版高考化学二轮课堂复习教师用书专题3+第11讲+元素及其化合物的性质+Word版含答案.docx
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元素及其化合物
第11讲 元素及其化合物的性质
考纲定位
命题热点及考频考题
核心素养
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.以上各部分知识的综合应用。
1.金属及其化合物的性质及其制备
2017年Ⅱ卷T8B、T13AB;2017年Ⅲ卷T26;2016年Ⅰ卷T12;2016年Ⅱ卷T13;2016年Ⅲ卷T7;2015年Ⅰ卷T10;2015年Ⅱ卷T13;2014年Ⅰ卷T8
1.变化观念——认识元素及其化合物的性质和变化。
2.科学探究——能设计并优化实验方案,对典型物质及性质进行实验探究。
3.创新意识——尊重事实和证据,能独立思考,对相关实验大胆质疑并能改进和创新。
2.非金属及其化合物的性质及其制备
2017年Ⅰ卷T26;2017年Ⅱ卷T7D、T13C;2017年Ⅲ卷T26
(1)
(2);2016年Ⅲ卷T7CD;2015年Ⅰ卷T8;2015年Ⅱ卷T13;2014年Ⅱ卷T13
3.元素及其化合物性质的综合应用
2017年Ⅰ卷T28
(1);2017年Ⅱ卷T13、T26;2016年Ⅰ卷T8、T27
(1);2016年Ⅱ卷T28;2014年Ⅱ卷T28
———————核心知识·提炼———————
(对应学生用书第49页)
提炼1 重要的特征反应
1.产生气体
(1)与酸反应产生气体
金属+HCl(稀H2SO4)―→H2↑;
金属+H2SO4(浓)―→SO2↑;
金属+HNO3(稀)―→NO↑;
金属+HNO3(浓)―→NO2↑;
C+2H2SO4(浓)
CO2↑+2SO2↑+2H2O;
C+4HNO3(浓)
CO2↑+4NO2↑+2H2O;
CO
(HCO
)+H+―→CO2↑+H2O;
S2-(HS-)+H+―→H2S↑;
SO
(HSO
)+H+―→SO2↑+H2O。
(2)与碱反应产生气体
2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑;
NH
+OH-
NH3↑+H2O。
(3)与水反应产生气体
2Na+2H2O===2NaOH+H2↑;
Mg+2H2O
Mg(OH)2+H2↑;
3Fe+4H2O(g)
Fe3O4+4H2;
C+H2O(g)
CO+H2;
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑。
2.两溶液混合产生沉淀和气体
(1)Ba(OH)2与(NH4)2SO4溶液:
Ba2++2OH-+2NH
+SO
BaSO4↓+2NH3↑+2H2O。
(2)硫代硫酸盐与强酸反应:
S2O
+2H+===S↓+SO2↑+H2O。
(3)互相促进的水解反应:
Al3+与CO
(HCO
)、S2-(HS-),Fe3+与CO
(HCO
)。
3.既能与酸反应,又能与碱反应的物质可能是Al、Al2O3、Al(OH)3、弱酸的铵盐、弱酸的酸式盐等。
4.几个重要的置换反应
(1)铝热反应,如Fe2O3+2Al
Al2O3+2Fe。
(2)2Mg+CO2
2MgO+C。
(3)2C+SiO2
Si+2CO↑。
(4)2F2+2H2O===4HF+O2。
(5)2H2S+O2===2S↓+2H2O。
提炼2 重要的实验现象
1.燃烧时火焰的颜色
(1)火焰为蓝色或淡蓝色:
H2、CO、CH4、H2S、C2H5OH、S等在空气中燃烧。
(2)火焰为苍白色:
H2在Cl2中燃烧。
2.溶液中的沉淀现象
(1)产生白色沉淀:
Ca2+与CO
、SO
;Ba2+与SO
、CO
、SO
;Ag+与Cl-;SiO
