2014高考化學(xué)二輪專題復(fù)習(xí)教學(xué)案 專題13

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[考綱要求]　常見金屬元素(Na、Al、Fe、Cu等)與常見非金屬元素(H、C、N、O、Si、S、Cl等)各部分知識的綜合運用。 熱點一　常見離子的檢驗及物質(zhì)推斷 1． 常見陰離子的檢驗 (1)利用酸堿指示劑檢驗 (2)利用鹽酸和其他試劑檢驗 CO：加入BaCl2或CaCl2溶液后生成白色沉淀，再加稀鹽酸沉淀溶解，并放出無色無味的氣體。 SO：先加入足量稀鹽酸，無沉淀生成，再加入BaCl2溶液，產(chǎn)生白色沉淀。 SO：加入BaCl2溶液，產(chǎn)生白色沉淀，再加稀鹽酸，放出無色有刺激性氣味能使品紅溶液褪色的氣體。 (3)利用AgNO3(HNO3酸化)溶液檢驗 (4)利用某些特征反應(yīng)檢驗 I－：滴入淀粉溶液和氯水，溶液變藍色(或加入氯水和四氯化碳，四氯化碳層呈紫紅色)。 2．常見陽離子的檢驗 H＋―→滴入紫色石蕊試液，溶液變紅色 題組一　離子檢驗的直接判斷 1． 正誤判斷，正確的劃“√”，錯誤的劃“” (1)向某溶液中加入稀鹽酸，產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水，石灰水變渾濁，該溶液一定是碳酸鹽溶液 () (2013江蘇，13A) (2)將某氣體通入溴水中，溴水顏色褪去，該氣體一定是乙烯 () (2013江蘇，13C) (3)向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液不變色，滴加氯水后溶液顯紅色，該溶液中一定含F(xiàn)e2＋ (√) (2013江蘇，13D) (4)向溶液中滴加酸化的Ba(NO3)2溶液出現(xiàn)白色沉淀，說明該溶液中一定有SO () (2012山東理綜，12B) (5)用BaCl2溶液鑒別SO與SO () (2012廣東理綜，9B) (6)向溶液X中先滴加稀硝酸，再滴加Ba(NO3)2溶液，出現(xiàn)白色沉淀，溶液X中一定含有SO () (2012江蘇，13B) (7)能使?jié)櫇竦牡矸跭I試紙變成藍色的物質(zhì)一定是Cl2 () (2012新課標(biāo)全國卷，7B) (8)某溶液加入CCl4，CCl4層顯紫色，證明原溶液中存在I－ () (2012新課標(biāo)全國卷，7C) (9)某溶液加入BaCl2溶液，產(chǎn)生不溶于稀硝酸的白色沉淀，該溶液一定含有Ag＋ () (2012新課標(biāo)全國卷，7D) 題組二　離子檢驗的綜合應(yīng)用 2． 某溶液中可能含有K＋、NH、Ba2＋、SO、I－、CO。分別取樣：①用pH計測試，溶液顯弱酸性；②加氯水和CCl4振蕩后靜置，下層呈無色。為確定該溶液的組成，還需檢驗的離子是 (　　) A．K＋ B．SO C．Ba2＋ D．NH 答案　A 解析　根據(jù)①可知溶液中不含CO；根據(jù)②可知溶液中不含I－；溶液中至少要含有一種陰離子，即SO；SO與Ba2＋不能大量共存，則不含Ba2＋；溶液呈弱酸性，則含有NH；只有K＋不能確定，還需要加以檢驗。 熱點二　物質(zhì)的特殊轉(zhuǎn)化關(guān)系及框圖推斷 1． 直線型轉(zhuǎn)化關(guān)系 ABC (1)X為O2 Na―→Na2O―→Na2O2 N2―→NO―→NO2或NH3―→NO―→NO2 S―→SO2―→SO3或H2S―→SO2―→SO3 C―→CO―→CO2或CH4―→CO―→CO2 醇―→醛―→羧酸 (2)X為CO2 NaOHNa2CO3NaHCO3 (3)X為強酸，如HCl NaAlO2Al(OH)3AlCl3 Na2CO3NaHCO3CO2 (4)X為強堿，如NaOH AlCl3Al(OH)3NaAlO2 2． 交叉型轉(zhuǎn)化 3． 三角型轉(zhuǎn)化 4． 注意反應(yīng)形式與物質(zhì)的關(guān)系，特別是置換反應(yīng) (1)金屬―→金屬：金屬＋鹽―→鹽＋金屬，鋁熱反應(yīng)。 (2)金屬―→非金屬：活潑金屬＋H2O(或H＋)―→H2,2Mg＋CO22MgO＋C。 (3)非金屬―→非金屬：2F2＋2H2O===4HF＋O2,2C＋SiO2Si＋2CO↑，C＋H2O(g)CO＋H2，X2＋H2S===2HX＋S↓。 (4)非金屬―→金屬，用H2、C冶煉金屬。 通過反應(yīng)形式梳理化學(xué)反應(yīng)，培養(yǎng)歸納、整理能力。 