2020版高考化学二轮复习 第1部分 专题素能提升练 专题8 元素及其化合物教案 新人教版

元素及其化合物1．常见金属元素(如Na、Mg、Al、Fe、Cu等)：(1)了解常见金属的活动顺序；(2)了解常见金属及其重要化合物的制备方法，掌握其主要性质及其应用；(3)了解合金的概念及其重要应用。2.常见非金属元素(如H、C、N、O、Si、S、Cl等)：(1)了解常见非金属元素单质及其重要化合物的制备方法，掌握其主要性质及其应用；(2)了解常见非金属元素单质及其重要化合物对环境的影响。3.掌握常见气体的实验室制法(试剂、原理、仪器、收集)。4.以上各部分知识的综合应用。1．(2019·全国卷Ⅰ，节选)硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2·xH2O]是一种重要铁盐。为充分利用资源，变废为宝，在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵，具体流程如下：回答下列问题：(1)步骤①的目的是去除废铁屑表面的油污，方法是______________________________________________________________。(2)步骤②需要加热的目的是____________，温度保持80～95℃，采用的合适加热方式是__________________。铁屑中含有少量硫化物，反应产生的气体需要净化处理，合适的装置为________(填标号)。ABCD(3)步骤③中选用足量的H2O2，理由是________________，分批加入H2O2，同时为了____________，溶液要保持pH小于0.5。(4)步骤⑤的具体实验操作有___________________________，经干燥得到硫酸铁铵晶体样品。[解析](2)铁与硫酸反应，加热的目的是加快反应速率，由于温度要控制在80～95℃，应选择水浴加热。铁中含有少量的硫化物，与酸反应后生成酸性气体H2S，应该用碱溶液吸收H2S气体，为了防止倒吸，应选用C装置。(3)铁与硫酸反应后生成硫酸亚铁，加入足量的过氧化氢溶液将亚铁离子氧化为铁离子，离子方程式为2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。Fe3＋在水中易水解生成氢氧化铁沉淀，为了抑制因H2O2的还原产物为H2O，故Fe3＋水解，溶液要保持较强的酸性，使用H2O2的优点是因H2O2的还原产物为H2O，故不引入新的杂质。(4)硫酸铁溶液与固体硫酸铵反应生成硫酸铁铵，为了从溶液中得到硫酸铁铵应将溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到硫酸铁铵晶体。[答案](1)碱煮水洗(2)加快反应热水浴C(3)将Fe2＋全部氧化为Fe3＋；不引入杂质防止Fe3＋水解(4)加热浓缩、冷却结晶、过滤(洗涤)2．(2018·全国卷Ⅰ)磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池是新能源汽车的动力电池之一。采用湿法冶金工艺回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片中的金属，其流程如下：下列叙述错误的是()A．合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用B．从“正极片”中可回收的金属元素有Al、Fe、LiC．“沉淀”反应的金属离子为Fe3＋D．上述流程中可用硫酸钠代替碳酸钠D[上述流程中加入Na2CO3的目的是生成Li2CO3沉淀，若加入Na2SO4不能形成含Li沉淀，D错误。]3．(2017·全国卷Ⅱ，节选)水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分为CaO、SiO2，并含有一定量的铁、铝和镁等金属的氧化物。实验室测定水泥样品中钙含量的过程如图所示：回答下列问题：(1)在分解水泥样品过程中，以盐酸为溶剂，氯化铵为助溶剂，还需加入几滴硝酸。加入硝酸的目的是________________________，还可使用________代替硝酸。