高三化学无机元素解题方法

无机元素解题方法【命题趋向】元素化合物知识是中学化学的重要组成部分。按照《化学科考试说明》的规定，元素化合物知识点共有100多个知识点，而且这部分知识多数是描述性的，内容繁杂、零碎和分散，需要记忆的东西较多，难以掌握和运用。元素化合物知识虽然内容繁多，但其中有许多内容和化学基本理论紧密联系在一起，复习时可以用化学理论去统率和掌握元素化合物知识，而不需死记硬背。例如根据物质结构和元素周期表，可以一地判断某主族元素及其化合物的通性，同主族元素或同周期元素的性质的递变规律；根据强弱电解质理论，可以推测知一种盐的水溶液是中性、酸性还是碱性；根据离子反应发生的条件和金属活动顺序表或非金属活泼性顺序，可以推测某一反应是否发生；根据化学平衡和沙特列原理，可以知道如何促进或抑制某一反应的进行……因此，在复习元素化合物知识时，对那些可以从化学理论上加以概括的内容，不仅要知其然，还要知其所以然。理论知识和元素化合物知识相结合是学好元素化合物的法宝，高考中金属和非金属元素的知识和基本概念、基本理论知识综合考查仍是高考的主流。【考点透视】一、元素化合物知识网络（一）金属及其化合物知识网络1．钠及其化合物间的转化关系2．镁及其化合物间的转化关系3．铁及其化合物间的转化关系（二）非金属及其化合物网络1．氯及其化合物间的转化关系请写出各步转化的化学方程式：2．硫及其化合物间的转化关系请写出各步转化的化学方程式：3．氮及其化合物间的转化关系4．碳及其化合物间的转化关系二．元素化合物特征现象:1．焰色反应：Na+（黄色）、K+（紫色）2．浅黄色固体：S或Na2O2或AgBr3．有色溶液：Fe2+（浅绿色）、Fe3+（黄色）、Cu2+（蓝色）、MnO4-（紫色）有色固体：红色（Cu、Cu2O、Fe2O3）、红褐色[Fe（OH）3]蓝色[Cu（OH）2]黑色（CuO、FeO、FeS、CuS、Ag2S、PbS）黄色（AgI、Ag3PO4）白色[Fe（0H）2、CaCO3、BaSO4、AgCl、BaSO3]有色气体：Cl2（黄绿色）、NO2（红棕色）4．特征反应现象：])([])([32OHFeOHFe红褐色白色沉淀空气5．既产生淡黄色沉淀又产生刺激性气味的气体：S2O32-+2H+=S↓+SO2↑+H2O（Na2S2O3+H2SO4）6．溶液颜色变为浅绿色,并产生淡黄色沉淀:2FeCl3+H2S=2FeCl2+S↓+2HCl7．通CO2变白色浑浊：石灰水（过量变清）、Na2SiO3、饱和Na2CO3、浓苯酚钠、NaAlO2三、金属基本反应:1．与水反应产生气体或沉淀:（1）单质22222422222OHFOHFHNaOHOHNa（2）化合物22222232323222322222326233422HCOHCaOHCaCSHOHAlOHSAlNHOHMgOHNMgONaOHOHONa（3）双水解:32322323233222OHAlAlOOHAlSHHSSOHAlCOHCOCOAlOHOHOH与2．既能酸反应，又能与碱反应（1）单质：Al、Si20090318（2）化合物：Al2O3、Al（OH）3、弱酸弱碱盐、弱酸的酸式盐、氨基酸。如:Al3+Al（OH）3AlO2-（3）A—CB气体气体强碱强酸3．置换反应：（1）金属→金属铝热反应盐金属盐金属.2.1（2）金属→非金属CMgOCOMgHFeMgNaOHH22222点燃或）、、活泼金属（4．分解反应:（1）233222OKClKClOMnO，（2）硝酸盐223222322242)(2ONOAgAgNOONOCuONOCu（3）电解反应:电解22223222HOHOAlOAlONaClNaOHClH电解电解电解如电解硫酸钠、氢氧化钠溶液）熔融溶液四、非金属知识归纳1．非金属单质或化合物的反应中常用到催化剂的反应:322223322222223645422222NHHNOHNOONHSOOSOOOHOHMnO催化剂，催化剂，催化剂，2．置换反应：（1）非金属→非金属）、（、高温高温HIHBrHClSSHIBrClHCOOHCCOSiSiOCOHFOHF2)(224222222222222（2）非金属→金属222COCOHH金属金属氧化物金属金属氧化物高温高温3．归中反应：2H2S+SO2=3S+2H2O4NH3+6NO催化剂4N2+6H2O4．分解反应：受热分解产生2种或3种气体的反应：铵盐SHNHSNHHSNHOHSONHSONHHSONHOHCONHCONHHCONH232442233243422332434])[(])[(])[(5．特征网络：通式：)(222酸或碱DCBAOHOO①323222HNONONONHOHOO（气体）②42322222SOHSOSOSHOHOO（气体）③322222COHCOCOCOHOO（固体）④NaOHONaONaNaOHOO222222（固体）6．特征反应（1）与碱反应产生气体①232222222232222HSiONaOHNaOHSiHNaAlOOHNaOHAlHSiAlOH、单质②铵盐：OHNHNH234碱（2）与酸反应产生气体①2222222222342342342NOSOSOSCONOCOSOCNONOSOHHNOSOHHNOSOHHNOSOHHCl、、、非金属、金属单质浓浓浓浓浓20090318②2323222323SOHSOSOSHHSSCOHCOCOHHH化合物【例题解析】例1．实验室用浓盐酸与二氧化锰反应制取氯气，下列有关说法中正确的是（气体体积在标准状况下测定）（）A．若提供0.4molHCl，MnO2不足量，则可制得氯气2.24LB．