高考化学一轮复习专题-元素及其化合物.pdf

元素及其化合物结构网络图解结构网络图解卤族元素氧族元素氮族元素常见元素及其化合物碳族元素碱金属元素几种重要的金属元素各族内元素结构和性质的递变规律各族内代表性元素的性质特点各族内具有代表性单质及化合物的实验室制备和工业获得方法各族间元素及其化合物间的转化关系某些元素特征反应和特征现象在无机推断中的应用常见元素及其化合物是中学化学的重点，也是学习化学的基本点，在高考中元素化合物是考查的重点。元素化合物在高考中的考查方式主要有两 种：一是单独考查某一族元素的结构、性质、制备以及用途等；二是将元素化合物的知识与基本概念、基本理论结合，与化学计算相结合，与无机推断相结合，与化学实验相结合等，它们是以元素化合物为载体结合基本概念、基本理论、化学计算、化学实验等进行考查，虽然在这些考查中是以考查后者为主，但它必须是建立在掌握了元素化合物知识的基础上才能解决相关的问题。所以在复习中一定要首先重视元素化合物知识的复习，不仅要注意各主族元素中典型元素化合物的复习，还要在各族间架起桥梁从而能够融会贯通，举一反三。在复习中我们可按下列的复习线索，循序渐进，从而达到成功的彼岸。一、熟练掌握各主族中典型元素及其化合物的性质、制备和用途一、熟练掌握各主族中典型元素及其化合物的性质、制备和用途在中学化学中，我们主要学习了氯气、氮气、氧气、硫、碳、硅等这些非金属以及它们的相应化合物的性质，金属钠、镁、铝、铁等这些金属元素以及它们的化合物的性质。在复习中首先要重视这些元素化合物的相关知识的复习，不管高考中的试题的种类或题型发生怎样的变化，这些元素及化合物的知识都是考查的出发点，即 使是在考查基本概念或基本理论知识时，仍然是需要以这些知识为载体。在复习中，建议通过画物质间转化关系图的方法进行复习，这样不仅对某元素的性质复习有效，同时还能将元素及其化合物间的转化进行连接，这样就能将知识由知识块转化为知识线、知识链、知识网。如以碱金属钠及其化合物为例：-1-二、重视物质制备的复习二、重视物质制备的复习物质的制备是中学化学知识的一个重要方面，在每年的高考中这是一个必考内容，它出现在卷的选择题中和卷的实验题中，同时还可能在无机推断中作为“题眼”，特别在近年这一点体现得尤为突出。物质的制备从本身看是某种物质的制备，它可考查反应原理、操作要点、实验数据分析等，而物质制备的相关知识不止于此，它还连接着物质之间的相互转化，如体现了物质间的转化关系，在制备过程中除杂或干燥以及尾气的处理等无一不贯穿着元素化合物的知识。通过这些知识的复习，同样可起到将知识点连接成块、线、链、网的作用。复习物质的制备分为两个方面：一是常见物质的实验室制法，如常见气体 O2、Cl2、H2、N2、CO2、NH3、HCl、SO2、CO、NO、NO2、H2S 等的制备；二是一些物质的工业制备，如H2SO4、NH3、HNO3、HCl、CO2、Cl2、Al、Fe、Na2CO3等物质的制备。在复习中对实验室常见物质的制备不仅着眼于课本上所详细介绍的实验室制法，同时要对其它也用于实验室获得该物质的方法加以研究和复习，并将这多种方法进行比较，在比较中理解，在比较中辨析。如 Cl2的获得，在实验室中一般是用 MnO2和浓 HCl 在加热条件下反应而获得，那么还能用什么样 的方法代替呢？如用 KMnO4代替 MnO2与浓 HCl 反应制备 Cl2，两者相比各有怎样的优缺点？如果用 NaCl 和浓 H2SO4代替浓盐酸与 MnO2反应，同样可获得 Cl2，能写出其反应的方程式吗？