2021版高考化学一轮复习第六章非金属非金属及其化合物第五节常见无机物的转化与气体制备相关的实验课件

第五节常见无机物的转化与气体制备相关的实验最新考纲1．了解科学探索的基本过程，学习运用以实验和推理为基础的科学探究方法。2．掌握常见气体的实验室制法(包括所用试剂、反应原理、仪器和收集方法)。考点一常见无机物的转化关系/(一)物质之间的转化关系1．直线型转化关系A――→XB――→XC(1)X为O2Na―→Na2O―→Na2O2N2―→NO―→NO2或NH3―→NO―→NO2S―→SO2―→SO3或H2S―→SO2―→SO3C―→CO―→CO2或CH4―→CO―→CO2逐点精研备考无盲区(2)X为CO2NaOH――→CO2Na2CO3――→CO2NaHCO3(3)X为强酸(如HCl)AlO－2――→H＋Al(OH)3――→H＋Al3＋CO2－3――→H＋HCO－3――→H＋CO2↑(4)X为强碱(如NaOH)Al3＋――→OH－Al(OH)3――→OH－AlO－2(5)X为FeCl2――→FeFeCl3――→FeFeCl2(6)X为CO2――→CCO2――→CCO2．交叉型转化关系3．三角型转化关系(二)物质推断的常见突破口1．抓住“物质颜色”作为突破口有色固体①红色：Cu、Cu2O、Fe2O3；②红褐色：Fe(OH)3；③黄色：AgI；④淡黄色：S、Na2O2、AgBr；⑤蓝色：Cu(OH)2；⑥黑色：炭粉、CuO、MnO2、FeS、CuS；⑦紫黑色：KMnO4、I2；⑧白色：Fe(OH)2、CaCO3、BaSO4、AgCl、BaSO3有色溶液Fe2＋(浅绿色)、Fe3＋(黄色)、Cu2＋(蓝色)、MnO(紫红色)、Fe3＋遇SCN－(血红色)、I2遇淀粉(蓝色)、Fe3＋遇苯酚(紫色)等有色气体Cl2(黄绿色)、Br2(g)、NO2(红棕色)、I2(g)(紫色)、O3(淡蓝色)等火焰颜色①焰色反应：Na＋(黄色)、K＋(紫色，透过蓝色钴玻璃)等；②蓝色：CO在空气中燃烧；③淡蓝色：S、H2、CH4等在空气中燃烧；④苍白色：H2在Cl2中燃烧2．抓住“物质特性”作为突破口(1)能使品红溶液褪色的气体SO2(加热后又恢复红色)、Cl2(加热后不恢复红色)。(2)沉淀发生特殊的颜色变化Fe(OH)2―――――→放置于空气中Fe(OH)3(白色沉淀先变灰绿色，再变红褐色)。(3)在空气中变为红棕色NO(无色)―――――→被氧气氧化NO2(红棕色)。(4)能使澄清石灰水变浑浊的气体：CO2、SO2。(5)通入CO2气体变浑浊的溶液：澄清石灰水(过量则变澄清)、Na2SiO3溶液、饱和Na2CO3溶液。(6)使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体：NH3。(7)使湿润的淀粉­KI试纸变蓝的物质：NO2、Cl2、Br2、FeCl3等。(8)常温下能溶解SiO2固体的物质：氢氟酸和NaOH溶液。(10)钝化现象：常温下Fe、Al遇到浓硫酸或浓硝酸会生成一层致密的氧化膜，从而保护金属不再发生反应。(9)烟雾现象棕(黄)色的烟Cu或Fe在Cl2中燃烧白烟Na在Cl2中燃烧；NH3遇到浓盐酸或浓硝酸白雾由HX等极易溶于水的气体产生3．抓住“特殊反应条件”作为突破口反应条件反应方程式高温①CaCO3=====高温CaO＋CO2↑；②SiO2＋CaCO3=====高温CaSiO3＋CO2↑；③SiO2＋Na2CO3=====高温Na2SiO3＋CO2↑；④SiO2＋CaO=====高温CaSiO3；⑤SiO2＋2C=====高温Si＋2CO↑；⑥C＋H2O(g)=====高温CO＋H2；⑦CO＋H2O(g)=====高温CO2＋H2；⑧3Fe＋4H2O(g)=====高温Fe3O4＋4H2；⑨2Al＋Fe2O3=====高温2Fe＋Al2O3⑩4FeS2＋11O2=====高温2Fe2O3＋8SO2反应条件反应方程式高温、高压和催化剂加热、催化剂电解N2＋3H2高温、高压催化剂2NH3①4NH3＋5O2=====催化剂△4NO＋6H2O；②2SO2＋O2=====催化剂△2SO3①2NaCl＋2H2O=====电解2NaOH＋H2↑＋Cl2↑；②2H2O=====电解2H2↑＋O2↑；③2Al2O3(熔融)=======电解冰晶石4Al＋3O2↑4.