高三化學一輪復習 專題4 無機化學綜合應用 講義

無機化學綜合應用[考綱要求]常見金屬元素(Na、Al、Fe、Cu等)與常見非金屬元素(H、C、N、O、Si、S、Cl等)各部分知識的綜合運用。熱點一常見離子的檢驗及物質鑒別1．常見陰離子的檢驗(1)利用酸堿指示劑檢驗(2)利用鹽酸和其他試劑檢驗COeq\o\al(2－,3)：加入BaCl2或CaCl2溶液后生成白色沉淀，再加稀鹽酸沉淀溶解，并放出無色無味的氣體。SOeq\o\al(2－,4)：先加入足量稀鹽酸，無沉淀生成，再加入BaCl2溶液，產(chǎn)生白色沉淀。SOeq\o\al(2－,3)：加入BaCl2溶液，產(chǎn)生白色沉淀，再加稀鹽酸，放出無色有刺激性氣味且能使品紅溶液褪色的氣體。(3)利用AgNO3(HNO3酸化)溶液檢驗(4)利用某些特征反應檢驗I－：滴入淀粉溶液和氯水，溶液變藍色(或加入氯水和四氯化碳，四氯化碳層呈紫紅色)。2．常見陽離子的檢驗H＋→滴入紫色石蕊溶液，溶液變紅色3．離子檢驗實驗操作的答題模板操作?現(xiàn)象?結論取樣，加入……?有……生成?……的是……例如：檢驗某溶液中含有Fe2＋而不含F(xiàn)e3＋的方法是取適量溶液于潔凈的試管中，滴加幾滴KSCN溶液，不顯血紅色，再向溶液中滴加幾滴H2O2(或新制氯水)，溶液變?yōu)檠t色，說明溶液中含有Fe2＋而不含F(xiàn)e3＋。4．物質鑒別遵循的原則(1)選擇的方法或試劑要簡單，實驗現(xiàn)象要明顯。(2)用物理方法時，一般可按觀察法→嗅試法→水溶法的順序進行。(3)用化學方法時，對固體可按加熱法、水溶法、指示劑測試法、指定試劑法等進行；對液體可按照指示劑測試法、指定試劑法等進行；對氣體可用點燃法、通入指定試劑法等進行。題組一離子檢驗的直接判斷1．正誤判斷，正確的劃“√”，錯誤的劃“×”(1)BaSO4難溶于酸，所以用鹽酸和BaCl2溶液檢驗SOeq\o\al(2－,4)()(2)向某溶液中加入稀鹽酸，產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水，石灰水變渾濁，該溶液一定是碳酸鹽溶液()(3)向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液不變色，滴加氯水后顯紅色，該溶液中一定含F(xiàn)e2()(4)向溶液中滴加酸化的Ba(NO3)2溶液出現(xiàn)白色沉淀，說明該溶液中一定有SOeq\o\al(2－,4)()(5)用BaCl2溶液鑒別SOeq\o\al(2－,4)與SOeq\o\al(2－,3)()(6)某溶液加入CCl4，CCl4層顯紫色，證明原溶液中存在I－()(7)某溶液加入BaCl2溶液，產(chǎn)生不溶于稀硝酸的白色沉淀，該溶液一定含有Ag＋()題組二離子檢驗的綜合應用2．(2014·上海，18改編)某未知溶液可能含Cl－、COeq\o\al(2－,3)、Na＋、SOeq\o\al(2－,4)、Al3＋，將溶液滴在藍色石蕊試紙上，試紙變紅。取少量試液，滴加硝酸酸化的氯化鋇溶液，有白色沉淀生成；在上層清液中滴加硝酸銀溶液，產(chǎn)生白色沉淀。下列判斷合理的是()A．一定有Cl－B．可能有SOeq\o\al(2－,4)C．一定沒有Al3＋D．一定沒有COeq\o\al(2－,3)題組三常見物質的鑒別3．正誤判斷，正確的劃“√”，錯誤的劃“×”(1)只滴加氨水鑒別NaCl、AlCl3、MgCl2、Na2SO4四種溶液()(2)用KOH溶液鑒別SO3(g)和SO2()(3)用濕潤碘化鉀淀粉試紙鑒別Br2(g)和NO2()(4)用CO2鑒別NaAlO2溶液和CH3COONa溶液()(5)用BaCl2溶液鑒別AgNO3溶液和K2SO4溶液()(6)用AgNO3溶液可以鑒別KCl和KI()(7)用Na2CO3溶液不能區(qū)分CH3COOH和CH3COOCH2CH3()(8)CCl4可用于鑒別溴水和碘水()(9)將某氣體通入溴水中，溴水顏色褪去，該氣體一定是乙烯()熱點二物質的分離與提純1．物質分離與提純的基本原理(1)“四原則”①不增，不得引入新雜質；②不減，盡量不減少被提純的物質；③易分，使被提純或分離的物質跟其他物質易分離；④復原，被提純的物質要易被還原。(2)“三必須”①除雜試劑必須過量；②過量試劑必須除盡(除去過量試劑帶入的新雜質，同時注意加入試劑的順序)；③選擇最佳的除雜途徑。2．物質分離與提純的常用方法(1)升華法；(2)過濾法；(3)蒸餾法；(4)萃取分液法；(5)洗氣法；(6)燃燒法。3．