(2)沉淀A的主要成分是________，其不溶于强酸但可与一种弱酸反应，该反应的化学方程式为__________________________________________________________________________________。(3)加氨水过程中加热的目的是__________________________。沉淀B的主要成分为________、________(写化学式)。[解析](1)由题意知，水泥样品中含有铁、铝和镁等金属的氧化物，后面操作有加入氨水调节pH＝4～5，目的是除去Al元素和Fe元素，而在此pH范围内，Fe元素只有转化为Fe3＋才能完全生成沉淀，因此加入硝酸的目的是将样品中可能存在的Fe2＋氧化为Fe3＋；还可以使用双氧水等其他氧化剂代替硝酸。(2)水泥样品中的SiO2、CaO及铁、铝、镁等金属的氧化物，只有SiO2(或反应生成的H2SiO3)不溶于盐酸，所以沉淀A的主要成分是SiO2(或H2SiO3)。SiO2(或H2SiO3)不与强酸反应，但可溶于氢氟酸中。(3)盐类水解是吸热反应，升高温度，可防止生成胶体，同时促进溶液中的Al3＋、Fe3＋水解程度增大而生成沉淀易于除去，加热的同时还可以加快反应速率。[答案](1)将样品中可能存在的Fe2＋氧化为Fe3＋H2O2(2)SiO2(或H2SiO3)SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O(或H2SiO3＋4HF===SiF4↑＋3H2O)(3)防止胶体生成，易沉淀分离Al(OH)3Fe(OH)34．(2016·全国卷Ⅰ)氮的氧化物(NOx)是大气污染物之一，工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2。某同学在实验室中对NH3与NO2反应进行了探究。回答下列问题：(1)氨气的制备①氨气的发生装置可以选择上图中的__________________，反应的化学方程式为______________________________________________________________________________________。②欲收集一瓶干燥的氨气，选择上图中的装置，其连接顺序为：发生装置→________(按气流方向，用小写字母表示)。(2)氨气与二氧化氮的反应将上述收集到的NH3充入注射器X中，硬质玻璃管Y中加入少量催化剂，充入NO2(两端用夹子K1、K2夹好)。在一定温度下按图示装置进行实验。操作步骤实验现象解释原因打开K1，推动注射器活塞，使X中的气体缓慢充入Y管中①Y管中________②反应的化学方程式___________________________________________________将注射器活塞退回原处并固定，待装置恢复到室温Y管中有少量水珠生成的气态水凝聚打开K2③_____________④_____________________[解析](1)①图中给出了两种气体制备装置，一种是固固加热制气装置，一种是固液或液液加热制气装置。如果选择A装置制取氨气，则反应的化学方程式为2NH4Cl＋Ca(OH)2=====△CaCl2＋2NH3↑＋2H2O；如果选择B装置制取氨气，则反应的化学方程式为NH3·H2O=====△NH3↑＋H2O。②欲收集一瓶干燥的氨气，首先要除去杂质，制备氨气的杂质只有水蒸气，由于氨气溶于水显碱性，因此要选用碱石灰作干燥剂，干燥管的进出口方向为粗进细出，因此先接d后接c；其次要收集氨气，由于氨气的密度小于空气，要从短管进气，因此先接f再接e；最后要进行尾气处理，由于氨气极易溶于水，因此可以选择水吸收尾气，还要注意防倒吸，所以接i。(2)由题干内容“工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2”，结合实验条件可知反应。NO2为红棕色气体，发生反应后变成无色气体，因此现象为红棕色气体逐渐变浅。反应后气体分子数减少，Y管中的压强小于外压，因此产生倒吸现象。[答案](1)①A2NH4Cl＋Ca(OH)2=====△2NH3↑＋CaCl2＋2H2O(或BNH3·H2O=====△NH3↑＋H2O)②dcfei(2)①红棕色气体慢慢变浅②8NH3＋6NO2=====催化剂7N2＋12H2O③Z中NaOH溶液产生倒吸现象④反应后气体分子数减少，Y管中压强小于外压上述真题涉及的题型有选择题和填空题。