單元知識整合4

1．硅及其化合物的轉(zhuǎn)化2．鋁及其化合物的轉(zhuǎn)化3．銅及其化合物的轉(zhuǎn)化元素及其化合物推斷題解題策略元素及其化合物推斷題是高考的熱點題型，它學科特點明顯，是以元素化合物的性質(zhì)和相互轉(zhuǎn)化為載體，集基本概念、基礎(chǔ)理論為一體的綜合性題目。不僅能全面檢查學生對元素及其化合物、物質(zhì)結(jié)構(gòu)、元素周期律等基礎(chǔ)知識的掌握情況和學生靈活運用知識的能力，而且能考查學生抽象、求異、發(fā)散、收斂，邏輯推理，知識遷移，信息處理等方面的能力；也能很好地與化學實驗、計算、基本化學用語、化學基礎(chǔ)理論、元素及其化合物、有機知識等內(nèi)容結(jié)合，進行學科內(nèi)綜合考查，對考生有很好的區(qū)分度。正是由于元素及其化合物推斷題具有思考容量大、思維方式靈活、判斷推理能力要求高等特點，預(yù)計在今后的理科綜合能力考查中，它將依然是化學學科的一種重要題型。一、命題趨勢1．考題回顧元素及其化合物(也稱無機)推斷題，分為以元素周期律“位”、“構(gòu)”、“性”為基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)周期推斷和以元素化合物為基礎(chǔ)的物質(zhì)轉(zhuǎn)化框圖推斷以及陰、陽離子組合推斷三大類題型。結(jié)構(gòu)周期推斷題，以原子結(jié)構(gòu)的組成及核外電子的排布規(guī)律、元素周期律、元素周期表的知識為依據(jù)，以常見的短周期元素為載體，注重學生對掌握內(nèi)容的融會貫通，知識橫向和縱向統(tǒng)攝整理，整體思維能力要求高。這類題不僅能夠考查學生對物質(zhì)結(jié)構(gòu)、元素周期律知識的掌握情況，而且能夠考查學生以基本理論為指導解決實際問題的能力。物質(zhì)轉(zhuǎn)化框圖推斷題，以常見元素化合物的性質(zhì)為依據(jù)，以常見元素化合物之間的轉(zhuǎn)化為載體。作為高考的熱點題型，它的主要特點是：(1)結(jié)構(gòu)緊湊，文字表述少；(2)包含信息多，綜合性強，思維能力要求高；(3)具有很高的區(qū)分度和很好的選拔功能。這類題不僅能夠考查學生對元素化合物知識的掌握情況(如特征顏色、特征反應(yīng)現(xiàn)象、特殊反應(yīng)條件、特殊數(shù)據(jù)等)，而且能夠考查學生分析、推理、綜合應(yīng)用知識的能力。陰、陽離子組合推斷題，以離子反應(yīng)現(xiàn)象以及物質(zhì)性質(zhì)來進行判斷，重點考查離子反應(yīng)，綜合考查常見物質(zhì)的溶解性、離子共存，強弱電解質(zhì)的表示形式及離子反應(yīng)等化學用語。2．命題趨勢從近幾年高考來看，無機推斷題無疑是整卷中最精彩的試題之一。從試題提供信息的主要方式來看，有結(jié)構(gòu)周期推斷題、物質(zhì)轉(zhuǎn)化框圖推斷題和陰、陽離子組合推斷題等；從能力要求上看，無機推斷題已經(jīng)逐漸從過去的單一考查推理能力轉(zhuǎn)化為對學生的綜合能力的考查。在題量減少的情況下，無機推斷題可考查多個知識點，多方面的能力，更好地突出學科內(nèi)綜合。結(jié)構(gòu)周期推斷題以原子結(jié)構(gòu)、元素周期表的結(jié)構(gòu)、元素性質(zhì)及元素在周期表中的位置為基礎(chǔ)進行設(shè)問；物質(zhì)轉(zhuǎn)化框圖推斷題多以常見元素及其化合物為基礎(chǔ)，以常見元素化合物之間的轉(zhuǎn)化為載體，向信息型、抽象型、綜合型轉(zhuǎn)變，文字信息量少，但隱含條件多。另外，置換反應(yīng)、重要的化工反應(yīng)及計算型無機推斷題正成為高考熱點。如放出氣體的體積或生成沉淀的量、化合物中各元素的含量、氣體的相對密度、相對分子質(zhì)量、離子化合物中離子個數(shù)比、反應(yīng)物之間的物質(zhì)的量之比、電子總數(shù)、質(zhì)子總數(shù)等。但推斷的物質(zhì)不會超出高中所學的元素及其化合物基礎(chǔ)知識和主干知識。當然在框圖題中也出現(xiàn)了一些陌生的元素化合物，而這些物質(zhì)的推導是建立在學生所熟悉的元素化合物的知識背景中，主要考查的是學生的心理素質(zhì)及自信心。同時，命題將會逐步與課程改革接軌，開放性和學科內(nèi)綜合是化學學科高考命題的一個重要特點。二、典型例題解析1．解題策略無機推斷需要一定的背景知識為基礎(chǔ)，在復習過程中要以“考綱”為核心，從教材出發(fā)，結(jié)合對近幾年高考試題的分析和對未來的預(yù)測，對常考的熱點知識可進行規(guī)律性的歸納。顏色狀態(tài)：有色氣體，溶液中的有色離子，有色固體，有色沉淀，常溫下呈液態(tài)的特殊物質(zhì)。