物質分離與提純的常見類型(1)“固＋固”混合物的分離(提純)(2)“固＋液”混合物的分離(提純)(3)“液＋液”混合物的分離(提純)(4)“氣＋氣”混合物的分離(提純)1．正誤判斷，正確的劃“√”，錯誤的劃“×”(1)因為KNO3的溶解度大，所以可用重結晶法除去KNO3中混有的NaCl()(2)除去粗鹽溶液中不溶物()(3)除去CO氣體中的CO2氣體()2．下列除雜方案錯誤的是()選項被提純的物質雜質除雜試劑除雜方法ACO(g)CO2(g)NaOH溶液、濃H2SO4洗氣BNH4Cl(aq)Fe3＋(aq)NaOH溶液過濾CCl2(g)HCl(g)飽和食鹽水、濃H2SO4洗氣DNa2CO3(s)NaHCO3(s)—灼燒3．下列除去雜質方法正確的是()A．除去CO2中混有的CO：用濃NaOH溶液洗氣B．除去BaCO3固體中混有的BaSO4：加過量稀鹽酸后，過濾、洗滌C．除去FeCl2溶液中混有的FeCl3：加入適量氯水，過濾D．除去Cu粉中混有的CuO：加適量稀硫酸后，過濾、洗滌4．下列實驗操作或方案正確的是()A．除去CO2中混有的SO2，可將混合氣體依次通過盛有酸性KMnO4溶液和濃硫酸的洗氣瓶B．用圖1所示裝置可從KI和I2的固體混合物中回收I2C．用圖2所示裝置蒸干NH4Cl飽和溶液來制備NH4Cl晶體D．用圖3所示裝置除去Cl2中含有的少量HCl熱點三物質的特殊轉化關系及框圖推斷1．直線型轉化關系Aeq\o(→,\s\up7(X))Beq\o(→,\s\up7(X))C(1)X為O2Na→Na2O→Na2O2N2→NO→NO2或NH3→NO→NO2S→SO2→SO3或H2S→SO2→SO3C→CO→CO2或CH4→CO→CO2醇→醛→羧酸(2)X為CO2NaOHeq\o(→,\s\up7(CO2))Na2CO3eq\o(→,\s\up7(CO2))NaHCO3(3)X為強酸，如HClNaAlO2eq\o(→,\s\up7(HCl))Al(OH)3eq\o(→,\s\up7(HCl))AlCl3Na2CO3eq\o(→,\s\up7(HCl))NaHCO3eq\o(→,\s\up7(HCl))CO2(4)X為強堿，如NaOHAlCl3eq\o(→,\s\up7(NaOH))Al(OH)3eq\o(→,\s\up7(NaOH))NaAlO22．交叉型轉化3．三角型轉化4．注意反應形式與物質的關系，特別是置換反應(1)金屬→金屬：金屬＋鹽→鹽＋金屬，鋁熱反應。(2)金屬→非金屬：活潑金屬＋H2O(或H＋)→H2,2Mg＋CO2eq\o(=,\s\up7(點燃))2MgO＋C。(3)非金屬→非金屬：2F2＋2H2O=4HF＋O2,2C＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋2CO↑，C＋H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高溫))CO＋H2，X2＋H2S=2HX＋S↓。(4)非金屬→金屬，用H2、C冶煉金屬。通過反應形式梳理化學反應，培養(yǎng)歸納、整理的能力。5．抓住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、氨氣催化氧化聯(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(nèi)。(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6．抓住特征顏色和特殊狀態(tài)(1)(淡)黃(棕)色固體：Na2O2、S、FeCl3；黑色固體：MnO2、C、CuO、FeO、Fe3O4；紫(黑)色固體：KMnO4、I2；紅色固體：Cu；綠色固體：Cu2(OH)2CO3。(2)有色氣體：NO2(紅棕色)、F2(淺黃綠色)、Cl2(黃綠色)；無色刺激性氣味氣體：SO2、NH3、HX(X為F、Cl、Br、I)；無色無味氣體：H2、N2、O2、CO2、CO、CH4、NO。(3)常溫下呈液態(tài)的特殊物質：Br2(非金屬單質)、Hg(金屬單質)、H2O、H2O2等。(4)易升華的物質：I2。(5)溶液中的有色離子：Cu2＋(藍色)、Fe2＋(淺綠色)、Fe3＋(黃色)、MnOeq\o\al(－,4)[紫(紅)色]。(6)Br2在水中顯黃(橙)色，在有機溶劑中顯橙(紅)色；I2在水中顯黃(褐)色，在有機溶劑中顯紫(紅)色。