5． 抓住化學(xué)反應(yīng)與反應(yīng)條件的關(guān)系 多數(shù)化學(xué)反應(yīng)需要一定條件，條件不同化學(xué)反應(yīng)也不同。 (1)“催化劑”，無機化學(xué)反應(yīng)需要的催化劑不同，但是根據(jù)“催化劑”這一條件，可將氯酸鉀分解、雙氧水分解、工業(yè)合成氨、SO2催化氧化、氨氣催化氧化聯(lián)系起來，形成知識鏈。 (2)“通電”或“電解”，可以鎖定在電解水、氯化鈉、氯化鎂、氯化銅、硫酸銅、硝酸鹽等溶液，熔融氯化鈉和氧化鋁范圍內(nèi)。 (3)“高溫”，常見的有碳酸鈣分解、SiO2和C的置換反應(yīng)、制造普通玻璃的反應(yīng)、鋁熱反應(yīng)等。 6． 抓住特征顏色和特殊狀態(tài) (1)(淡)黃(棕)色固體：Na2O2、S、FeCl3、CuCl2；黑色固體：MnO2、C、CuO、FeO、Fe3O4；紫(黑)色固體：KMnO4、I2；紅色固體：Cu；綠色固體：Cu2(OH)2CO3。 (2)有色氣體：NO2(紅棕色)、F2(淺黃綠色)、Cl2(黃綠色)；無色刺激性氣味氣體：SO2、NH3、HX(X為F、Cl、Br、I)；無色無味氣體：H2、N2、O2、CO2、CO、CH4、NO。 (3)常溫下呈液態(tài)的特殊物質(zhì)：Br2(非金屬單質(zhì))、Hg(金屬單質(zhì))、H2O、H2O2等。 (4)易升華的物質(zhì)：I2。 (5)溶液中的有色離子：Cu2＋(藍色)、Fe2＋(淺綠色)、Fe3＋(黃色)、MnO[紫(紅)色]。 (6)Br2在水中顯黃(橙)色，在有機溶劑中顯橙(紅)色；I2在水中顯黃(褐)色，在有機溶劑中顯紫(紅)色。 (7)有色沉淀：①白色沉淀：H2SiO3、AgCl、BaSO4(不溶于酸)、BaSO3、Mg(OH)2、Fe(OH)2、Al(OH)3、BaCO3、CaCO3、CaSO3、MgCO3等；②(淡)黃色沉淀：AgBr、AgI、S；③紅褐色沉淀：Fe(OH)3；④藍色沉淀：Cu(OH)2；⑤磚紅色沉淀：Cu2O。 7． 抓住特征反應(yīng)現(xiàn)象 (1)燃燒：H2＋Cl2(蒼白色火焰)，C2H2(C6H6)＋O2(明亮火焰，大量黑煙)，Al＋O2(耀眼白光)，Mg＋O2(白色固體生成)，金屬焰色反應(yīng)。 (2)淀粉遇碘變藍，蛋白質(zhì)遇濃硝酸變黃。 (3)使?jié)駶櫦t色石蕊試紙變藍的是NH3，使品紅溶液褪色的是Cl2、SO2。 (4)在空氣中由無色變?yōu)榧t棕色氣體的是NO。 (5)Fe3＋遇OH－生成紅褐色沉淀，遇苯酚顯紫色，遇SCN－顯血紅色。 (6)Fe2＋遇OH－生成白色沉淀，白色沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色；Fe2＋遇 SCN－無明顯現(xiàn)象，在通入Cl2后溶液顯血紅色。 (7)與堿反應(yīng)產(chǎn)生氣體的溶液中一般含NH。 (8)既能與酸反應(yīng)又能與堿反應(yīng)并產(chǎn)生氣體的物質(zhì)：Al、弱酸的銨鹽(碳酸銨、硫化銨等)、弱酸的酸式銨鹽(碳酸氫銨、硫氫化銨等)。 (9)燃燒能生成煙：Na在氯氣中燃燒生成白煙，F(xiàn)e在氯氣中燃燒生成紅棕色煙，Cu在氯氣中燃燒生成棕黃色煙。 題組一　網(wǎng)絡(luò)驗證型 1． 如圖所示甲～丁四種物質(zhì)均含有同一種元素，甲可以是單質(zhì)也可以是氣態(tài)氫化物，丁是該元素最高價氧化物對應(yīng)的水化物，則甲、乙、丙、丁四種物質(zhì)中共同含有的元素可能是 (　　) A．Cl B．Fe C．C D．N 答案　D 解析　根據(jù)分析可知丁是一種強酸，排除B選項(最高價氧化物對應(yīng)的水化物是堿)；C選項(最高價氧化物對應(yīng)的水化物是弱酸)；Cl的氣態(tài)氫化物不能被氧氣氧化，Cl2不能通過兩步反應(yīng)生成最高價氧化物，則排除A選項，故D選項正確。 2． 甲、乙、丙、丁、戊的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示(反應(yīng)條件略去，箭頭表示一步轉(zhuǎn)化)。下列各組物質(zhì)中，不滿足圖示轉(zhuǎn)化關(guān)系的是 (　　) 選項 甲 乙 丙 戊 A Cu FeCl3溶液 CuCl2溶液 Fe B H2O Fe H2 O2 C Al NaOH溶液 H2 Al2O3 D CH3CH2OH O2 CH3CHO H2 答案　C 解析　A項，正確；B項，正確；C項，，H2和Al2O3不能生成Al，錯誤；D項，正確。 