等等，这样就不仅复习了该实验，同时也将多个知识点进行串联，从而将知识网络化。在复习工业制备物质时，一定要注意制备过程中的操作要点，反应的条件等。三、依托基本概念和基本理论，深化元素化合物知识三、依托基本概念和基本理论，深化元素化合物知识每种元素及其化合物之间的相互转化，各族间元素及化合物间的转化等无不是在基本理论和基本概念的指导下从知识点发展到知识链，如通过依托元素周期律和元素周期表可以将一种元素的结构和性质与它的同族元素进行比较和辨析，同时也能将该元素在横向中与同周期的元素及其化合物进行比较和辨析，通过这样的复习方式，不仅能很好地掌握该元素的性-2-质等，同时还能从横向和纵向联系其它元素，也就巩固了其它元素及化合物的性质，同时也能将各独立的元素及化合物的知识块转化成知识网，更有利于知识的迁移和应用；再如将元素及化合物放在氧化还原反应的理论下进行复习，这样不仅能巩固氧化还原反应理论，同时还能进一步巩固元素化合物的知识，同时还可将各种元素或化合物在氧化和还原的过程中进一步形成元素间的联系及想到间的转化，也就更利于将各元素化合物进行综合和联结成网，这样更有利于元素化合物知识的迁移和应用。如：金 属 单 质 还 原 性 逐 渐 减 弱K、Ca2+、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、（H、）、Cu、Hg、Ag、Pt、AuK+、Ca2+、Na+、Mg2+、Al3+、Zn2+、Fe2+（H+、）Cu2+、Hg2+、Ag+金 属 离 子 氧 化 性 逐 渐增 强非金属单质氧化性逐渐减弱F2、Cl2、O2、Br2、I2、SF-、OH-、Cl-、Br-、I-、S2-阴离子氧化性逐渐增强四、紧抓特征反应和特征现象，强化元素及化合物特征，有利于无机推断无机推断是近年来高考中无机的最难题，也是近几年的必考题，在解决无机框图题的关键是找到图中的“题眼”，而一般“题眼”总是隐藏于各物质间的相互转化或某转化中产物的特征现象，或是某物质的特征状态、特征颜色、特征的性质中等。所以在复习中要总结化学中常见物质的特征反应、常见物质的特征颜色、常见物质的特征用途或制备等。如常见物质的颜色：有色气体单质：F2、Cl2、O3；其他有色单质：Br2(深棕红色液体)、S（淡黄色固体）、Cu（紫红色固体）、Au（金黄色固体）、P（白磷是白色蜡I2（紫黑色固体）状固体，红磷是暗红色粉状固体）、Si（灰黑色晶体）、C（黑色粉未）；无色气体单质：N2、O2、H2；有色气体化合物：NO2(红棕色)；常见固体的颜色：黄色固体：S(淡黄色)、FeS2(淡黄色)、Na2O2(淡黄色)、黑色固体：AgBr(淡黄色)、Ag3PO4(黄色)、AgI(黄色)；FeS、FeO、Fe3O4(黑色晶体)、MnO2、C、CuS、PbS、CuO；红色固体：Fe(OH)3(红褐色)、Fe2O3(红棕色)、Cu2O、；绿色固体：七水合硫酸亚铁（绿矾）；紫黑色Cu；蓝色固体：五水合硫酸铜（胆矾或蓝矾）固体：KMnO4、碘单质；白色：Fe(OH)2、CaCO3、BaSO4、AgCl、BaSO3；有色离子（溶液）：Cu2+、Fe2+、Fe3+、MnO4、Fe(SCN)2+；不溶于稀酸的白色沉淀：AgCl、BaSO4；不溶于稀酸的黄色沉-3-淀：S(淡黄色)、AgBr(淡黄色)、AgI 等。