2023版高三一輪總復習化學魯科版教案：第3章 大階段高考總結(二) 元素及其化合物

1、PAGE PAGE 10本階段涉及的元素及其化合物包括金屬及其化合物和非金屬及其化合物。高考命題時融合在概念與原理的考查中，單獨命題很少。命題方向主要有以化工流程為載體考查元素及其化合物的制備、性質轉化反應及應用，常見氣體的實驗室制法與性質探究。命題難度為中檔為主。題型涉及選擇題和非選擇題。以化工流程為載體的元素及化合物的考查【典例1】(2021青島模擬)鈹可應用于飛機、火箭制造業(yè)和原子能工業(yè)。以硅鈹石(主要成分為BeO、Al2O3、SiO2、FeO、Fe2O3)為原料提取鈹，具體流程如下：已知：鈹和鋁在元素周期表中處于對角線位置，電負性相近，其單質及化合物在結構與性質等方面具有相似性。鋁銨礬

2、在不同溫度下的溶解度：溫度/01020304060溶解度/g2.105.007.7410.914.926.7回答下列問題：(1)流程中“系列操作”為_。(2)將“中和液”沉淀時，調節(jié)溶液的pH不能過大或過小。pH過大時發(fā)生反應的離子方程式為_。(3)若在實驗室洗滌粗Be(OH)2，操作為_；洗滌時加入NaOH溶液除去表面吸附的少量氫氧化鋁，反應的離子方程式為_。(4)氧化鈹轉化為氯化鈹?shù)幕瘜W方程式為_。解析(1)鋁銨礬在水中的溶解度隨溫度升高而增大，流程中“系列操作”為鋁銨礬的結晶操作，步驟是蒸發(fā)濃縮、降溫結晶、過濾。(2)Be(OH)2與Al(OH)3性質相似，將“中和液”沉淀時，調節(jié)溶液的

3、pH過大，Be(OH)2會溶解，發(fā)生反應的離子方程式為Be(OH)22OH=Be(OH)42。(3)若在實驗室洗滌粗Be(OH)2，操作為向過濾器中加入NaOH溶液至浸沒沉淀，待溶液濾出，重復操作23次；洗滌時加入NaOH溶液除去表面吸附的少量氫氧化鋁，反應的離子方程式為Al(OH)3OH=Al(OH)4或Al(OH)3OH=AlOeq oal(,2)2H2O。答案(1)蒸發(fā)濃縮、降溫結晶、過濾(2)Be(OH)22OH=Be(OH)42(3)向過濾器中加入NaOH溶液至浸沒沉淀，待溶液濾出，重復操作23次Al(OH)3OH=Al(OH)4或Al(OH)3OH=AlOeq oal(,2)2H2

4、O(4)BeOCCl2=BeCl2CO1無機化工流程的一般結構特點：主線主產品，支線副產品，回頭為循環(huán)利用。2解題策略 首尾呼應找出主線對照原料和產品，確定核心反應和核心輔料依核心反應，明確流程主線、支線和除雜任務分段剖析明晰細節(jié)以核心輔助原料為準，把流程劃分為原料預處理、核心反應和產品分離提純三個階段依箭頭指向，分析每一環(huán)節(jié)中物質流入和流出的意義、控制反應條件的作用，融通對流程的整體分析某些暫時琢磨不透的環(huán)節(jié)，可先“跳過去”，如有必要，可“順藤摸瓜”或帶著問題回頭來進行有針對性的分析由易到難破解答案先回答與工藝流程非密切相關的問題，確保易拿的分數(shù)先拿，增強答題信心變換角度，從基本理論、綠色化

5、學、經(jīng)濟角度、安全生產等多角度答題對棘手問題，不忘嘗試從題給信息中尋找答案1(2021淄博模擬)蘭尼鎳是一種多孔結構的鎳鋁合金，廣泛用作有機反應的催化劑。以針硫鎳礦(主要成分為NiS、FeS、Al2O3、SiO2等)為原料制備蘭尼鎳的工藝流程如下：已知：NiS煅燒時有Ni2O3生成，加壓酸浸后溶液中含有Ni2。下列說法錯誤的是()A“煅燒”時產生的廢氣為SO2，可用純堿溶液吸收B“加壓酸浸”時的反應為Ni2O32H2SO4=2NiSO42H2OC“除雜凈化”時加入粗NiCO3的作用是調節(jié)pH，使Fe3、Al3形成沉淀除去D“堿浸”的目的是溶解部分鋁，使鎳鋁合金產生多孔結構B由針硫鎳礦的主要成分