若提供0.4molHCl，MnO2过量，则可制得氯气2.24LC．若有0.4molHCl参与反应，则可制得氯气2.24LD．若有0.4molHCl被氧化，则可制得氯气2.24L解析：实验室制取氯气是用二氧化锰与浓盐酸反应，与稀盐酸是不反应的，浓盐酸在反应一段时间后变稀就不能再与二氧化锰反应了，所以当HCl的物质的量为0．4mol时，无论如何都不可能完全反应生成0．1mol氯气。提供的HCl分为3部分——没有参加反应的、参加反应且被氧化的和参加反应但没有被氧化的。答案：C例2．某混合气体可能有CO、CO2、NH3、HCl、H2和水蒸气中的一种或几种，当依次通过澄清石灰水（无浑浊现象）、氢氧化钡溶液（有浑浊现象）、浓硫酸、灼热的氧化铜（变红）和无水硫酸铜（变蓝）时，则可断定该混合气中一定有（）A．HCl、CO2、H2B．CO、H2、H2OC．CO、H2、NH3D．HCl、CO、H2O解析：气体通过澄清石灰水无浑浊，而通过Ba（OH）2溶液有浑浊，则证明原混合气体中一定含HCl和CO2气体，因HCl与石灰水作用：Ca（OH）2+2HCl==CaCl2+2H2O，无沉淀产生，且HCl被吸收；CO2通过Ba（OH）2产生沉淀：Ba（OH）2+CO2==BaCO3↓+H2O，因而有HCl、CO2，则一定没有NH3。通过灼热的CuO和无水CuSO4所呈现的现象说明一定存在H2。答案：A例3．在容积为672mL的烧瓶里充满NO、NO2的混合气体，将其倒立在水槽里，去塞后再通入280mL氧气，恰好完全反应，且水充满烧瓶（气体体积都折合成标准状况下）。下列有关叙述中，正确的是（）A．总反应为NO+NO2+O2+H2O==2HNO3B．总反应为4NO+8NO2+5O2+6H2O==12HNO3C．生成HNO3的物质的量浓度接近0.03mol·L-1D．生成HNO3的物质的量浓度约为0.045mol·L-1解析：本题考查NO、NO2的混合气体与氧气在水中反应的比例关系。无论是NO还是NO2都能在水中与氧气按一定比例反应生成HNO3，同温同压下，气体物质的量之比等于体积之比，n（NO+NO2）︰n（O2）=672︰280=12︰5。所以由电子守恒可知恰好反应时总反应为4NO+8NO2+5O2+6H2O==12HNO3。可以生成0.03molHNO3，容器容积为672mL，所以硝酸溶液浓度=0.03mol/0.672L=0.045mol·L-1。答案：BD例4．足量铜与一定量浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体，这些气体与1．68LO2（标准状况）混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入5mol/LNaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀，则消耗NaOH溶液的体积是__________。解析：利用电子守恒是解答本题的关键。本题的本质是参加反应的铜失去电子与氧气得电子总数相等，设参加反应的铜的物质的量为X，则2×X=4×1.68/22.4，解答X=0.15mol，因而消耗NaOH溶液的体积为2×0.15mol/5mol/L=0.06L=60mL。例5．（08全国Ⅱ卷）对于ⅣA族元素，下列叙述中不正确的是（）A．SiO2和CO2中Si和O，C和O之间都是共价键B．C、Si、Ge的最外层电子数都是4，次外层电子数都是8C．CO2和SiO2都是酸性氧化物，在一定条件下都能和氧化钙反应D．该族元素的主要化合价是－4和＋2解析：ⅣA族元素最外层电子数都是4，但C原子的次外层电子数只有2个电子。答案：B。例6．（08北京卷）1mol过氧化钠与2mol碳酸氢钠固体混合后，在密闭的容器中加热充分反应，排出气体物质后冷却，残留的固体物质是（）A．Na2CO3B．Na2O2Na2CO3C．NaOHNa2CO3D．Na2O2NaOHNa2CO3解析：根据反应式：2NaHCO3=Na2CO3＋CO2＋H2O，2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2，2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2；根据计量关系，可知2molNaHCO3生成CO2和H2O各1mol，Na2O2只有1mol，故其恰好和CO2反应生成Na2CO3和O2，气体排出后，只剩余Na2CO3。答案：A例7．已知2Fe2＋＋Br2＝2Fe3＋＋2Br－，当向100ｍＬ的FeBr2溶液中通入标准状况下的Cl23.36L，充分反应后测得形成的溶液中Cl－和Br－的物质的量浓度相等，则原FeBr2溶液的物质的量浓度为___________________。解析：由题供信息可知：Fe2＋的还原性强于Br－的还原性；因此，通入Cl2后Fe2＋应该全部被氧化成了Fe3＋。据题意知反应后的溶液中只有Fe3＋、Cl－、Br－，且ｎ（Cl－）＝ｎ（Br－）＝2ｎ（Cl2）＝2×3.36L／22.4L·mol－1＝2×0.15mol。据电荷守恒原理，必有：3ｎ（Fe3＋）＝ｎ（Cl－）×1＋ｎ（Br－）×1解得：ｎ（Fe3＋）＝0.2mol又由铁元素守恒知ｎ（Fe2＋）＝ｎ（Fe3＋）＝0.2mol。故原FeBr2溶液的物质的量浓度为：0.2mol/0.1L＝2mol/L例8．由A、D、E、G四种微粒组成的盐可表示为xAaDd·yE