物質(zhì)的特征結(jié)構(gòu)：10電子微粒，14電子微粒，18電子微粒，相對分子質(zhì)量相等的微粒，常見正四面體結(jié)構(gòu)，最外層電子數(shù)等于電子層數(shù)的元素，最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)2倍或3倍的元素。特殊的反應(yīng)現(xiàn)象：焰色反應(yīng)，燃燒火焰顏色，沉淀特殊顏色變化，遇試紙變色的氣體，自燃，離子沉淀特殊顏色。特殊的反應(yīng)條件：放電，光照，催化劑，高溫等反應(yīng)條件。特殊化學反應(yīng)：能與水反應(yīng)產(chǎn)生氣體的物質(zhì)；能與強堿溶液反應(yīng)產(chǎn)生氣體的物質(zhì)；既能與強酸，又能與強堿溶液反應(yīng)的物質(zhì)；固體加熱后不留殘渣的物質(zhì)。特殊的轉(zhuǎn)化關(guān)系：直線轉(zhuǎn)化關(guān)系，三角轉(zhuǎn)化關(guān)系，交叉轉(zhuǎn)化關(guān)系。重要工業(yè)生產(chǎn)反應(yīng)：工業(yè)制漂白粉，工業(yè)合成氨，工業(yè)制玻璃，工業(yè)制硫酸，工業(yè)制粗硅，氨的催化氧化，電解制鎂、鋁，電解飽和食鹽水。2．推斷思路無機推斷題融元素化合物、基本概念和基礎(chǔ)理論于一體，側(cè)重考查學生思維能力和綜合應(yīng)用能力。在推斷時，審題相當重要，在審題過程中，要認真辨析題干中有關(guān)信息，抓住突破口，分析無機推斷中的轉(zhuǎn)化關(guān)系，仔細推敲，挖掘隱含條件。一般推斷思路：讀題→審題→解題→推斷→得出結(jié)論→正向求證檢驗。讀題：了解題目大意：尋找關(guān)鍵詞、句，獲取表象信息。切勿看到一點熟悉的背景資料就匆匆答題，輕易下結(jié)論，這樣很容易落入高考試題所設(shè)的陷阱中。審題：對讀題所獲信息提煉、加工，尋找明顯的或潛在的突破口，更要注意挖掘隱含信息——“題眼”?！邦}眼”常是一些特殊的結(jié)構(gòu)、狀態(tài)、顏色、性質(zhì)，特殊的反應(yīng)、反應(yīng)現(xiàn)象、反應(yīng)條件和用途等。審題最關(guān)鍵的就是找出“題眼”。解題：找到“題眼”后，就是選擇合適的解題方法。常用方法有：順推法、逆推法、綜合推理法、假設(shè)法、計算法、實驗法等。通常的思維模式是根據(jù)信息，大膽猜想，然后通過試探，驗證猜想；試探受阻，重新調(diào)整思路，作出新的假設(shè)，進行驗證。一般來說，先考慮常見的規(guī)律性的知識，再考慮不常見的、特殊性的知識，二者缺一不可。驗證：不論用哪種方法推出結(jié)論，都應(yīng)把推出的物質(zhì)代入驗證。如果與題設(shè)完全吻合，則說明我們的結(jié)論是正確的。最后得到正確結(jié)論時還要注意按題目要求規(guī)范書寫，如要求寫名稱還是寫化學式、電子式還是結(jié)構(gòu)式，要求寫化學方程式還是離子方程式等。無論推斷題屬于哪種題型，均應(yīng)遵循這樣的推斷思路：迅速瀏覽、整體掃描、產(chǎn)生印象、尋找突破口、注意聯(lián)系、大膽假設(shè)、全面分析(正推或逆推)、驗證確認。解題的關(guān)鍵是仔細審題，依物質(zhì)的特性或轉(zhuǎn)移特征來確定“突破口”，順藤摸瓜，進而完成全部未知物的推斷。已知A～O分別代表一種物質(zhì)，它們之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖所示(反應(yīng)條件略去)。A、B、H分別是由短周期元素組成的單質(zhì)。B與冷水緩慢反應(yīng)，與沸水迅速反應(yīng)，放出氫氣。D是一種離子化合物，其陰陽離子的個數(shù)比為2∶3，且能與水反應(yīng)得到兩種堿。C為淡黃色固體化合物，O能與G的水溶液反應(yīng)生成藍色沉淀。請回答下列問題：(1)組成B單質(zhì)的元素位于周期表第________周期，第________族?；衔顲的電子式為________。(2)J的沸點比硒化氫(H2Se)的沸點高，其原因是_____________________________________________。(3)寫出I與H在點燃條件下反應(yīng)生成A和J的化學方程式：_______________________________________。(4)寫出D與足量的N反應(yīng)生成E和F的化學方程式：________________________________________________________________________。(5)上圖中，在同一反應(yīng)里一種物質(zhì)既作氧化劑，又作還原劑，這樣的反應(yīng)共有________個?！窘馕觥?/p>