与H+;Mg2+与OH-。
(2)产生黄色(浅黄色)沉淀:
Ag+与Br-、I-;H2S溶液与O2、SO2、Cl2等。
(3)产生黑色沉淀:
Cu2+与S2-。
(4)产生红褐色沉淀:
Fe3+与OH-。
(5)产生蓝色沉淀:
Cu2+与OH-。
(6)先产生白色沉淀后沉淀消失:
①向澄清石灰水[或Ba(OH)2溶液]中通入CO2(或SO2)至过量;②向铝盐溶液中滴加强碱溶液至过量;③向偏铝酸盐溶液中滴加强酸至过量;④向硝酸银溶液中滴加氨水至过量。
(7)先产生白色沉淀,后沉淀变为灰绿色,最后变为红褐色:
Fe2+与OH-。
3.产生气体的现象
(1)与稀盐酸反应生成无色、有刺激性气味的气体,且此气体可使品红溶液褪色或使澄清石灰水变浑浊,该气体一定是SO2,原溶液中含有SO
或HSO
。
(2)与稀盐酸反应生成无色无味的气体,且此气体可使澄清石灰水变浑浊,此气体是CO2,原溶液中含有CO
或HCO
。
(3)与碱溶液反应且加热时产生有刺激性气味的气体,此气体可使湿润的红色石蕊试纸变蓝,此气体为NH3,原溶液中一定含有NH
。
(4)电解电解质溶液时,阳极气态产物一般是Cl2或O2,阴极气态产物是H2。
4.溶液变色现象
(1)变红色:
石蕊+酸;酚酞+碱;Fe3+与SCN-。
(2)变蓝色:
石蕊+碱;碘水+淀粉溶液。
(3)浅绿色变黄色:
Fe2+与Cl2、Br2或HNO3。
(4)黄色变浅绿色:
Fe3+与Fe、SO
或S2-等。
(5)品红溶液褪色:
遇Cl2、SO2、次氯酸盐[如NaClO、Ca(ClO)2]、Na2O2等,但加热后又恢复为红色的是SO2。
(6)溴水褪色:
遇H2S、SO2、碱、活泼金属等。
(7)酸性KMnO4溶液褪色:
遇H2S、SO2、Fe2+等。
(8)卤素单质在水、有机溶剂中的颜色变化:
如将Cl2通入含Br-的溶液中,溶液变为橙色,若加入有机溶剂(不溶于水)中,则有机层变为橙红色;将Cl2通入含I-的溶液中,溶液变为棕黄色,若加入有机溶剂(不溶于水)中,则有机层变为紫红色。
提炼3 金属活动性与金属冶炼
(1)电解法冶炼活泼金属使用的是熔融的金属盐或金属氧化物,不是盐溶液。
(2)钠、镁的冶炼是电解熔融的NaCl、MgCl2;铝的冶炼是电解加了冰晶石的熔融Al2O3,不是电解熔融AlCl3,因为AlCl3是共价化合物,熔融态不导电。
(3)在金属活动性顺序表中,虽然前面的金属能够将后面的金属从其化合物中置换出来,但不一定是从其盐溶液中置换,例如Na由于活泼性太强,不能从CuCl2溶液中置换出Cu,但是可以在其熔融状态下置换出铜。
(4)“沙里淘金”描述的是“金”的冶炼方法,为物理方法,属于富集法。
[失分预警]
(1)认识金属及其化合物性质的“4大误区”
①溶液中加入KSCN溶液,溶液变红色,只能说明溶液中含有Fe3+,无法证明是否含有Fe2+。
②既能与酸反应生成气体,又能与碱反应生成气体的物质不一定是Al,还有可能是(NH4)2CO3或NH4HCO3等。
③Fe与Cl2反应,不论Cl2是否过量,产物均为FeCl3而不是FeCl2。
④Na在氧气中燃烧,不论氧气是否足量,产物均为Na2O2。
(2)非金属单质及其化合物常犯的“6错误”
①由于反应SiO2+Na2CO3
Na2SiO3+CO2↑,误认为H2SiO3的酸性强于H2CO3。
其实不然,该反应能够发生是因为高温时CO2以气体形式逸出反应体系,而不能说明H2SiO3酸性比H2CO3酸性强。
②误认为1molCl2参加反应一定转移2mol电子,其实不一定,如在反应Cl2+H2O
HCl+HClO中,1molCl2参加反应转移电子小于1mol。
③误认为Cl2具有漂白性。
其实不然,Cl2遇到水生成的HClO具有漂白性,Cl2没有漂白性。
④误认为SO2能使石蕊试液先变红后褪色。
其实不然,这是因为SO2只能使酸碱指示剂石蕊试液变红,而不能使其褪色。