五、注重元素化合物在实际社会、生活以及科技等领域的应用五、注重元素化合物在实际社会、生活以及科技等领域的应用从近几年的高考试题的变迁，和对试题的分析，我们不难从中得到这样一个结论，那就是高考试题中的与社会实际、生活和现代科技的联系越来越紧密，这些题型在高考中的比重也越来越大，而这些题型的最大特征就是针对一个现实的案例或事件等，从中分析出与化学相关的信息，并用所学知识对这些现实的现象进行解释，甚至是提出相关的建议，这些都突出了对学生筛选信息、应用信息、处理信息的能力考查，提出了较高的要求。所以在复习中一定要重视这类知识的研究，当然在这里我们还要强调的是要提高知识的迁移能力和应用能力，首先要将基础知识熟练掌握，将基础知识网络化。再重视经常性地对生活实际中出现的问题、科技发展中的一些新信息进行了解和分析，这样就可增强知识的迁移能力和知识的应用能力。考点一考点一元素化合物的性质元素化合物的性质【例例 1 1】金属离子和硫离子在水溶液中的反应比较复杂，其产物与离子的水解、金属硫化物的溶解度、离子氧化性或还原性等因素有关。资料表明，CuS 的溶解度很小，在稀酸溶液中也不溶解；Fe2S3的溶解度更小，但却溶于稀酸。下列有关说法正确的是ACu2和 S2在水溶液中反应的产物是 CuSBNH4+和 S2在水溶液中发生相互促进水解，所以不存在（NH4）2S 的水溶液CFe3和 S2在酸性溶液中反应的产物只可能是 Fe2、SD在酸性溶液中，S2还原 Fe3的能力比还原 Cu2强【解析】根据题目提供的信息可知，CuS 的溶解度很小，在稀酸溶液中也不溶解；Cu2+和S2-在水溶液中反应生成 CuS，所以 A 正确，Fe2S3的溶解度更小，但却溶于稀酸，电离出 Fe3+、S2-。而 Fe3+的氧化性大于 Cu2+，能氧化 S2-成单质硫，氧化还原反应优先于复分解反应，C 选项中当 S2-过量时还可生成 H2S，B 中由于 NH4和 S2-发生双水解，水解得到的一水合氨和硫化氢在水中的溶解度较大，水解没有沉淀生成，所以存在硫化铵的水溶液；D 选项中 S2-还原性没有变化，因为 Fe3+的氧化性大于 Cu2+，所以 S2-先被 Fe3+氧化。单质 S 与 Cu 反应时则生成Cu2S，这点应注意。变式变式 1 1 下列各组物质相互反应时，能产生可燃性气体的是炭块投入热的浓硝酸中铁丝投入稀硫酸中-4-过氧化钠投入水中电石投入食盐水中A考点二考点二B元素化合物与基本概念、基本理论元素化合物与基本概念、基本理论CD【例例 2 2】下列有关比较中，大小顺序排列错误的是A热稳定性：PH3H2SHBrNH3B物质的熔点：石英食盐冰C结合 H+的能力：CO32CH3COOSO42D分散系中分散质粒子的直径：Fe(OH)3悬浊液Fe(OH)3胶体FeCl3溶液【解析】【解析】根据元素周期律知识，同一周期从左到右，氢化物稳定性逐渐增强，同一主族，从上到下，氢化物的稳定性逐渐减弱，NH3中的氮原子半径小于 HBr，所以 N-H 键能大于H-Br 键能，NH3比HBr 稳定，而溴的非金属性大于硫，硫大于磷，所以稳定性HBrH2SPH3，可知 A 选项错误；B 选项正确，石英为原子晶体，食盐为离子晶体，冰为分子晶体，B 选项正确；C 选项中，酸根离子结合 H+能力的强弱是看对应酸的强弱，酸性越弱对应酸根结合 H+能力越强，由于硫酸是强酸，醋酸酸性强于碳酸，所以对应酸根离子结合H+能力由强到弱顺序为：CO32CH3COOSO42；D 选项中考查了三种分散系的粒子直径大小关系，浊液胶体溶液。