方法歸納 (1)注意總結(jié)反應(yīng)規(guī)律，熟記特殊轉(zhuǎn)化關(guān)系。 (2)做此類題目，往往是把選項一一帶入，按照箭頭指向看是否能轉(zhuǎn)化，選出正確答案。 題組二　尋找“突破口”，破解“框圖”推斷題 3． X、Y、D、E、F……都是中學(xué)化學(xué)中的常見物質(zhì)，已知Y是單質(zhì)，X是化合物，溶液E中滴入KSCN溶液呈血紅色。這些物質(zhì)間的相互關(guān)系如框圖所示，根據(jù)框圖及提示的信息回答下列問題： (1)Y和X的濃溶液反應(yīng)的條件是____________，而該反應(yīng)在常溫下很難進行，其原因是________________________________________________________________________。 (2)寫出F―→G＋X的離子方程式：_________________________________________。 (3)L轉(zhuǎn)化為I的化學(xué)方程式是______________________________________________。 (4)在試管中制備L，為了能觀察到L的顏色，需要進行特殊的操作，該特殊的操作是________________________________________________________________________。 (5)將Cu放入0.1 molL－1 Fe(NO3)3溶液中，反應(yīng)一段時間后取出Cu片，溶液中 c(Fe3＋)∶c(Fe2＋)＝2∶3，則Cu2＋與Fe3＋的物質(zhì)的量之比為________。 思路導(dǎo)引　物質(zhì)名稱正確解答。 解析　該題推斷的突破口是E，即題目提供的“溶液E中滴入KSCN溶液呈血紅色”證明E為三價鐵鹽，由此逆推Y為鐵，或X為鐵的化合物，而且是能溶于水的化合物。假設(shè)Y為鐵單質(zhì)，在一個反應(yīng)中過量的鐵與適量的鐵導(dǎo)致的反應(yīng)產(chǎn)物不完全相同，而且產(chǎn)物各為三種，由此可以聯(lián)想到Fe與HNO3的反應(yīng)，故H為亞鐵鹽，結(jié)合已知的E為三價鐵鹽，可知I、L分別為Fe(OH)3、Fe(OH)2，F(xiàn)e(OH)2轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3需要氧氣、水，故J、D一種是氧氣、一種是水。觀察框圖中F、G、X、J的關(guān)系及前面對其他物質(zhì)的推斷，可以聯(lián)想到2NO＋O2===2NO2與3NO2＋H2O===2HNO3＋NO兩個反應(yīng)，所以F、G、X、J分別為NO2、NO、HNO3和O2，因此D是水。 答案　(1)加熱　Fe遇濃硝酸表面被鈍化，生成致密的氧化膜 (2)3NO2＋H2O===2H＋＋2NO＋NO　(3)4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3　(4)用長膠頭滴管吸取FeSO4溶液緩緩插入盛有稀NaOH溶液的試管中，膠頭滴管口位于溶液中，慢慢擠出FeSO4溶液(其他合理答案也可)　(5)3∶4 方法歸納 “框圖”推斷題的答題要領(lǐng) 1． 思維要有整體性 解答時必須認(rèn)真研究題目的總體要求，仔細推敲每一個環(huán)節(jié)，結(jié)合限制條件，弄清各個 環(huán)節(jié)的相互聯(lián)系，相互影響，串聯(lián)整個過程，回答力求完整。 2． 假設(shè)推斷要合理 在框圖推斷中，抓住關(guān)鍵環(huán)節(jié)，進行合理假設(shè)是必須的，按照題目要求理順后再確定，這樣可以大大節(jié)省時間。 3． 檢驗一遍很重要 通過一系列思維活動推斷出結(jié)果后，將結(jié)果放入原題中進行檢驗，完全符合才正確，如有一處不符，可能是哪個環(huán)節(jié)出現(xiàn)了紕漏，則需再思考。 4． 思維發(fā)散有必要 注意多解，有時符合題意的解可能不止一種或一組。 