al(OH)3↓+NaHCO3【研習任務2】如圖是氮元素的價類二維圖,其中A為正鹽,X是一種強堿,通常條件下Z是無色液體,E的相對分子質量比D大16,各物質的轉化關系如圖所示。(1)分析說明A-G各物質的種類或化學式

(2)同主族元素的氫化物中B的沸點最高的原因是

(3)D→E的反應可用于檢驗D,其反應現(xiàn)象為

(4)A作肥料時不適合與草木灰混合施用的原因是

答案:(1)由信息可知,A為正鹽,為銨鹽,強堿與銨鹽加熱生成氨氣,所以B為NH3;氨氣和氧氣反應生成氮氣和水,C為N2;氮氣氧化為NO,所以D為NO;NO氧化為NO2,E為NO2;二氧化氮和水反應生成硝酸,F為HNO3;G為硝酸鹽;Y為O2,Z為H2O。(2)B為NH3,氨氣分子間存在氫鍵,所以氮族元素的氫化物中,NH3的沸點最高。(3)顏色由無色變?yōu)榧t棕色。(4)銨態(tài)氮肥和草木灰混合施用會生成NH3,氨氣揮發(fā),降低肥效。

熱點一常見物質的性質及應用【研典例探究升華】角度一:常見物質的性質及應用【典例1】(2019·西寧模擬)自然界的硫循環(huán)如圖所示,下列說法不正確的是 (

)A.①和②中硫元素均被氧化B.控制化石燃料的使用可以減少SO2排放C.含硫有機物和含硫無機物可相互轉化D.①是自然界形成酸雨的唯一原因【解析】選D。①中SO2被氧化變?yōu)?②巖石中硫以金屬硫化物或硫單質存在,火山爆發(fā)時,被氧化變?yōu)镾O2,選項A正確;B.有些化石燃料中含有硫元素,使用時會轉化為SO2擴散到空氣中,所以控制化石燃料的使用可以減少SO2排放,選項B正確;C.動植物遺體碎屑、排出物中硫元素是有機物,它們能形成石油等礦物質中的有機物,化石燃料燃燒會轉化為SO2進入大氣,動植物遺體碎屑、排出物也可以被微生物分解變?yōu)檫M入土壤溶液中,SO2、含物質是無機物;它們被生產(chǎn)者吸收又可轉化為有機物,從而實現(xiàn)了含硫有機物和含硫無機物的相互轉化,選項C正確;D.形成酸雨的物質,除了SO2還有H2S、NO2等,所以①不是自然界形成酸雨的唯一原因,選項D錯誤。角度二:常見物質間的轉化【典例2】(2019·江蘇高考)在給定條件下,下列選項所示的物質間轉化均能實現(xiàn)的是 (

)【解析】選B。A項,Cl2與Fe反應生成FeCl3,錯誤;B項,MgCl2與Ca(OH)2反應生成Mg(OH)2沉淀,煅燒Mg(OH)2生成MgO固體,正確;C項,S與O2燃燒只能生成SO2,錯誤;D項,NH3、CO2和NaCl溶液反應生成NaHCO3,方程式為NH3+CO2+NaCl+H2O====NaHCO3↓+NH4Cl,錯誤?！镜淅?】如圖中的各字母表示有關的一種反應物或生成物(某些物質已經(jīng)略去),其中常溫下A是金屬單質;B是淡黃色固體;C、D、E為無色氣體,D能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍;H是無色液體。(1)寫出下列各物質的化學式:B:_______;F:________。