6、知，“煅燒”時產生的廢氣為SO2，可用純堿溶液吸收，A項正確；“加壓酸浸”時Ni2O3轉化為Ni2，發(fā)生氧化還原反應2Ni2O34H2SO4=4NiSO4O24H2O，B項錯誤；“加壓酸浸”時Fe2O3、Al2O3轉化為Fe3、Al3，顯然粗NiCO3的作用是調節(jié)pH，促進Fe3、Al3水解，轉化為Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀而除去，C項正確；鎳鋁合金加入濃NaOH溶液，Al能與NaOH溶液反應，因此加濃NaOH溶液的目的是溶解部分鋁，形成多孔結構的鎳鋁合金，D項正確。2(2021山東六市聯(lián)考)三氧化二鈷(Co2O3)主要用作顏料、釉料、磁性材料、催化劑和氧化劑等。以含鈷廢料(主要成分為

7、Co2O3，含有少量MnO2、NiO、Fe3O4)為原料制備Co2O3的流程如圖所示：已知：.“酸浸”后的浸出液中含有的陽離子為H、Co2、Fe3、Ni2。.部分陽離子以氫氧化物形式完全沉淀時溶液的pH如下表：沉淀物Fe(OH)3Co(OH)2Ni(OH)2完全沉淀時的pH3.79.09.2請回答下列問題：(1)“濾渣1”的化學式為_?！安僮?”所得副產品的一種用途為_。(2)“酸浸”時加入H2O2的目的是_；生產過程中發(fā)現(xiàn)實際消耗雙氧水的量大于理論值，主要原因可能有_，_。(3)“酸浸”時發(fā)生的主要反應的化學方程式是_。(4)“沉鈷”時發(fā)生反應的離子方程式為_。解析根據(jù)已知信息對流程進行如下

8、梳理：答案(1)Fe(OH)3作氮肥(2)將3價的鈷還原為Co2；將溶液中的Fe2氧化為Fe3，便于后續(xù)調節(jié)pH后除去酸浸反應放熱，使雙氧水分解廢料中MnO2和生成的Fe3催化雙氧水分解(3)Co2O3H2O22H2SO4=2CoSO4O23H2O(4)2Co2HCOeq oal(,3)3NH3H2O=Co2(OH)2CO33NHeq oal(,4)H2O以物質的制備和性質為載體的元素化合物考查【典例2】硫酰氯(SO2Cl2)可用作有機化學的氯化劑，在藥物和染料的制取中也有重要作用。已知：硫酰氯通常條件下為無色液體，熔點為54.1 ，沸點為69.1 ，密度為1.67 gcm3。在潮濕空氣中“發(fā)

9、煙”；100 以上開始分解，生成二氧化硫和氯氣，長期放置也會發(fā)生分解。某化學學習小組擬用干燥的Cl2和SO2在活性炭催化條件下制取硫酰氯。反應的熱化學方程式為SO2(g)Cl2(g)=SO2Cl2(l)H97.3 kJmol1，實驗裝置如圖所示(部分夾持裝置未畫出)。ABCD E回答下列問題：(1)儀器e的名稱是_；儀器d的作用是_。(2)能否將儀器a中70%硫酸溶液換成98.3%硫酸溶液？_(填“能”或“不能”)，原因是_。(3)若缺少裝置B和D(均盛放濃硫酸)，潮濕氯氣和二氧化硫會發(fā)生副反應，化學方程式是_；同時生成的SO2Cl2也會水解而“發(fā)煙”，該反應的化學方程式為_。(4)為了防止硫

10、酰氯分解，某同學建議將裝置C放在_ (填“冰水浴中冷卻”或“熱水浴中加熱”)。(5)本實驗中通入SO2的體積為11.2 L(已折算成標準狀況下)，Cl2充足，實驗最終收集到硫酰氯27.0 mL，則硫酰氯的產率為_(結果保留一位小數(shù))。解析(1)儀器e是(球形)冷凝管；儀器d中盛放堿石灰，作用是吸收未反應的二氧化硫和氯氣，防止污染空氣，并防止空氣中的水蒸氣進入裝置C。(2)98.3%硫酸溶液中水分太少，硫酸分子電離程度極小，氫離子濃度極小，與亞硫酸鈉反應生成二氧化硫氣體的速率太慢，因此不能將儀器a中70%硫酸溶液換成98.3%硫酸溶液。(3)若缺少裝置B和D(均盛放濃硫酸)，潮濕氯氣和二氧化硫發(fā)

11、生反應，氯氣在水存在的條件下可將SO2氧化成硫酸，自身被還原為HCl，反應的化學方程式為Cl2SO22H2O=2HClH2SO4；反應生成的SO2Cl2遇水能夠水解而“發(fā)煙”，生成氯化氫，反應的化學方程式為SO2Cl22H2O=H2SO42HCl。(4)由于SO2(g)Cl2(g)=SO2Cl2(l)H97.3 kJmol1，反應放熱，硫酰氯在100 以上開始分解，為了提高硫酰氯的產率，應將裝置C放在冰水浴中冷卻。(5)根據(jù)化學方程式SO2(g)Cl2(g)=SO2Cl2(l)，可知n(SO2)n(SO2Cl2)11，標準狀況下，11.2 L SO2的物質的量為0.5 mol，則理論上生成0.