熱點三　元素化合物知識的綜合應(yīng)用 縱觀近幾年全國各地高考化學(xué)試題，除在選擇題中直接考查元素化合物的性質(zhì)、制法及相互轉(zhuǎn)變關(guān)系外，更重要的是以元素化合物知識為載體，綜合氧化還原、強弱電解質(zhì)、平衡移動原理、物質(zhì)結(jié)構(gòu)等理論知識，對考生的思維能力進行綜合考查。該部分高考題的特點是新穎、知識覆蓋面廣、思維跨度大，不但考查一個知識點，而且將多個知識點串聯(lián)起來，增大了試題的難度。 試題大致分為三種類型：一是化學(xué)實驗對元素化合物知識的探究和驗證；二是元素化合物知識在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用；三是化學(xué)反應(yīng)原理對化合物知識的概括和演繹。 題組一　利用綜合實驗探究元素化合物的性質(zhì) 1． 某小組查文獻得知：氧化性IO＞Fe3＋＞I2,3Br2＋6FeCl2===2FeBr3＋4FeCl3；I2＋2S2O===S4O＋2I－；CuI是一種白色沉淀(Ksp＝1.310－12)。 Ⅰ.該小組為確定一份加碘鹽(可能含有KIO3、KI、Mg2＋、Fe3＋)的成分，設(shè)計定性實驗加以猜想和驗證。 (1)實驗過程如下： 實驗步驟 實驗過程和現(xiàn)象 對應(yīng)結(jié)論 步驟1 取一定量加碘鹽，用適量蒸餾水溶解，并加稀鹽酸酸化，將所得試液分為3份 步 驟 2 第①份 試液 碘鹽中肯定含______ 第②份 試液 第③份 試液 X為________(填化學(xué)式) (2)該碘鹽中肯定不含的物質(zhì)是________(用化學(xué)式或離子符號表達)。 (3)根據(jù)信息推斷Fe3＋、S4O、I2、Br2的氧化性由強到弱的順序是____________。 (4)第③份試液中加入足量KI固體后，反應(yīng)的離子方程式為________、________。 Ⅱ.用“間接碘量法”測定含有CuCl22H2O晶體的試樣(不含能與I－發(fā)生反應(yīng)的氧化性雜質(zhì))的純度，過程如下： 取0.40 g試樣溶于水，加入過量KI固體，充分反應(yīng)，生成白色沉淀。加入淀粉作滴定指示劑，用0.100 0 molL－1 Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，到達滴定終點時，消耗Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00 mL。 (1)滴定終點的現(xiàn)象是__________________。 (2)CuCl2溶液與KI反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________________________________。 (3)該試樣中CuCl22H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為______________________。 答案?、?(1)Fe3＋　CCl4 (2)KI (3)Br2＞Fe3＋＞I2＞S4O (4)2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2　IO＋5I－＋6H＋===3I2＋3H2O Ⅱ.(1)藍色褪去，放置一定時間后不恢復(fù)原色(或半分鐘內(nèi)顏色不變化) (2)2CuCl2＋4KI===2CuI＋I2＋4KCl (3)85.5% 解析?、?(1)根據(jù)步驟2中第①份試液中的實驗現(xiàn)象，加碘鹽中肯定含有Fe3＋；根據(jù)下層為紫紅色知，X應(yīng)為CCl4；(2)因為IO＋5I－＋6H＋===3I2＋3H2O，所以根據(jù)第②份試液中加入KIO3固體、淀粉無現(xiàn)象，證明碘鹽中一定不含KI；(3)由題干中所給信息，根據(jù)氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物的氧化性，Br2＞Fe3＋＞I2＞S4O。(4)由于在碘鹽中含有Fe3＋、IO，所以加入足量KI固體后，發(fā)生的離子反應(yīng)為IO＋5I－＋6H＋===3I2＋3H2O,2Fe3＋＋2I－===I2＋2Fe2＋。 Ⅱ.2Cu2＋＋4I－===2CuI＋I2 I2＋2S2O===S4O＋2I－ CuCl2～I2～S2O 1 mol 1 mol x x＝2.010－3 mol 所以CuCl22H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 100%＝85.5%。 