(2)寫出D→E反應的化學方程式為:_________。

(3)寫出G→F反應的離子方程式:________;若該反應中轉移電子總數(shù)為9.03×1023,則被還原的G的物質的量為_____________。

(4)寫出實驗室制取D的化學方程式

__。

【解析】C、D、E為無色氣體,D能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍,則D為NH3,金屬單質A能與C反應生成淡黃色固體B,故A為Na、C為O2、B為Na2O2,無色液體H能與過氧化鈉反應生成C(氧氣),則H為H2O,氨氣與氧氣反應生成E為NO,NO與氧氣反應生成F為NO2,二氧化氮與水反應生成G為HNO3。(1)由上述分析可知,B為Na2O2,F為NO2。(2)D→E反應的化學方程式為4NH3+5O24NO+6H2O。(3)G→F反應的離子方程式:Cu+4H++2Cu2++2NO2↑+2H2O,若該反應中轉移電子總數(shù)為9.03×1023,轉移電子物質的量為1.5mol,則被還原的G(HNO3)的物質的量為1.5mol÷(5-4)=1.5mol。(4)D為NH3,實驗室制取D的化學方程式:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O。答案:(1)Na2O2

NO2(2)4NH3+5O24NO+6H2O(3)Cu+4H++2Cu2++2NO2↑+2H2O

1.5mol(4)2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O【規(guī)律方法】物質轉化推斷的四步解題法(1)審題——仔細讀題、審清題意,把題干中的信息體現(xiàn)在框圖中,全面了解圖中的轉化關系。(2)解題——找準“題眼”、大膽猜測,結合學過的知識進行檢驗、推理。(3)驗證——當推斷出結果后,應將結果代入圖中進行驗證是否合理。(4)慎答——答非所問是考生解答此類試題經(jīng)常出現(xiàn)的錯誤。【精整合技法指導】1.化學反應與反應條件的關系多數(shù)化學反應需要一定條件,條件不同化學反應也不同。(1)“催化劑”:無機化學反應需要的催化劑不同,但是根據(jù)“催化劑”這一條件,可將氯酸鉀分解、雙氧水分解、工業(yè)合成氨、SO2催化氧化、氨催化氧化聯(lián)系起來,形成知識鏈。(2)“通電”或“電解”:可以鎖定在電解水、氯化鈉、氯化鎂、氯化銅、硫酸銅、硝酸鹽等溶液,熔融氯化鈉和氧化鋁范圍內。(3)“高溫”:常見的有碳酸鈣分解、SiO2和C的置換反應、制造普通玻璃的反應、鋁熱反應等。2.元素化合物的特征反應現(xiàn)象(1)燃燒:H2+Cl2(蒼白色火焰),C2H2(C6H6)+O2(明亮火焰,大量黑煙),Al+O2,Mg+O2(耀眼白光,生成白色固體),金屬焰色反應。(2)淀粉遇碘變藍,蛋白質遇濃硝酸變黃。(3)使?jié)駶櫦t色石蕊試紙變藍的氣體是NH3,使品紅溶液褪色的氣體是Cl2、SO2等。(4)在空氣中由無色變?yōu)榧t棕色氣體的是NO。(5)Fe3+遇OH-生成紅褐色沉淀,遇苯酚顯紫色,遇SCN-顯紅色。(6)Fe2+遇OH-生成白色沉淀,白色沉淀迅速變成灰綠色,最后變成紅褐色;Fe2+遇SCN-無明顯現(xiàn)象,在通入Cl2后溶液顯紅色。(7)與堿反應加熱產(chǎn)生氣體的溶液中一般含

。(8)既能與酸反應又能與堿反應并產(chǎn)生氣體的物質:Al、弱酸的銨鹽(碳酸銨、硫化銨等)、弱酸的酸式銨鹽(碳酸氫銨、硫氫化銨等)。

(9)燃燒能生成煙:Na在氯氣中燃燒生成白煙,Fe在氯氣中燃燒生成紅棕色煙,Cu在氯氣中燃燒生成棕黃色煙。

3.物質之間的特征轉化關系(1)連續(xù)氧化反應:①NH3→HNO3

②H2S→H2SO4

③CH4→H2CO3④Na→NaOH(2)符合下列轉化關系:X(鹽)+Y(強酸或強堿)Z(氣體)X可能為弱酸的銨鹽:(NH4)2CO3或NH4HCO3;(NH4)2S或NH4HS;(NH4)2SO3或NH4HSO3等。(3)三角轉化關系:(4)化合物+化合物單質+化合物:這類反應主要有:CO+H2O(g)CO2+H2、Fe2O3+3CO2Fe+3CO2等。(5)化合物A+單質B化合物C+單質D:這類反應主要有:CO2+2Mg2MgO+C、Fe2O3+3H22Fe+3H2O。【練類題鞏固拓展】1.(2019·南京模擬)在給定條件下,下列選項所示的物質間轉化均能實現(xiàn)的是 (