⑤误认为SO2能使溴水、酸性KMnO4溶液等褪色,是由于SO2具有漂白性。
其实不然,这是因为SO2具有还原性,与溴水、酸性KMnO4溶液等氧化性物质反应而使之褪色。
⑥将少量CO2通入到Ca(ClO)2溶液中会产生CaCO3沉淀,误认为将少量的SO2气体通入到Ca(ClO)2溶液中也会产生CaSO3沉淀。
其实不然,这是因为SO2具有还原性,Ca(ClO)2具有强氧化性,两者会发生氧化还原反应生成CaSO4。
———————命题热点·探究———————
命题热点1 金属及其化合物的性质
(对应学生用书第51页)
■对点练——沿着高考方向训练·
1.(2017·湖北黄冈中学期末)下列各组物质相互混合反应后,既有气体生成,最终又有沉淀生成的是( )
①金属钠投入到FeCl3溶液中
②过量NaOH溶液和明矾溶液混合
③少量Ca(OH)2投入过量NaHCO3溶液中
④Na2O2投入CuCl2溶液中
A.①④B.只有③
C.②③D.①③④
A [①中有H2、Fe(OH)3生成;④中有O2、Cu(OH)2生成;②中无气体和沉淀生成;③中只有沉淀生成。
]
2.将铜和氧化铁的混合物溶于足量稀盐酸中,向所得溶液中滴入2滴KSCN溶液后出现红色。
下列有关说法错误的是( )【导学号:
97184140】
A.容器中可能有固体残渣
B.所得溶液中一定存在Fe2+
C.反应过程中水的电离程度增大
D.再加入铜后,溶液红色逐渐褪去
A [A项错误,根据“滴入KSCN溶液显红色”可证明反应产物中存在氯化铁,Cu和Fe3+反应后,溶液中还存在Fe3+,说明Cu已经完全反应生成Cu2+;B项正确,氧化铁和稀盐酸反应生成的Fe3+,一部分会和Cu反应生成Fe2+;C项正确,随着反应的进行,盐酸逐渐变稀,酸性减弱,抑制水电离的程度减小,所以水的电离程度增大;D项正确,单质铜还原铁离子,红色褪去。
]
3.推理得出正确的结论是化学学习的方法之一。
对下列实验事实的解释正确的是( )【导学号:
97184141】
选项
操作、现象
解释
A
向KI淀粉溶液中加入FeCl3溶液,溶液变蓝
Fe3+能与淀粉发生显色反应
B
把生铁放置于潮湿的空气中,铁表面有一层红棕色的斑点
铁在潮湿的空气中易生成Fe(OH)3
C
向稀硝酸中加入少量铁粉,有气泡产生
说明Fe置换出稀硝酸中的氢,生成了氢气
D
新制Fe(OH)2露置于空气中一段时间,白色物质变成了红褐色
说明Fe(OH)2易被O2氧化成Fe(OH)3
D [A项中Fe3+将I-氧化为I2,淀粉遇碘变蓝;B项中红棕色斑点是Fe2O3;C项中铁与稀硝酸反应产生的气体为NO。
]
4.(2017·江西第三次联考)如图是工业利用菱镁矿MgCO3(含杂质Al2O3、FeCO3)制取镁的工艺流程。
请回答下列问题:
【导学号:
97184142】
(1)菱镁矿送入酸浸池前需要粉碎,目的是_____________________________。
(2)氧化池中通入氯气的目的是氧化________(填化学式),工业上不选用硝酸作氧化剂的原因是__________________和__________________。
(3)沉淀混合物为________和________(填化学式)。
(4)利用熔融氯化镁制取金属镁,选用的方法是________(填序号)。
A.电解法B.氧气还原法
C.碳还原法D.分解法
【解析】
(1)粉碎菱镁矿,增大固体反应物的接触面积,提高酸浸速率。
(2)通入Cl2是为了将Fe2+(或FeCl2)氧化为Fe3+(或FeCl3),工业上不用HNO3是因为会产生污染性气体NOx,也会引入杂质离子NO
。
(3)氧化池中存在Al3+、Fe3+、H+,所以加入MgO后与H+反应使溶液碱性增强,Al3+和Fe3+转化为Al(OH)3和Fe(OH)3,故沉淀池中的沉淀为Al(OH)3和Fe(OH)3。