B與冷水緩慢反應(yīng)，與沸水迅速反應(yīng)，放出H2，且B為短周期元素組成的單質(zhì)，說明B為鎂元素。D是一種離子化合物，其陰陽離子個數(shù)比為2∶3，說明是由第ⅡA族和第ⅤA族的元素組成，D能與水反應(yīng)得到兩種堿，說明D為Mg3N2，Mg3N2與H2O反應(yīng)生成Mg(OH)2、NH3·H2O兩種堿。C為淡黃色固體化合物，則C為Na2O2。O能與G的水溶液反應(yīng)生成藍色沉淀，且N與Cu反應(yīng)生成O，說明O為銅鹽，G為堿，藍色沉淀為Cu(OH)2。C為Na2O2，G為NaOH，則J為H2O，H為O2。在整個轉(zhuǎn)化關(guān)系中，Na2O2與H2O反應(yīng)，Na2O2既作氧化劑又作還原劑，NO2與H2O反應(yīng)，NO2既作氧化劑又作還原劑。

(2010·海南)A是自然界存在最廣泛的ⅡA族元素，常以化合物F存在。從單質(zhì)A起始發(fā)生的一系列化學反應(yīng)可由下圖表示：請回答下列問題：(1)A與水反應(yīng)的化學方程式為_________________，E與水反應(yīng)的化學方程式為____________；(2)F的化學式為________，G和D的電子式分別為______________和________________；(3)D與H反應(yīng)可能生成的鹽有________(填化學式)；(4)實際生產(chǎn)中，可由F為原料制備單質(zhì)A，簡述一種制備方法____________________________________?！窘馕觥勘绢}通過框圖考查無機物間的轉(zhuǎn)化關(guān)系和推斷，以及化學術(shù)語的表達能力。ⅡA族元素在自然界中存在最廣泛的是鈣元素，主要形式是CaCO3(物質(zhì)F)。則由圖示可知，Ca＋2H2O===Ca(OH)2＋H2↑，則B、C分別是H2、Ca(OH)2。2Na＋H2===2NaH，NaH中H的化合價為－1，則NaH與水發(fā)生歸中反應(yīng)生成H2：NaH＋H2O===NaOH＋H2↑。