变式变式 2 2 有Na2CO3溶液、CH3COONa 溶液、NaOH 溶液各 25 mL，物质的量浓度均为 0.1mol/L，下列说法正确的是A三种溶液 pH 的大小顺序是B若将三种溶液稀释相同倍数，pH 变化最大的是C若分别加入 25 mL 0.1mol/L 盐酸后，pH 最大的是D若三种溶液的 pH 均为 9，则物质的量浓度的大小顺序是考点三考点三生活中的元素化合物知识应用生活中的元素化合物知识应用【例例 3 3】下列有关公众安全的叙述中不正确的是A室内使用煤炉取暖时，为防止煤气中毒应确保煤充分燃烧和烟道通畅B氯气泄露时，应用蘸有肥皂水的湿毛巾捂住口鼻疏散到安全区域C家中发生天然气泄露时，应立即使用室内电话报警D漂白粉与浓盐酸不能混合使用，否则易产生有毒气体【解析解析】煤气的主要成分为 CO，为了防止煤气中毒应保证煤充分燃烧并烟道通畅；B 选项中氯气泄漏时，可用蘸有肥皂 水的湿毛巾捂住口鼻，原因为肥皂水呈碱性可与氯气反应-5-而降低其毒性；C 中天然气泄漏时，应立即关闭天然气开关，然后到距离泄漏处较远的地方报警，而不能用室内电话报警，因为天然气的成分为甲烷，遇火发生爆炸；D 中漂白粉的成分中有次氯酸钙，能氧化盐酸成氯气，所以两者不能混合使用。变式变式 3 3 下列有关生活和环境问题的一些说法，正确的是加碘盐中“碘”通常是碘酸钾使用含磷洗涤剂后的废水不经处理直接排放，会使水体富营养化而被污染效果更强A全部考点四考点四我国目前正大力推广使用“无铅汽油”含氟牙膏的洁齿固齿白色污染通常所指的是聚乙烯等塑料垃圾B除外CD无机推断和无机框图题无机推断和无机框图题【例例 4 4】已知甲、乙、丙分别代表中学化学中的常见物质，请根据题目要求回答下列问题：.若甲的化学式为 RCl3，其溶液在加热蒸干并灼烧时可发生反应：a.甲+H2O乙+丙b.乙氧化物+H2O若甲为某用途广泛的金属元素的氯化物，其溶液在上述变化中生成的氧化物为红棕色粉末，则该金属在周期表中的位置是：。若甲为某短周期金属元素的氯化物，则甲发生 a 反应的化学方程式为：_将以上两种金属单质用导线连接，插入一个盛有 NaOH 溶液的烧杯中构成原电池，则负极发生的电极反应为_。.若甲，乙、丙均是短周期中同一周期元素形成的单质或化合物，常温下乙为固体单质，甲和丙均为气态化合物，且可发生反应：甲+乙甲的结构式为_。丙。则：写出上述反应的化学方程式_写出在 200mL 2molL 的 NaOH 溶液中通入 6.72L(标准状况)的气体甲发生完全反应的总离子方程式【解析解析】在无机推断中，主要是能找到题中的“题眼”，也就是一些特征反应或特征现象，或某些物质的特征颜色等。只有抓住这些特征我们才能够将各物质间的 变化进行串联，进行推断出各物质的化学式以及它们间发生的反应。（1）本题的突破口为甲为三价金属氯化物，常见的只有铝和铁，又因为生成的氯化物为红棕色粉末，所以甲一定为 FeCl3，铁位于周期表中第四周期第族；如果甲为短周期金属元素的氯化物，则只可能为氯化铝；其水解反-6-应式为：AlClHO Al(OH)HCl。由于在碱性溶液中，只有铝能失电子发生反应而铁不能，所以负极反应式为：Al e OH AlOHO。（2）甲、乙、丙为短周期元素，乙为固体单质，甲丙为气体，甲、乙高温下生成丙，且三者均位于同一周期，只可能为C、N、O三元素组成的化合物，综合分析可知：甲为CO2，乙为碳，丙为CO。（3）在 0.4 mol NaOH 溶液中通入 0.3 mol CO2，得到的产物既有碳酸钠又有碳酸氢钠，书写离子方程式时注意两反应物的配比关系。