(4)金属镁比较活泼,一般采用电解熔融MgCl2的方法进行冶炼。
【答案】
(1)提高酸浸速率
(2)FeCl2 会产生污染性气体NOx 会引入杂质离子NO
(3)Al(OH)3 Fe(OH)3 (4)A
■提能力——针对热点题型训练·
(见专题限时集训T3、T4、T8)
命题热点2 非金属及其化合物的性质及其制备
(对应学生用书第51页)
■对点练——沿着高考方向训练·
1.(2017·湖南省考前演练)利用下列实验装置进行相应的实验,不能达到实验目的的是( )
A.利用图甲装置,可快速制取氨气
B.利用图乙装置,用饱和碳酸钠溶液分离CH3CH2OH和CH3COOC2H5混合
液
C.利用图丙装置,可制取乙烯并验证其易被酸性KMnO4溶液氧化
D.利用图丁装置,可说明浓H2SO4具有脱水性、强氧化性,SO2具有漂白
性、还原性
C [生石灰与水反应放出大量的热,浓氨水受热发生分解生成氨气,所以利用图甲装置可快速制取氨气,A正确;乙醇易溶于水,乙酸乙酯不溶于饱和碳酸钠溶液,B正确;乙醇和浓硫酸混合加热到170℃时发生反应,生成乙烯,但是如果加热到140℃,生成的是乙醚,图丙装置中缺少温度计控制反应温度,C不正确;浓硫酸可使蔗糖脱水碳化,这个过程放出大量的热,碳被浓硫酸氧化生成CO2,浓硫酸被还原为SO2,SO2可使品红溶液褪色,可使酸性KMnO4溶液褪色,D正确。
]
2.(2017·邵阳第三次联考)进行化学实验、观察实验现象,通过分析推理得出正确的结论是化学学习方法之一。
下列说法正确的是( )
【导学号:
97184143】
A.证明某红棕色气体是溴蒸气还是NO2,可用湿润的淀粉KI试纸检验,观
察试纸颜色的变化
B.SO2通入足量的Fe(NO3)3稀溶液中,溶液由棕黄色变为浅绿色,但立即
又变成棕黄色,假设通入的SO2完全反应,则同温同压下,逸出气体和
SO2的体积比为2∶3
C.验证淀粉水解产物是否具有还原性,取水解液于试管中加入新制氢氧化
铜悬浊液,加热煮沸,观察是否出现砖红色沉淀
D.在铝质容器中加入食盐溶液,再将变黑的银器浸入该溶液中,一段时间
后发现黑色会褪去,该过程中总反应为2Al+3Ag2S===6Ag+Al2S3
B [NO2和溴蒸气都能把碘离子氧化生成碘单质,遇湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝色,A错误;反应中被还原的是NO
,相当于NO
与SO2之间的氧化还原反应,3SO2~2NO
,故逸出气体和SO2的体积比为2︰3,B正确;淀粉的水解是在酸性条件下,检验水解产物时需要先中和具有催化作用的酸,C错误;Al2S3在溶液中不能存在,会发生水解相互促进反应生成H2S和Al(OH)3,D错误。
]
3.(2017·江苏东台5月模拟)下列实验操作和现象及所得到的结论都正确的是
( )
选项
实验操作
现象
结论
A
向稀HNO3中加入过量铁粉,再滴入少量KSCN溶液
溶液变红
稀HNO3将Fe氧化为Fe3+
B
向AgNO3溶液中滴加过量氨水
溶液澄清
Ag+与NH3·H2O能大量共存
C
将可调高度的铜丝伸入到稀HNO3中
溶液变蓝
Cu与稀HNO3发生置换反应
D
将KI和FeCl3溶液在试管中混合后,加入CCl4,振荡,静置
下层溶液显紫红色
氧化性:
Fe3+>I2
D [稀硝酸溶液中加入过量铁粉充分反应后,生成Fe(NO3)2,则滴加KSCN溶液,无现象,A错误;AgNO3溶液中滴加过量氨水,生成银氨溶液,溶液澄清,可知Ag+与NH3·H2O反应生成络离子不能大量共存,B错误;Cu与稀硝酸反应生成Cu(NO3)2、NO和水,不属于置换反应,C错误;KI和FeCl3溶液发生氧化还原反应生成碘,碘易溶于四氯化碳在下层,则下层溶液显紫红色,氧化性为Fe3+>I2,D正确。