(7)有色沉淀：①白色沉淀：H2SiO3、AgCl、BaSO4(不溶于酸)、BaSO3、Mg(OH)2、Fe(OH)2、Al(OH)3、BaCO3、CaCO3、CaSO3、MgCO3等；②(淡)黃色沉淀：AgBr、AgI、S；③紅褐色沉淀：Fe(OH)3；④藍色沉淀：Cu(OH)2；⑤磚紅色沉淀：Cu2O。7．抓住特征反應現(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(耀眼白光)，Mg＋O2(白色固體生成)，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色石蕊試紙變藍的是NH3，使品紅溶液褪色的是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－顯血紅色。(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后溶液顯血紅色。(7)與堿反應產(chǎn)生氣體的溶液中一般含NHeq\o\al(＋,4)。(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，F(xiàn)e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。題組一逐項驗證法，突破“轉化關系”選擇題1．常溫下，下列各組物質中，Y既能與X反應又能與Z反應的是()XYZ①NaOH溶液Al(OH)3稀硫酸②KOH溶液SiO2濃鹽酸③O2N2H2④FeCl3溶液Cu濃硝酸A．①③B．①④C．②④D．②③2．下列各組物質中，不滿足組內(nèi)任意兩種物質在一定條件下均能發(fā)生反應的是()物質組別甲乙丙AAlHClNaOHBNH3O2HNO3CSiO2NaOHHFDSO2Ca(OH)2NaHCO33．甲、乙、丙、丁四種物質中，甲、乙、丙均含有相同的某種元素，它們之間具有如下轉化關系：甲eq\o(→,\s\up7(丁))乙eq\o(,\s\up7(丁),\s\do5(甲))丙。下列有關物質的推斷不正確的是()A．若甲為焦炭，則丁可能是O2B．若甲為SO2，則丁可能是氨水C．若甲為Fe，則丁可能是鹽酸D．若甲為NaOH溶液，則丁可能是CO2題組二尋找“突破口”，破解“綜合框圖”推斷題4．為了探究常見的無水鹽R的性質，進行如下實驗，所產(chǎn)生的實驗現(xiàn)象如下所示(部分生成物略)：已知：G和R含有相同的陰離子。請回答下列問題：(1)R的化學式為__________________________________________________________；Z的名稱是______________________。(2)混合氣體Y的成分是_______________________________________(用化學式表示)。(3)反應Ⅱ中被氧化的元素是____________________________________(填元素符號)。(4)寫出反應Ⅲ的離子方程式：______________________________________________。(5)寫出反應Ⅳ的離子方程式：______________________________________________。(6)在空氣中蒸干R溶液得到的固體的成分是______________________(用化學式表示)。熱點四元素化合物知識的綜合應用縱觀近幾年全國各地高考化學試題，除在選擇題中直接考查元素化合物的性質、制法及相互轉變關系外，更重要的是以元素化合物知識為載體，綜合氧化還原、強弱電解質、平衡移動原理、物質結構等理論知識，對考生的思維能力進行綜合考查。該部分高考題的特點是新穎、知識覆蓋面廣、思維跨度大，不但考查一個知識點，而且將多個知識點串聯(lián)起來，增大了試題的難度。試題大致分為三種類型：一是化學實驗對元素化合物知識的探究和驗證；二是元素化合物知識在實際生產(chǎn)中的應用；三是化學反應原理對化合物知識的概括和演繹。題組一利用綜合實驗探究元素化合物的性質1．某小組查閱文獻得知：氧化性IOeq\o\al(－,3)＞Fe3＋＞I2,3Br2＋6FeCl2=2FeBr3＋4FeCl3；I2＋2S2Oeq\o\al(2－,3)=S4Oeq\o\al(2－,6)＋2I－；CuI是一種白色沉淀(Ksp＝1.3×10－12)。Ⅰ.該小組為確定一份加碘鹽(可能含有KIO3、KI、Mg2＋、Fe3＋)的成分，設計定性實驗加以猜想和驗證。