答案：（1）第四周期，第族。AlClHO Al(OH)HCl。Al e OH AlOHO。COOH HCOCO HO（2）O=C=O；CO2+C2CO。变式变式 4 4 下图是元素 R 的单质及其重要化合物在一定条件下相互转化的关系图(生成物中不含该元素的物质均已略去)。已知 F 可用作化肥，也可用来制炸药；G 可用于作防腐剂或建筑工程上的抗冻剂。据此回答以下问题：(1)单质 A 必定是_(填“金属”或“非金属”)，理由是_。(2)写出反应的化学方程式_。并指出该反应在现代化学工业上的实际意义_。(3)物质 B 的分子空间构型为_。(4)已知反应是氧化还原反应，其氧化产物与还原产物的质量比为_。(5)写出反应的离子方程式_。参考答案：参考答案：1D D 所给各组物质发生的化学反应为：C+4HNO3(浓)=CO2+4NO2+2H2O；Fe+H2SO4=FeSO4+-7-H2；2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2；CaC2+2H2O=Ca(OH)2+C2H2；显然只有 H2、C2H2可燃。2.C溶液的酸性越强，pH 越小，碱性越强，pH 越大，物质的量浓度相同的溶液 pH 大小为：强碱弱碱弱酸强碱盐强酸强碱盐，弱酸的酸性越弱对应盐的水解程度越强，碱性越强，所以 A 选项中，pH 由大到小的顺序为，当加水稀释相同的倍数时，强碱的 pH 变化大于盐的水解，所以 pH 变化最大的是 NaOH 溶液，当加入等体积的同浓度的盐酸时，碳酸钠生成NaHCO3，仍呈碱性，而呈酸性，呈中性。要使三种溶液的 pH 相同，则碱性强的物质的量的浓度小，而碱性弱的物质的量浓度大，所以其物质的量浓度大小关系为。3.A此题是化学与生活、环境的综合题。碘盐加的是碘酸钾，水体富营养化是指水体中氮或磷或钾等元素的含量的增多，使水中的植物生长旺盛，使水体变质。含铅汽油会造成空气的污染，推广无铅汽油可避免含铅汽油的使用对大气的污染。白色污染是指聚乙烯等塑料制品因难以降解而造成的环境污染。4(1)因为 B+CA+X，X 为不含 R 元素的另一物质，A 为单质，因此 A 元素在 B、C 中应分别呈正负价，所以 A 为非金属。(2)由于 F 可用作化肥，也可用作炸药，则 F 为 NH4NO3；由FA(单)+D，B+DF 知，D 为 HNO3，B 为 NH3，A 为 N2；又因含氮元素的物质C 可知 C 为 NO，E 为 NO2，反应G 可用作防腐剂和抗冻剂，则 G 为 NaNO2；结合 A的方程式为 4NH3+6NO=5N2+6H2O。该反应可用于治理 NO 对大气的污染。(3)氨气分子=的空间构型为三角锥型。(4)反应的化学反应方程式为 5NH4NO34N2+2HNO3+9H2O，其中有 5 mol NH3化合价升高生成 N2，有3 mol HNO3化合价降低生成 N2，故氧化产物与还原产物的物质的量之比为 53。(5)NO、NO2与碱反应的离子方程式为：NO2+NO+2OH=2NO2+H2O。答案：(1)非金属，因为 B+CA 元素在B、C 中应分别呈正、负价，所以A 是非金属的污染(3)三角锥型(4)53(2)4NH3+6NO=5N2+6H2O用于治理 NO 对大气A+X，X 为不含 R 元素的另一物质，且 A 为单质，因此，(5)NO+NO2+2OH-=2NO2-+H2O-8-