]
4.(2017·绵阳5月模拟)甲、乙两同学用如图所示装置进行实验探究硝酸与铁片反应的产物。
【导学号:
97184144】
文献记载:
Ⅰ.在浓硝酸和活泼金属反应过程中,随着硝酸浓度的降低,其生成的产物有+4、+2、-3价等氮的化合物
Ⅱ.FeSO4+NO
Fe(NO)SO4(棕色) ΔH<0
Ⅲ.NO2和NO都能被KMnO4氧化吸收
Ⅳ.铁氰化钾化学式为K3[Fe(CN)6]:
亚铁氰化钾化学式为K4[Fe(CN)6]
3Fe2++2[Fe(CN)6]3-===Fe3[Fe(CN)6]2↓(蓝色沉淀)
4Fe3++3[Fe(CN)6]4-===Fe4[Fe(CN)6]3↓(蓝色沉淀)
甲的实验操作和现象记录如下:
实验操作
实验现象
打开弹簧夹,通入一段时间CO2,关闭弹簧夹
——
打开分液漏斗活塞,将浓硝酸缓慢滴入烧瓶中,关闭活塞
无明显现象
加热烧瓶,反应开始后停止加热
①A中有红棕色气体产生,一段时间后,气体颜色逐渐变浅;B中溶液变棕色;C中溶液紫色变浅
②反应停止后,A中无固体剩余,得100mL的溶液
请回答下列问题:
(1)滴入浓硝酸加热前没有明显现象的原因是________(选填字母序号,后同)。
A.常温下铁和浓硝酸不反应
B.铁遇浓硝酸形成致密氧化膜,阻止反应进一步发生
C.反应需要催化剂
(2)甲的实验操作中通入CO2的主要目的是________。
A.排除反应体系中的空气,防止干扰
B.将产生的气体压入后续装置吸收
C.维持系统内压强平衡
(3)甲取少量B中溶液,加热,现象是________。
A.棕色溶液变浅绿色
B.棕色溶液变无色
C.有红棕色气体逸出
D.有无色气体逸出
E.产生红褐色沉淀
(4)乙认为有NO生成的证据不足。
乙仍采用该装置和操作进行对照实验,浓硝酸换成稀硝酸,证明有NO生成
的实验现象是A中________________________,B中____________。
(5)将A所得溶液稀释至500mL,取少量稀释后的溶液调节pH后,滴加铁氰化钾溶液有蓝色沉淀生成。
另取稀释后的溶液25.00mL加入过量的KI固体,充分反应后pH至7左右,滴入几滴淀粉溶液做指示剂,用0.25mol/LNa2S2O3标准溶液滴定至终点,共消耗Na2S2O3溶液16.00mL。
(已知:
I2+2S2O
===2I-+S4O
)则A中所得溶液的c(Fe3+)=________mol/L。
【解析】
(1)常温时,铁和浓硝酸反应生成一层致密的氧化物薄膜,阻止了铁和浓硝酸进一步反应,即产生钝化现象。
(2)根据已知信息Ⅰ可知,反应过程可能有NO生成,NO易与O2反应生成NO2,所以需用CO2排除反应体系中的空气,防止对判断产物中有无NO产生干扰。
(3)取少量B中溶液,加热,棕色溶液变浅,有无色气体逸出,且该气体在空气中变为红棕色,因为可逆反应FeSO4+NO
Fe(NO)SO4(棕色)是放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,导致Fe(NO)SO4(棕色)浓度降低,所以溶液颜色变浅。
(4)NO2和H2O反应生成的NO能使FeSO4溶液变成棕色,所以不能证明铁和浓硝酸反应过程中有NO生成,为排除NO2和H2O生成的NO干扰,把浓硝酸换成稀硝酸,稀硝酸和铁反应生成无色的NO,没有NO2生成,则A中气体是无色的,且B中溶液变为棕色,则说明生成的NO和FeSO4反应生成棕色物质,从而说明A中无色气体是NO。
(5)Fe2+和铁氰化钾溶液反应3Fe2++2[Fe(CN)6]3-===Fe3[Fe(CN)6]2↓(蓝色沉淀),生成特征蓝色沉淀,所以由此证明A溶液中含有Fe2+;根据I2+2S2O
===2I-+S4O
,2Fe3++2I-===2Fe2++I2可知,
2S2O