)【解析】選C。Fe與Cl2反應生成FeCl3,A項錯誤;S與O2反應生成SO2,B項錯誤;CaCO3高溫分解生成CaO,CaO與SiO2在高溫時反應生成CaSiO3,C項正確;NO與H2O不反應,D項錯誤。2.下列各組物質中,物質之間通過一步反應就能實現(xiàn)如圖所示轉化的是 世紀金榜導學號(

)選項XYZRAAlAlCl3Al(OH)3NaAlO2BNaNa2ONa2O2NaOHCH2SSSO2SO3DN2NH3NONO2【解析】選B。A項,鋁不能經(jīng)一步反應生成氫氧化鋁。B項,鈉可以經(jīng)一步反應分別生成氧化鈉、過氧化鈉、氫氧化鈉,氧化鈉在氧氣中加熱生成過氧化鈉,過氧化鈉與水反應可生成氫氧化鈉,氧化鈉與水反應生成氫氧化鈉。C項,H2S不能經(jīng)一步反應生成SO3,S不能經(jīng)一步反應生成SO3。D項,N2不能經(jīng)一步反應生成NO2,NH3不能經(jīng)一步反應生成NO2。

熱點二有氣體參與的裝置型實驗【研典例探究升華】

角度一:選擇題【典例4】(2019·石家莊模擬)實驗室用草酸與濃硫酸反應制備CO,其原理如下:H2C2O4CO↑+CO2↑+H2O。某課題組同學設計實驗探究CO還原氧化鉛(黃色粉末)并檢驗氧化產(chǎn)物(已知CO能使銀氨溶液產(chǎn)生黑色沉淀),裝置如圖所示。下列說法正確的是 (

)A.②、④、⑤中試劑依次為堿石灰、銀氨溶液、澄清石灰水B.實驗時,先點燃①處酒精燈,⑤中連續(xù)產(chǎn)生氣泡且有明顯現(xiàn)象后點燃③處酒精燈C.實驗結束時,先熄滅①處酒精燈,再熄滅③處酒精燈D.實驗過程中觀察到③玻璃管中黃色粉末逐漸變成白色粉末【解析】選B。先檢驗CO2,后檢驗未完全反應的CO,試劑順序為堿石灰、澄清石灰水、銀氨溶液,A項錯誤;⑤中連續(xù)產(chǎn)生氣泡,銀氨溶液中產(chǎn)生黑色沉淀,表明裝置內空氣排盡,B項正確;類似一氧化碳還原氧化銅,先停止加熱,繼續(xù)通入氣體,應先熄滅③處酒精燈,再熄滅①處酒精燈,C項錯誤;鉛粉末是黑色粉末,不是白色粉末,D項錯誤。角度二:非選擇題【典例5】二水合草酸亞鐵(FeC2O4·2H2O)可用作照相顯影劑和制藥工業(yè)。FeC2O4·2H2O受熱易分解時生成FeO、CO、CO2、H2O等物質,甲同學利用如圖裝置(夾持及加熱儀器省略)在實驗室中對其氣體產(chǎn)物進行了探究。已知:常溫下CO能與PdCl2溶液反應得到黑色的Pd。請回答下列問題:(1)裝置B中的試劑為______;裝置D的作用為__