12、5 mol SO2Cl2，而SO2Cl2的實際產量m(SO2Cl2)1.67 gcm327.0 mL45.09 g，n(SO2Cl2)eq f(45.09,135) mol0.334 mol，則SO2Cl2的產率eq f(0.334,0.5)100%66.8%。答案(1)(球形)冷凝管吸收未反應的SO2和Cl2，防止污染空氣，并防止空氣中的水蒸氣進入裝置C(2)不能98.3%硫酸溶液中水分太少，硫酸分子電離程度極小，氫離子濃度極小，與亞硫酸鈉反應生成二氧化硫氣體的速率太慢(3)Cl2SO22H2O=2HClH2SO4SO2Cl22H2O=H2SO42HCl(4)冰水浴中冷卻(5)66.8%1涉

13、及氣體的制備、性質探究的一般流程2各種實驗裝置分析(1)氣體發(fā)生裝置：根據(jù)試劑狀態(tài)和反應條件選擇eq blcrc (avs4alco1(固固o(,sup9()氣,固液氣,固或液液氣)(2)氣體凈化或干燥裝置：除雜試劑為固體時用干燥管或U形管；除雜試劑為固體且需加熱時用硬質玻璃管；除雜試劑為溶液時用洗氣瓶。(3)收集裝置：排空氣法(空氣時，用向上排空氣法)；排水法(難溶于水且不與水反應的氣體)；排溶液法；真空袋直接收集。(4)尾氣處理法：溶液吸收法、燃燒法、收集法。常見防倒吸裝置 3探究銅與過量濃硫酸反應的裝置(固定裝置已略去)如圖所示，已知CuO與SO2不反應。下列有關敘述不正確的是() ab

14、 c d e fAd中黑色固體顏色無變化、e中溶液褪色，證明濃硫酸中硫元素的氧化性強于氫元素Bb中無水硫酸銅的主要作用是除去反應生成的水Cf中試劑還可以選用酸性KMnO4溶液D實驗結束時，撤去所有酒精燈之前首先要完成的實驗操作是拉起銅絲，關閉K1、K2Bd中黑色固體顏色無變化、e中溶液褪色，說明濃硫酸中硫元素發(fā)生還原反應，氫元素化合價不變，證明濃硫酸中硫元素的氧化性強于氫元素，A正確；b中無水硫酸銅的主要作用是檢驗反應生成的水，c中濃硫酸除去水，B錯誤；f用來吸收SO2，可以選用酸性KMnO4溶液，C正確；撤去所有酒精燈之前必須先拉起銅絲，防止繼續(xù)生成SO2，再關閉K1、K2，防止倒吸，D正確

15、。4(2021濰坊模擬)氮化鉻(CrN)是一種耐磨性良好的新型材料，難溶于水。探究小組同學用如圖所示裝置(夾持裝置略去)在實驗室中制取氮化鉻并測定所得氮化鉻的純度。已知：實驗室中常用NH4Cl溶液與NaNO2溶液反應制取N2；CrCl3能溶于水和乙醇。回答下列問題：(1)實驗準備就緒后，應先加熱_(填裝置代號)裝置，此時K1、K2、K3所處的狀態(tài)是_。(2)實驗中N2的作用是_。(3)改變K1、K2、K3的狀態(tài)，加熱E裝置。試劑a的名稱是_，寫出裝置E中發(fā)生反應的化學方程式_。(4)實驗過程中需間歇性微熱b處導管的目的是_。(5)向7.0 g所得CrN中加入足量NaOH溶液，然后通入水蒸氣將N

16、H3全部蒸出，將NH3用60 mL 1 molL1 H2SO4溶液完全吸收，剩余的H2SO4用10 mL 2 molL1 NaOH溶液恰好中和，則所得產品中CrN的質量分數(shù)為_。(保留3位有效數(shù)字)解析(1)實驗準備就緒后，應先加熱A裝置，產生氮氣，利用氮氣將裝置中空氣排盡，此時打開K1，關閉K2、K3。(2)實驗中用N2排盡裝置中的空氣，防止CrCl3與氧氣反應；同時氮氣通過濃氨水，從濃氨水中帶出NH3。(3)CrCl3能溶于水，因此試劑a的作用是防止水蒸氣進入E中，故a為堿石灰。裝置E為CrN的制備裝置，發(fā)生反應：CrCl3NH3eq o(=,sup9()CrN3HCl。(4)制備CrN的反應中有HCl生成，HCl能與NH3反應生成NH4Cl固體，實驗過程中需間歇性微熱b處導管，目的是防止生成NH4Cl固體堵塞導管造成危險。(5)根據(jù)滴定原理，n(CrN)n(NH3)，2n(H2SO4)n(NH3)n(NaOH)，則n(Cr