~ I2~ 2Fe3+
22
0.25×16×10-3moln(Fe3+)
n(Fe3+)=4×10-3mol,则A中所得溶液的c(Fe3+)=
=0.16mol/L。
【答案】
(1)B
(2)A (3)AD (4)没有红棕色气体生成 溶液变为棕色 (5)0.16
■提能力——针对热点题型训练·
(见专题限时集训T1、T2、T5、T7)
命题热点3 元素及其化合物性质的综合应用
(对应学生用书第53页)
■悟真题——挖掘关键信息解题·
[例] (2017·北京高考)某小组在验证反应“Fe+2Ag+===Fe2++2Ag”的实验中检测到Fe3+,发现和探究过程如下。
向硝酸酸化的0.05mol·L-1硝酸银溶液(pH≈2)中加入
①,溶液呈黄色。
(1)检验产物
①取出少量黑色固体,洗涤后,____________(填操作和现象),证明黑色固体中含有Ag。
②取上层清液,滴加
②,说明溶液中含有________。
(2)针对“溶液呈黄色”,甲认为溶液中有Fe3+,乙认为铁粉过量时不可能有Fe3+,乙依据的原理是______________________________________________
_________________________________________________________________
(用离子方程式表示)。
针对两种观点继续实验:
①取上层清液,
③,证实了甲的猜测。
同时发现
④,且溶液颜色深浅、沉淀量多少与取样时间有关,对比实验记录如下:
序号
取样时间/min
现象
ⅰ
3
产生大量白色沉淀;溶液呈红色
ⅱ
30
产生白色沉淀,较3min时量少;溶液红色较3min时加深
ⅲ
120
产生白色沉淀,较30min时量少;溶液红色较30min时变浅
(资料:
④)
②对Fe3+产生的原因作出如下假设:
假设a:
可能是铁粉表面有氧化层,能产生Fe3+;
假设b:
空气中存在O2,由于_______________________________________
_________________________________________________________________
(用离子方程式表示),可产生Fe3+;
假设c:
酸性溶液中的NO
具有氧化性,可产生Fe3+;
假设d:
根据______________________________________________________
现象,判断
⑤。
③下述实验Ⅰ
⑤。
实验Ⅱ可证实假设d成立。
实验Ⅰ:
向硝酸酸化的________溶液(pH≈2)中加入过量铁粉,搅拌后静置,不同时间取上层清液滴加KSCN溶液。
3min时溶液呈浅红色,30min后溶液几乎无色。
实验Ⅱ:
⑥。
其中甲溶液是________,操作及现象是_________。
(3)根据实验现象,结合方程式推测实验ⅰ~ⅲ中Fe3+浓度变化的原因:
_________________________________________________________________
________________________________________________________________。
[审题指导]
题眼
挖掘关键信息
①
黑色固体中一定有Fe,也含有Ag
②
检验Fe2+的特征反应
③
Fe3+的特征检验试剂和方法
④
正确理解关键信息,明确白色沉淀是AgSCN
⑤
a、b、c假设均含有Ag
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- 高考 化学 二轮 课堂 复习 教师 专题 11 元素 及其 化合物 性质 Word 答案
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