抓住“特殊数据”作为突破口(1)常见10电子微粒及相互转化关系分子Ne、HF、H2O、NH3、CH4阳离子Na＋、Mg2＋、Al3＋、NH＋4、H3O＋阴离子F－、O2－、N3－、OH－、NH－2其相互转化关系为NH＋4＋OH－=====△NH3↑＋H2O；H3O＋＋OH－===2H2O(2)常见18电子微粒分子Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、H2O2、N2H4、F2阳离子K＋、Ca2＋阴离子Cl－、S2－、P3－、O有机物CH3OH、CH3NH2、CH3F、CH3CH3(3)常见物质的相对分子质量相对分子质量物质28CO、N2、C2H426C2H232S、O278Na2S、Na2O2、Al(OH)3100CaCO3、KHCO3、Mg3N2[逐点深化提能]题点一物质的转化1．(2019·江苏高考)在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是()A．NaCl(aq)――→电解Cl2(g)――→Fes△FeCl2(s)B．MgCl2(aq)――→石灰乳Mg(OH)2(s)――→煅烧MgO(s)C．S(s)――→O2g点燃SO3(g)――→H2OlH2SO4(aq)D．N2(g)―――――――――→H2g高温高压、催化剂NH3(g)――――→CO2gNaClaqNa2CO3(s)解析：A错：Cl2与Fe在加热的条件下反应生成FeCl3，不能直接生成FeCl2。C错：S与O2在点燃条件下反应生成SO2，不能直接生成SO3。D错：NH3和CO2、NaCl溶液反应的化学方程式为NaCl＋CO2＋NH3＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl，不能生成Na2CO3。答案：B2．[双选]在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是()A．NaHCO3(s)――→△Na2CO3(s)――→饱和石灰水NaOH(aq)B．Al(s)――→NaOHaqNaAlO2(aq)――→过量HClaqAl(OH)3(s)C．AgNO3(aq)――→氨水[Ag(NH3)2]＋(aq)――→蔗糖aqAg(s)D．Fe2O3(s)――→Al高温Fe(s)――→HClaqFeCl2(aq)解析：NaAlO2(aq)与过量HCl(aq)反应，生成AlCl3，B项错误；蔗糖(aq)中无醛基，不能与[Ag(NH3)2]＋(aq)反应生成Ag(s)，C项错误；Fe(s)与HCl(aq)反应生成FeCl2(aq)，D项正确。答案：AD3．表中各组物质之间不可以通过一步反应实现如图所示转化关系的是()选项XYZ箭头旁所标数字代表的反应条件ANa2O2NaOHNaCl①常温遇水BAl2O3NaAlO2Al(OH)3②通入CO2CNONO2HNO3④加入铜粉DCl2NaClOHClO③加浓盐酸解析：氯化钠不能通过一步反应得到过氧化钠，故A符合题意；氧化铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠，向偏铝酸钠溶液中通入二氧化碳，二者反应生成氢氧化铝，氢氧化铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠，氢氧化铝受热分解生成氧化铝，故B不符合题意；一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮与水反应生成硝酸，稀硝酸与铜反应生成一氧化氮，浓硝酸与铜反应生成二氧化氮，故C不符合题意；氯气与氢氧化钠溶液反应生成次氯酸钠，次氯酸钠与碳酸反应生成次氯酸，次氯酸与氢氧化钠溶液反应生成次氯酸钠，次氯酸与浓盐酸反应生成氯气，故D不符合题意。答案：A4．如图表示某固态单质A及其化合物之间的转化关系(某些产物和反应条件已略去)。化合物B在常温常压下为气体，B和C的相对分子质量之比为4∶5，化合物D是重要的工业原料。