命题角度主要涉及：(1)结合化工流程考查①常见无机物的性质、制备和应用，②物质的提纯，③化学反应方程式的书写，如T1、T2、T3。(2)结合气体的制备和性质探究综合实验装置考查①气体的制备、除杂、收集和尾气处理，②气体的性质实验探究，③化学方程式的书写等，如T4。(3)结合选择题选项考查常见无机物的性质、制备与用途等，如T4。预测2020年高考仍会以化工流程和实验装置为载体考查物质的制备、性质探究、除杂提纯等内容。复习时加强记忆。金属及其化合物(对应学生用书第63页)1．钠及其化合物(1)钠及其化合物之间的转化关系(2)命题点归纳①钠和盐溶液反应，不能置换出盐中的金属，与熔融的盐反应才可能置换出盐中的金属。②Na与足量O2反应无论生成Na2O还是Na2O2，只要参与反应的Na的质量相等，则转移电子的物质的量一定相等，但得到Na2O2的质量大于Na2O。③Na分别与H2O和乙醇发生的反应均能生成H2，但反应的剧烈程度不同，前者反应剧烈，后者反应缓慢。④1molNa2O2参与反应转移电子的物质的量不一定为1mol，如1molNa2O2与SO2的反应转移电子应为2mol。⑤不能用Ca(OH)2鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液，应选用CaCl2或BaCl2溶液。⑥除去CO2中的HCl气体，应选用饱和的NaHCO3溶液。⑦向饱和的Na2CO3溶液中通入过量CO2，有NaHCO3晶体析出。⑧Na2O2与CO2、H2O反应生成O2，作供氧剂，但Na2O2与SO2反应生成Na2SO4，没有O2生成。⑨除去Na2CO3固体中的NaHCO3固体可用加热法。Na2CO3作去污剂，NaHCO3中和胃酸。⑩Li和O2反应只生成Li2O；NaH是离子化合物，是一种强还原剂；Na2O、Na2O2中阴、阳离子个数比均为1∶2。(3)Na及其化合物的主要转化2．铝及其化合物(1)铝及其化合物之间的转化关系(2)命题点归纳①铝是活泼金属，但铝抗腐蚀性相当强，因为铝的表面会生成一层致密的氧化物薄膜。由于Al2O3的熔点高于Al的熔点，故在酒精灯上加热铝箔直至熔化，发现熔化的铝并不滴落。Al2O3作耐火材料。②铝热反应不仅仅是指单质铝与Fe2O3反应，还包括制取其他难熔金属的反应。铝热反应可用于野外焊接钢轨。③引发铝热反应的操作是先铺一层KClO3，然后插上镁条，最后点燃镁条。④并不是Al与所有金属氧化物均能组成铝热剂，组成铝热剂的金属氧化物对应的金属活泼性应比铝弱。⑤Al2O3、Al(OH)3与NaOH溶液的反应常用于物质的分离提纯。Al(OH)3不溶于氨水，所以实验室常用铝盐和氨水来制备Al(OH)3。⑥利用偏铝酸盐制备Al(OH)3，一般不用强酸，因为强酸的量控制不当会使制得的Al(OH)3溶解。若向偏铝酸盐溶液中通入CO2，生成的Al(OH)3不溶于碳酸，CO2过量时生成HCO－3，不过量时生成CO2－3，在书写离子反应方程式时要特别注意。⑦Al(OH)3可用作抗酸药；明矾常用于净水。⑧泡沫灭火器所用试剂为Al2(SO4)3溶液和NaHCO3溶液。⑨Al制备时电解Al2O3而不是AlCl3(因其为分子晶体，熔化不电离、不导电)。(3)铝土矿(含Fe2O3、SiO2等)提纯流程3．镁及其化合物(1)镁及其化合物之间的转化关系(2)命题点归纳①Mg在空气中燃烧时可与O2、N2、CO2反应，生成固体有MgO、Mg3N2、C(N≡N键能大，反应较难，Mg3N2含量少)。②Mg制备时电解MgCl2不是电解MgO(因熔点很高)。③Mg等金属着火不能用CO2灭火。4．铁及其化合物(1)铁及其化合物之间的转化关系(2)命题点归纳①Fe与O2(点燃)、H2O(g)(高温)反应的固体产物都是Fe3O4而不是Fe2O3。Fe与Cl2反应时只生成FeCl3，与S反应时只生成FeS，说明Cl2的氧化性强于S。常温下，Fe、Al在冷的浓硫酸和浓硝酸中发生钝化，但加热后能继续反应。②向含Fe2＋的溶液中加入硝酸、KMnO4溶液、氯水、溴水等具有氧化性的物质时，溶液会出现浅绿色―→棕黄色的颜色变