(1)實驗過程如下：實驗步驟實驗過程和現(xiàn)象對應結論步驟1取一定量加碘鹽，用適量蒸餾水溶解，并加稀鹽酸酸化，將所得試液分為3份步驟2第①份試液碘鹽中肯定含______第②份試液第③份試液X為______________________________________(填化學式)(2)該碘鹽中肯定不含的物質是________(用化學式或離子符號表達)。(3)根據(jù)信息推斷Fe3＋、S4Oeq\o\al(2－,6)、I2、Br2的氧化性由強到弱的順序是____________。(4)第③份試液中加入足量KI固體后，反應的離子方程式為________、________。Ⅱ.用“間接碘量法”測定含有CuCl2·2H2O晶體的試樣(不含能與I－發(fā)生反應的氧化性雜質)的純度，過程如下：取0.40g試樣溶于水，加入過量KI固體，充分反應，生成白色沉淀。加入淀粉作滴定指示劑，用0.1000mol·L－1Na2S2O3標準溶液滴定，到達滴定終點時，消耗Na2S2O3標準溶液20.00mL。(1)滴定終點的現(xiàn)象是__________________。(2)CuCl2溶液與KI反應的化學方程式為______________________________________。(3)該試樣中CuCl2·2H2O的質量分數(shù)為_______________________________________。題組二利用“工藝流程”全方位考查元素化合物的知識2．石墨在材料領域有重要應用，某初級石墨中含SiO2(7.8%)、Al2O3(5.1%)、Fe2O3(3.1%)和MgO(0.5%)等雜質，設計的提純與綜合利用工藝如下：(注：SiCl4的沸點為57.6℃，金屬氯化物的沸點均高于150℃)(1)向反應器中通入Cl2前，需通一段時間N2，主要目的是______________________。(2)高溫反應后，石墨中氧化物雜質均轉變?yōu)橄鄳穆然?，氣體Ⅰ中的碳氧化物主要為________，由氣體Ⅱ中某物質得到水玻璃的化學反應方程式為_______________________。(3)步驟①為攪拌、________，所得溶液Ⅳ中的陰離子有________。(4)由溶液Ⅳ生成沉淀Ⅴ的總反應的離子方程式為________________________，100kg初級石墨最多可獲得Ⅴ的質量為________kg。(5)石墨可用于自然水體中銅件的電化學防腐，完成下圖防腐示意圖，并作相應標注。專題突破練1．下列敘述正確的是()A．若向某無色溶液中加硝酸酸化的BaCl2溶液有白色沉淀生成，則該溶液中一定含有Ag＋B．可以用淀粉溶液檢驗某食鹽是否為加碘鹽C．向某溶液中加入NaOH溶液后產(chǎn)生的氣體不能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍色，則該溶液中一定不存在NHeq\o\al(＋,4)D．向某溶液中加入鹽酸后有能使澄清石灰水變渾濁的無色無味氣體產(chǎn)生，則該溶液中至少含有COeq\o\al(2－,3)、HCOeq\o\al(－,3)中的一種2．下列說法正確的是()A．加入過量氨水，有白色沉淀生成，則原溶液中一定有Al3＋B．加入K3[Fe(CN)6]溶液，產(chǎn)生藍色沉淀，則原溶液中一定有Fe3＋C．加入鹽酸酸化的BaCl2溶液，有白色沉淀生成，則原溶液中一定有SOeq\o\al(2－,4)D．加入NaOH然后加熱，產(chǎn)生使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體，則原溶液中一定有NHeq\o\al(＋,4)3．有四種無色溶液，它們分別是(NH4)2SO4、NH4Cl、Na2CO3、NaNO3，下列試劑中可以用來鑒別它們的是()A．BaCl2溶液B．NaOH溶液C．Ba(OH)2溶液D．AgNO3溶液4．下列除雜試劑的選擇或除雜操作不正確的是()選項括號內(nèi)為雜質除雜試劑除雜操作ANa2O2(Na2O)固體O2在純氧氣中加熱BNa2CO3(NaHCO3)溶液CO2通入過量的CO2CFeCl3(FeCl2)溶液Cl2通入過量的Cl2DFeSO4(CuSO4)溶液Fe加入過量的Fe粉，充分反應后過濾5．為提純下列物質(括號內(nèi)的物質是雜質)，所選用的除雜試劑和分離方法都正確的是()選項被提純的物質除雜試劑分離方法A溴化鈉溶液(NaI)氯水、CCl4萃取、分液B氯化銨溶液(FeCl3)氫氧化鈉溶液過濾C二氧化碳(CO)氧化銅粉末通過灼熱的CuO粉末D乙酸乙酯(乙酸)乙醇、濃硫酸加熱6．下列實驗操作或方案正確的是()A．將Mg(OH)2濁液直接倒入已裝好濾紙的漏斗中過濾，洗滌并收集沉淀B．將