__。

(2)實驗開始前向裝置內通入一段時間N2的目的是

_____________。

(3)實驗過程中,裝置E中除了生成黑色的Pd外還有CO2生成,對應的化學方程式為

__________。

(4)反應結束后,需向裝置A中再次通入N2,目的是將生成的氣體產(chǎn)物全部趕入右側實驗裝置中,通入N2的具體實驗操作為___________。

(5)若實驗中所用草酸亞鐵晶體的質量為36g,裝置C中產(chǎn)生的白色沉淀的質量為41.37g,則裝置A中發(fā)生反應的化學方程式為

_____________。

(6)乙同學認為FeC2O4·2H2O分解時得到的CO2的量應高于理論值,他的判斷理由為____________________________________________________________;請設計實驗證明乙同學的觀點正確:___________。

【解析】(1)草酸亞鐵晶體分解生成的物質有FeO、CO、CO2、H2O,B裝置是用于檢驗水蒸氣的,選用無水硫酸銅;D的作用是檢驗CO2是否被吸收完全。(2)空氣中的O2能氧化生成的CO,空氣中的CO2會干擾生成CO2的量的測定,故要先將裝置中空氣排出。

(3)由題給信息可知該反應的反應物為CO、PdCl2和H2O,生成物為Pd、CO2和HCl,配平后即可得到該氧化還原反應對應的化學方程式。(4)第二次通入N2的目的是使生成的CO2全部進入裝置C中,故相應的操作為打開K1、K3,關閉K2,緩緩通入N2一段時間。(5)二水合草酸亞鐵晶體物質的量為0.2mol,BaCO3沉淀的物質的量為41.37g÷197g·mol-1=0.21mol,n(FeC2O4·2H2O)∶n(CO2)=20∶21,相應的化學方程式為20FeC2O4·2H2O19FeO+19CO↑+21CO2↑+Fe+40H2O。(6)高溫條件下,FeC2O4·2H2O分解出的CO和FeO發(fā)生了氧化還原反應,生成了CO2和Fe,導致CO2的量增多。答案:(1)無水硫酸銅檢驗CO2是否被吸收完全(2)排出裝置內的空氣,防止O2氧化生成的CO,防止空氣中的CO2進入裝置C中(答出其中2點即可)(3)CO+PdCl2+H2O====Pd+CO2↑+2HCl(4)打開K1、K3,關閉K2,緩緩通入N2一段時間(5)20FeC2O4·2H2O19FeO+19CO↑+21CO2↑+Fe+40H2O(6)高溫條件下,FeC2O4·2H2O分解出的CO和FeO發(fā)生了氧化還原反應,生成了CO2和Fe取適量的A裝置中的固體產(chǎn)物放入小試管中,加入過量稀硫酸,若有氣體產(chǎn)生,則說明乙同學觀點正確【規(guī)律方法】有氣體參與的綜合性實驗解題模板【精整合技法指導】

1.根據(jù)反應物狀態(tài)和反應條件選擇合適的氣體發(fā)生裝置2.除雜試劑選擇:根據(jù)主體氣體與雜質氣體的性質差異如:H2(HCl)、CO(CO2)、NO(NO2)——水CO2(HCl)、CO2(SO2)——飽和碳酸氫鈉溶液Cl2(HCl)——飽和食鹽水N2(O2)——灼熱的銅網(wǎng)3.干燥劑選擇:狀態(tài)、性質酸性干燥劑:濃H2SO4(H2S除外)、P2O5、硅膠等堿性干燥劑:堿石灰、氧化鈣、固體NaOH等中性干燥劑:無水CaCl2(NH3除外)等4.凈化裝置:順序是除雜在前,干燥在后;干燥在前,加熱在后。如Cl2中混有HCl

、H2O(g):氣體→飽和食鹽水→濃硫酸;N2中混有O2

、H2O(g):氣體→濃硫酸→灼熱銅網(wǎng)如圖為常見的氣體凈化裝置:【練類題鞏固拓展】

1.(2019·焦作模擬)濃硫酸具有強氧化性,在加熱條件下可將木炭氧化為二氧化碳,某興趣小組利用下列裝置驗證該反應的氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物。下列說法錯誤的是 (