(1)写出A在加热条件下与H2反应的化学方程式：____________________________________________。(2)写出E与A的氢化物反应生成A的化学方程式：________________________________________________。(3)将5mL0.10mol·L－1的E溶液与10mL0.10mol·L－1的NaOH溶液混合。①写出反应的离子方程式：____________________________；②反应后溶液的pH________7(填“大于”“小于”或“等于”)，理由是______________________________________________________________。解析：常见的固体单质除了金属之外还有B、C、Si、P、S、I2，而能在空气中反应生成气体化合物的只有C、S。由A在加热条件下可与氢气反应，B、C的相对分子质量之比为4∶5，确定A是单质硫，因为SO2和SO3的相对分子质量之比恰为4∶5，硫酸是重要的工业原料，化合物E应为H2SO3。将5mL0.10mol·L－1的E(H2SO3)溶液与10mL0.10mol·L－1的NaOH溶液混合，二者恰好完全反应，所得溶液为Na2SO3溶液；由于SO2－3＋H2OHSO－3＋OH－，所以溶液显碱性。答案：(1)S＋H2=====△H2S(2)H2SO3＋2H2S===3S↓＋3H2O(3)①H2SO3＋2OH－===SO2－3＋2H2O②大于Na2SO3是强碱弱酸盐，SO2－3水解后溶液呈碱性题点二物质的推断5．有一化合物X，其水溶液为浅绿色，可发生如图的转化关系(部分反应物、生成物已略)。其中B、D、E、F均为无色气体，M、L为常见的金属单质，C为难溶于水的红褐色固体。在混合液中加入BaCl2溶液可生成不溶于稀盐酸的白色沉淀，H和M反应可放出大量的热。请回答下列问题：(1)B的电子式为____________。(2)画出元素M的原子结构示意图_________________。(3)物质X的化学式为____________。(4)电解混合液时阳极反应式为______________________。(5)按要求写出上述转化关系中有关反应的化学方程式：①含有L元素的化合反应：_______________________；②含有L元素的置换反应：__________________________________________。解析：由颜色可知C为Fe(OH)3，则A为Fe(OH)2、H为Fe2O3，由M、L为常见的金属单质，可知M、L分别为Al、Fe；X与NaOH反应生成气体B，B一定是NH3；在混合液中加入BaCl2溶液有不溶于盐酸的沉淀生成，可知含有SO2－4，所以X为(NH4)2Fe(SO4)2，混合液为NaOH和Na2SO4溶液，电解生成H2、O2，D、E分别为O2、H2，F为NO，G为HNO3。答案：(1)(2)(3)(NH4)2Fe(SO4)2(4)4OH－－4e－===O2↑＋2H2O(5)①4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3②Fe2O3＋2Al=====高温2Fe＋Al2O36．某研究小组为了探究一种无机矿物盐X(仅含四种元素)的组成和性质，设计并完成了如图实验：另取10.80gX在惰性气流中加热至完全分解，得到6.40g固体1。请回答如下问题：(1)画出白色沉淀1中金属元素的原子结构示意图______，写出气体甲的电子式____________。(2)X的化学式是________，在惰性气流中加热X至完全分解的化学反应方程式为_______________________________。(3)白色沉淀2在空气中变成红褐色沉淀的原因是_______________________(用化学反应方程式表示)。(4)一定条件下，气体甲与固体1中的某种成分可能发生氧化还原反应，写出一个可能的化学反应方程式：_________________________________________________________，并设计实验方案验证该反应的产物____