(3)CO2與NaOH反應(yīng)可生成正鹽(Na2CO3)和酸式鹽(NaHCO3)。(4)鈣屬于活潑金屬，應(yīng)用電解法制取，首先CaCO3與鹽酸反應(yīng)轉(zhuǎn)化為CaCl2，然后電解熔融的氯化鈣以制取鈣單質(zhì)。一、無機物性質(zhì)的探究實驗研究無機物性質(zhì)的基本方法：分析被研究的無機物的組成、結(jié)構(gòu)、所屬類別，聯(lián)系曾經(jīng)學過的元素及無機物的知識，對所要研究的物質(zhì)進行預(yù)測，推測它可能具有哪些性質(zhì)，然后根據(jù)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)特點及你的預(yù)測來設(shè)計出實驗方案，通過實驗來探究或驗證物質(zhì)的性質(zhì)。實驗展臺物質(zhì)性質(zhì)的實驗探究方法二、有機物性質(zhì)的探究實驗研究有機物性質(zhì)的一般方法是：分析有機物的分子結(jié)構(gòu)，明確有機物分子中含有的官能團，推測有機物可能具有的性質(zhì)，然后通過實驗進行驗證，從而得出該有機物的有關(guān)性質(zhì)。三、常見探究類型1．性質(zhì)實驗方案的設(shè)計(1)證明酸性：①pH試紙或酸堿指示劑；②與Na2CO3溶液或NaHCO3溶液反應(yīng)生成氣體；③與Zn等反應(yīng)。(2)證明弱酸性：①證明存在電離平衡；②測定對應(yīng)鹽溶液的酸堿性；③測量稀釋前后pH的變化。(3)證明還原性：與氧化劑(如KMnO4、濃HNO3等)反應(yīng)，產(chǎn)生明顯的現(xiàn)象。(4)證明氧化性：與還原劑(如KI、SO2、H2S等)反應(yīng)，產(chǎn)生明顯的現(xiàn)象。(5)證明為膠體分散系：丁達爾效應(yīng)。(6)證明有碳碳雙鍵(或碳碳叁鍵)：使溴水或酸性KMnO4溶液褪色。(7)證明酚羥基：①與濃溴水反應(yīng)產(chǎn)生白色沉淀；②與FcCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)(紫色)。(8)證明醛基：①與銀氨溶液作用產(chǎn)生銀鏡；②與新制Cu(OH)2懸濁液作用產(chǎn)生磚紅色沉淀(Cu2O)。(9)證明醇羥基：與羧酸發(fā)生酯化反應(yīng)，其產(chǎn)物不溶于水，有果香味。(10)比較金屬的活潑性：①與水反應(yīng)的劇烈程度；②與酸反應(yīng)的快慢；③與鹽溶液的反應(yīng)；④組成原電池；⑤電解時陽離子在陰極的放電順序；⑥最高價氧化物對應(yīng)的水化物的堿性強弱。(11)比較非金屬的活潑性：①置換反應(yīng)；②與H2反應(yīng)的難易及形成的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性；③氣態(tài)氫化物的還原性強弱。(12)比較酸(或堿)的酸(或堿)性強弱；較強的酸(或堿)能制得較弱的酸(或堿)。2．探究SO2、CO2、H2O的檢驗順序根據(jù)SO2、CO2、H2O(g)的性質(zhì)，通過實驗來檢驗三種物質(zhì)的存在。而在實驗過程中，檢驗SO2、CO2都要通過水溶液，因此對檢驗H2O(g)有干擾；檢驗CO2用澄清石灰水，而SO2與澄清石灰水反應(yīng)也有類似現(xiàn)象，因此SO2會干擾CO2的檢驗。三種物質(zhì)檢驗時相互有干擾，審題時要搞清氣體通過的試劑會與哪種氣體反應(yīng)，從而判斷檢驗氣體的順序。經(jīng)過驗證確認三者的檢驗順序為H2O(g)、SO2和CO2，且在檢驗CO2前要除去SO2。