)A.裝置連接的正確順序是:A→C→D→F→E→C→D→BB.甲中反應方程式為C+2H2SO4(濃)CO2↑+2SO2↑+2H2OC.酸性KMnO4溶液的作用是除去CO2中的SO2D.丁和丙中溶液均褪色說明反應生成了SO2,乙中溶液變渾濁說明反應生成了CO2【解析】選D。甲為氣體發(fā)生裝置,先通過品紅溶液驗證SO2的存在,再用酸性KMnO4溶液除去SO2,再通過品紅溶液,若品紅不褪色即可確定SO2已除干凈,在排除SO2干擾的條件下,將氣體通過澄清石灰水,澄清石灰水變渾濁可確定CO2的存在,所以裝置連接順序為A→C→D→F→E→C→D→B,A項正確;反應中濃硫酸被還原為SO2,C被濃硫酸氧化為CO2,相應的化學方程式書寫正確,B項正確;酸性KMnO4可將SO2氧化為H2SO4而除去,排除對CO2檢驗的干擾,C項正確;丁和丙均褪色,說明SO2沒有除盡,SO2干擾CO2的檢驗,不能根據(jù)乙中澄清石灰水變渾濁判斷甲中生成了CO2,D項錯誤。2.(2019·滄州模擬)堿式碳酸鎳可表示為xNiCO3·yNi(OH)2·zH2O,它是一種淡綠色粉末,常用作催化劑、電鍍液及制備鎳鹽的原料。實驗小組用下列裝置A～F測定其組成。世紀金榜導學號(1)裝置A為N2的發(fā)生裝置,其化學方程式為

__。

(2)各儀器按氣流方向的連接順序為________(填儀器接口字母編號)。

(3)實驗過程中需通入兩次N2,其作用分別為

__。

(4)稱取3.77g某堿式碳酸鎳樣品,充分反應后得到2.25gNiO,生成0.44g二氧化碳和1.08g水。則該樣品的化學式為_

_。

(5)裝置B的作用為______________________,若去掉此裝置,測得的

將________。(填“偏大”“偏小”或“無影響”)

(6)某同學用裝置G代替裝置A進行上述實驗,是否可行,請說明理由:

__。

【解析】(1)裝置A中產(chǎn)生N2,為氮元素的歸中反應,根據(jù)化合價升降規(guī)律可得反應為NaNO2+NH4Cl====NaCl+N2↑+2H2O。(2)實驗原理為xNiCO3·yNi(OH)2·zH2O的熱分解,分別用濃硫酸和堿石灰吸收H2O和CO2并測得其質量變化。為了使測定結果準確,需要用干燥的N2排盡裝置中的空氣,并用堿石灰阻止外界空氣進入裝置。綜合上述分析,可得連接順序為afg(或ih)de(或ed)ih(或fg)jk(或kj)bc。(3)由(2)的分析可知,通入兩次N2的作用分別為排盡裝置中的空氣、將分解產(chǎn)生的CO2及水蒸氣全部排出并被完全吸收。(4)n(Ni2+)==0.03mol,n()==0.01mol,根據(jù)電荷守恒可得n(OH-)=0.04mol,OH-對應生成的H2O為0.02mol,反應中生成H2O的總量n(H2O)==0.06mol,所以樣品中的結晶水為0.06mol-0.02mol=0.04mol。x∶y∶z=0.01∶0.02∶0.04=1∶2∶4,所以化學式為NiCO3·2Ni(OH)2·4H2O。(5)裝置B的作用為防止空氣中的CO2及水蒸氣進入裝置F中引起誤差。若去掉此裝置,測得的CO2質量偏大,導致x偏大,y偏小,將偏小。(6)裝置G為制備H2的反應,此時反應為xNiCO3·yNi(OH)2·zH2O+(x+y)H2(x+y)Ni+xCO2+(x+2y+z)H2O,依據(jù)堿式碳酸鎳、Ni、CO2和H