2022届新高考化学二轮复习元素及其化合物之间的转化学案.docx

元素及其化合物之间的转化 高考引领1(2021·广东高考)部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是()Aa可与e反应生成bBb既可被氧化，也可被还原C可将e加入浓碱液中制得d的胶体D可存在bcdeb的循环转化关系解析：C由题图可知，a为Fe，b中含有Fe2，c为Fe(OH)2，d为Fe(OH)3，e中含有Fe3。Fe2Fe3=3Fe2，a可与e反应生成b，A推断合理；Fe2既可以被氧化为Fe3，也可以被还原为Fe，B推断合理；可将饱和的Fe3溶液加入沸水中制得Fe(OH)3胶体，而不是浓碱液中，C推断不合理；可存在Fe2Fe(OH)2Fe(OH)3Fe3Fe2的循环转化关系，D推断合理。2(2021·山东高考)工业上以SO2和纯碱为原料制备无水NaHSO3的主要流程如图，下列说法错误的是()A吸收过程中有气体生成B结晶后母液中含有NaHCO3C气流干燥湿料时温度不宜过高D中和后溶液中含Na2SO3和NaHCO3解析：B根据工艺流程逆向分析可知，以二氧化硫和纯碱为原料，得到结晶成分为NaHSO3，则母液为饱和NaHSO3和过量的二氧化硫形成的亚硫酸，溶液呈酸性，所以加入纯碱进行中和，涉及的反应为H2SO32Na2CO3=Na2SO32NaHCO3，NaHSO3Na2CO3=Na2SO3NaHCO3，所以调节pH为8进行中和后得到Na2SO3和NaHCO3，通入二氧化硫气体进行混合吸收，此时吸收过程中发生反应为Na2SO3SO2H2O=2NaHSO3，SO2NaHCO3=CO2NaHSO3，此时会析出大量NaHSO3晶体，经过离心分离，将得到的湿料再进行气流干燥，最终得到NaHSO3产品，A正确；结晶后母液中含饱和NaHSO3和过量的二氧化硫形成的亚硫酸，没有NaHCO3，假设产物中存在NaHCO3，则其会与生成的NaHSO3发生反应，且NaHCO3溶解度较低，若其残留于母液中，会使晶体不纯，假设不成立，B错误；NaHSO3高温时易分解变质，所以气流干燥过程中温度不宜过高，C正确；结合上述分析可知，中和后溶液中含Na2SO3和NaHCO3，D正确。3一种工业制备无水氯化镁的工艺流程如下：下列说法错误的是()A物质X常选用生石灰B工业上常用电解熔融MgCl2制备金属镁C“氯化”过程中发生的反应为MgOCCl2MgCl2COD“煅烧”后的产物中加稀盐酸，将所得溶液加热蒸发也可得到无水MgCl2解析：D苦卤水中含有大量镁离子，加入生石灰，生石灰与水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙再与镁离子反应生成氢氧化镁，生石灰来源丰富、价格便宜，常用来作沉镁的沉淀剂，A说法正确；镁为活泼金属，工业上常用电解熔融氯化镁的方法来制备金属镁，B说法正确；根据题给流程图可知，“煅烧”氢氧化镁得到氧化镁，“氯化”过程中，加入碳和氯气与氧化镁反应，生成无水氯化镁和一种气体，根据原子守恒和化合价升降可得反应的化学方程式为：MgOCCl2MgCl2CO，C说法正确；向“煅烧”后所得氧化镁中加稀盐酸，得到氯化镁溶液，由于镁离子会发生水解反应：Mg22H2O Mg(OH)22H，直接蒸发MgCl2溶液，生成的HCl挥发，最终得到的是氢氧化镁，而不是无水氯化镁，D说法错误。必备知识1钠及其化合物的转化图中标号的化学方程式分别为2NaO2Na2O2；2Na2O22H2O=4NaOHO2；2Na2O22CO2=2Na2CO3O2；2NaOHCO2=Na2CO3H2O；NaOHCO2=NaHCO3；Na2CO3H2OCO2=2NaHCO3。