(2011·安徽理綜，28)地下水中硝酸鹽造成的氮污染已成為一個世界性的環(huán)境問題。文獻報道某課題組模擬地下水脫氮過程，利用Fe粉和KNO3溶液反應(yīng)，探究脫氮原理及相關(guān)因素對脫氮速率的影響。(1)實驗前：①先用0.1mol·L－1H2SO4洗滌Fe粉，其目的是____________，然后用蒸餾水洗滌至中性；②將KNO3溶液的pH調(diào)至2.5；③為防止空氣中的O2對脫氮的影響，應(yīng)向KNO3溶液中通入_______________________(寫化學式)。

(2)下圖表示足量Fe粉還原上述KNO3溶液過程中，測出的溶液中相關(guān)離子濃度、pH隨時間的變化關(guān)系(部分副反應(yīng)產(chǎn)物曲線略去)。請根據(jù)圖中信息寫出t1時刻前該反應(yīng)的離子方程式______________________。t1時刻后，該反應(yīng)仍在進行，溶液中NH4＋的濃度在增大，F(xiàn)e2＋的濃度卻沒有增大，可能的原因是_________________________________。(3)該課題組對影響脫氮速率的因素提出了如下假設(shè)，請你完成假設(shè)二和假設(shè)三：假設(shè)一：溶液的pH；假設(shè)二：____________；假設(shè)三：____________；……(4)請你設(shè)計實驗驗證上述假設(shè)一，寫出實驗步驟及結(jié)論。(已知：溶液中的NO3－

濃度可用離子色譜儀測定)________________________________________________________________________【解析】

(1)由題意知：本實驗?zāi)康臑椋豪肍e粉和KNO3溶液反應(yīng)，探究脫氮原理及相關(guān)因素對脫氮速率的影響。依據(jù)實驗原理：首先讓純凈的Fe粉與KNO3溶液反應(yīng)，然后改變相應(yīng)因素(如濃度、溫度、催化劑及接觸面積等)比較不同條件下反應(yīng)速率。(2)由圖象可得，向KNO3溶液中加入Fe粉，生成Fe2＋和NH4＋，反應(yīng)如下：4Fe＋NO3－＋10H＋===4Fe2＋＋NH4＋＋3H2O，仍由圖象知：t1時刻后，溶液pH增大，促進Fe2＋水解，而使c(Fe2＋)幾乎不再變化。從外界條件對反應(yīng)速率的影響因素來看，溫度和鐵粉的表面積都會對脫氮的速率產(chǎn)生影響?！敬鸢浮?/p>

(1)去除鐵粉表面的氧化物等雜質(zhì)N2(2)4Fe＋NO3－＋10H＋===4Fe2＋＋NH4＋＋3H2O生成的Fe2＋水解(或和溶液中的OH－結(jié)合)(3)溫度鐵粉顆粒大小(4)①分別取等體積，等濃度的KNO3溶液于不同的試管中；②調(diào)節(jié)溶液呈酸性且pH各不相同，并通入N2；③分別向上述溶液中加入足量等質(zhì)量的同種Fe粉；④用離子色譜儀測定相同反應(yīng)時間時各溶液中NO3－的濃度。若pH不同的KNO3溶液中，測出的NO3－濃度不同，表明pH對脫氮速率有影響，否則無影響。(本題屬于開放性試題，合理答案均可)已知某混合金屬粉末中，除鋁外還含有鐵、銅中的一種或兩種，所含金屬的量都在5%以上。請設(shè)計合理實驗探究該混合金屬粉末中鐵、銅元素的存在。僅限選擇的儀器和試劑：燒杯、試管、玻璃棒、量筒、容量瓶、滴管、藥匙；1mol·L－1硫酸、2mol·L－1硝酸，2mol·L－1NaOH溶液、20%KSCN溶液。完成以下實驗探究