2铁及其化合物的转化图中标号的化学方程式分别为2Fe3Cl22FeCl3；Fe2O33CO2Fe3CO2或Fe2O32Al2FeAl2O3；2FeCl3Cu=2FeCl2CuCl2或2FeCl3Fe=3FeCl2；2FeCl2Cl2=2FeCl3；4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3。3氯及其化合物的转化图中标号的化学方程式分别为Cl2SO22H2O=H2SO42HCl；CuCl2CuCl2；Cl22NaOH=NaClNaClOH2O；2Cl22Ca(OH)2=Ca(ClO)2CaCl22H2O；MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O；2NaCl2H2O2NaOHCl2H2。4硫及其化合物的转化图中标号的化学方程式分别为2SO2O22SO3；Cu2H2SO4(浓)CuSO4SO22H2O；C2H2SO4(浓)CO22SO22H2O；2Na2SO3O2=2Na2SO4。5氮及其化合物的转化图中标号的化学方程式分别为Ca(OH)22NH4ClCaCl22NH32H2O；4NH35O24NO6H2O；3NO2H2O=2HNO3NO；C4HNO3(浓)CO24NO22H2O。关键能力典题示例1以菱镁矿(主要成分为MgCO3，含少量SiO2、Fe2O3和Al2O3)为原料制备高纯镁砂的工艺流程如下：已知浸出时产生的废渣中有SiO2、Fe(OH)3和Al(OH)3。下列说法错误的是()A浸出镁的反应为MgO2NH4Cl=MgCl22NH3H2OB浸出和沉镁的操作均应在较高温度下进行C流程中可循环使用的物质有NH3、NH4ClD分离Mg2与Al3、Fe3是利用了它们氢氧化物Ksp的不同解题流程信息1：以元素变化为线索，分析各环节元素存在的形式，如下图所示：信息2：镁元素的变化过程：碳酸镁氧化镁镁离子氢氧化镁解析结合流程图分析可知浸出镁的反应为MgO2NH4Cl=MgCl22NH3H2O，A项正确；浸出可以在较高温度下进行，促进NH4Cl水解和NH3的逸出，但沉镁时应在低温下进行，以减弱氨水分解，B项错误；结合流程图可知浸出得到的NH3可转化为氨水，用于沉镁，滤液中含有过量的NH4Cl，可用于浸出时的反应液，故该流程中NH3和NH4Cl可循环使用，C项正确；本流程中分离Mg2时，Al3、Fe3转化为沉淀，是利用了它们氢氧化物Ksp的不同，D项正确。答案B典题示例2以乙烯作为还原剂脱硝(NO)，脱硝的机理如下图：转化反应中的催化剂是_；若反应中n(NO)n(O2)21，则总反应的化学方程式为_。解题流程答案Cu6NO3O22C2H43N24CO24H2O题组训练题组一以物质转化图考查物质的性质与转化1氯及其化合物的“价类”二维图体现了化学变化之美。下列说法错误的是()Aa的浓溶液和f反应生成bBc的电子式为Cd的水溶液呈碱性D相同质量的e的消毒效率比b高解析：B根据图像，a为HCl、f为NaClO3，a的浓溶液和f发生归中反应，生成氯气，A正确； c为HClO，结构式为HOCl，电子式为，B错误；d为1价的钠盐，为次氯酸钠，为强碱弱酸盐，其水溶液呈碱性，C正确；e为4价的氧化物ClO2，消毒时，Cl的化合价由4变为1，即67.5 g转移5 mol电子，氯气为71 g，转移2 mol 电子，则相同质量的e的消毒效率比b高，D正确。2海洋碳循环是全球碳循环的重要组成部分，是影响全球气候变化的关键控制环节。下图为海洋中碳循环的简单原理图。下列说法错误的是()A海洋碳循环过程中能将太阳能转化为化学能B钙化释放CO2的离子方程式：2HCOCa2=CaCO3CO2H2OC影响海洋碳循环的因素主要有海水的酸碱性、水温、藻类生物的分布等D光合作用，每生成0.1 mol(CH2O)x转移电子数为4NA(NA表示阿伏加德罗常数)解析：DCO2经光合作用形成有机物参与海洋碳循环，过程中能将太阳能转化为化学能，A正确；钙化生成CaCO3沉淀同时，释放CO2的离子方程式：2HCOCa2=CaCO3CO2H2O，B正确；温度高或酸性条件下，二氧化碳在水中溶解度小，影响海洋碳循环的因素主要有海水的酸碱性、水温、藻类生物的分布等，C正确；光合作用，碳由4价降为0价，每生成0.1 mol(CH2O)x转移电子数为0.4xNA(NA表示阿伏加德罗常数)，D错误。题组二以工艺流程形式考查物质的性质与转化3高铁酸钾(K2FeO4)是一种环保、高效、多功能饮用水处理剂，制备流程如图所示：下列叙述错误的是()A该生产条件下，物质的溶解性：Na2FeO4 K2FeO4B可用FeCl2溶液作为反应中尾气吸收剂，且反应后溶液能在上述流程中利用C反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为23D用K2FeO4对饮用水杀菌消毒的同时可产生胶体吸附杂质净化水解析：C根据Na2FeO4与饱和KOH溶液反应生成K2FeO4和NaOH，说明物质的溶解性：Na2FeO4 K2FeO4, A正确；反应中尾气是氯气，因此可用FeCl2溶液作为反应中尾气吸收剂，生成FeCl3，且反应后溶液进入到反应进行反应， B正确；反应中Fe3与ClO反应生成FeO和Cl，根据化合价升降守恒，因此反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为32, C错误； K2FeO4中6价铁具有强氧化性，用于饮用水杀菌消毒，得到的还原产物铁离子水解生成氢氧化铁胶体，氢氧化铁胶体吸附杂质净化水， D正确。4工业上可用软锰矿(含少量铜化合物的MnO2)和黄铁矿(主要成分是FeS2、SiO2等)为主要原料制备高性能磁性材料碳酸锰(MnCO3)。其工艺流程如图：下列说法不正确的是()A研磨矿石、适当升高温度均可提高溶浸工序中原料的浸出率B溶浸工序产生的废渣成分为S；净化工序产生的废渣成分为CaF2C除铁工序中，试剂的加入顺序是先加软锰矿，再加石灰调节溶液pHD从沉锰工序中得到纯净MnCO3的操作方法是过滤、洗涤、干燥解析：B由流程可知软锰矿和黄铁矿中加入稀硫酸酸浸，酸浸中发生反应：H2SO4FeS2=FeSO4H2S2，H2S2易分解，H2S2=H2SS，SiO2和MnO2都不与稀硫酸反应，溶浸后被过滤掉，过滤后的酸浸液加入软锰矿和酸浸中未被氧化的Fe2发生氧化还原反应，Fe2被氧化成Fe3，加入生石灰调节pH，使Fe3生成Fe(OH)3沉淀而被除去。除铁后滤液加入硫化铵和氟化铵是为了除去滤液中的Cu2和Ca2，使它们转化成CuS和CaF2沉淀，净化后的滤液主要是硫酸锰和硫酸铵、稀硫酸的混合液，加入氨水、碳酸氢铵溶液后，Mn2生成了碳酸锰沉淀。提高浸取率的措施可以是搅拌、研磨矿石、适当升高温度、适当增大酸的浓度等，A正确；溶浸工序中产生的废渣主要是不与稀硫酸反应的SiO2和MnO2及反应生成的S，经分析，净化工序后产生的废渣成分为CuS和CaF2，B错误；除铁工序中，先加软锰矿使溶液中的Fe2在酸性环境中被氧化成Fe3，然后加入石灰调节溶液pH使Fe3生成Fe(OH)3沉淀，C正确；MnCO3不溶于水，故MnCO3从溶液中分离出来的操作方法是过滤、洗涤、干燥，D正确。