命題思想　新高考實驗命題對實驗探究型試題特別青睞，本題就是以教材原理為載體，設(shè)計探究物質(zhì)的成分，氧化性強弱比較，以及“滴定法”的遷移應(yīng)用等，貼近教材，符合新課改。 探究模式一般為提出問題―→進行假設(shè)或猜想―→設(shè)計實驗―→得出結(jié)論―→反思與拓展(有的不設(shè)計)。 常考探究點：①鐵元素的價態(tài)；②硫元素價態(tài)；③濃硫酸、稀硫酸的氧化性探究；④濃硝酸、稀硝酸的氧化性探究；⑤SO2、CO2、CO等氣體性質(zhì)探究；⑥CO2、SO2、H2S與NaOH反應(yīng)產(chǎn)物探究。 題組二　物質(zhì)性質(zhì)與工藝流程 2． 用霞石巖(主要成分Na2O、K2O、Al2O3、SiO2)制碳酸鈉、碳酸鉀和氧化鋁的工藝流程如下： 已知：NaHCO3溶液的pH約為8～9，Na2CO3溶液的pH約為11～12。 溶解過濾工序產(chǎn)生的濾液中含鈉、鉀和鋁的可溶性鹽類，鈣和硅等其他雜質(zhì)在濾渣霞石泥中。部分物質(zhì)的溶解度見下圖，根據(jù)題意回答下列問題： (1)固體M的化學(xué)式是________，X物質(zhì)是________。 (2)實驗室進行煅燒操作時盛放固體物質(zhì)的實驗儀器是________，濾液W中主要含有的離子有____________________。 (3)碳酸化Ⅰ中發(fā)生主要反應(yīng)的離子方程式是___________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)操作Ⅰ是________(填寫名稱)，操作Ⅱ是________(選填編號)。 a．趁熱過濾 b．冷卻過濾 c．蒸餾 d．灼燒 (5)碳酸化Ⅱ調(diào)整pH＝8的目的是____________________，產(chǎn)品K2CO3中最可能含有的雜質(zhì)是__________________(寫化學(xué)式)。 (6)實驗室用下面流程測定產(chǎn)品碳酸鉀的純度，為提高實驗精度，T試劑最好是______________；操作Ⅲ的名稱是________________。 答案　(1)Al2O3　CO2 (2)坩堝　Na＋、K＋、HCO (3)2AlO＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋CO (4)蒸發(fā)　a (5)碳酸根轉(zhuǎn)化為碳酸氫根，利于KHCO3結(jié)晶析出　Na2CO3 (6)足量BaCl2溶液(寫CaCl2也可)　恒重操作(重復(fù)干燥稱量操作) 解析　煅燒時發(fā)生的反應(yīng)為CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2(X) 溶解時發(fā)生的反應(yīng)為 CaO＋H2O===Ca(OH)2 K2O＋H2O===2KOH Na2O＋H2O===2NaOH Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O 碳酸化Ⅰ發(fā)生的主要反應(yīng)為 2AlO＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋CO (注：不能寫成HCO，因為此時pH＝11) Al(OH)3灼燒得到固體M(Al2O3)。 過濾出Al(OH)3固體后，濾液為Na2CO3、K2CO3，根據(jù)溶解度曲線，通過蒸發(fā)濾液，然后趁熱過濾，得到Na2CO3固體；通過碳酸化，調(diào)整溶液的pH＝8，可以使CO轉(zhuǎn)化成HCO，通過冷卻結(jié)晶，根據(jù)溶解度曲線，應(yīng)析出KHCO3晶體，灼燒后得到K2CO3；當(dāng)降溫到10 ℃時，根據(jù)溶解度曲線含有Na2CO3析出，所以K2CO3中含有雜質(zhì)Na2CO3；當(dāng)把KHCO3、Na2CO3過濾出后，濾液中主要含有K＋、Na＋、HCO。第(6)步中，應(yīng)加足量BaCl2溶液(或CaCl2)使CO完全沉淀，通過過濾、洗滌、干燥、稱量至恒重來計算K2CO3的純度。 命題思想 對近年的高考試題進行分析，不難發(fā)現(xiàn)，無機化合物的制備試題很多都是將化學(xué)工藝或化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)及最新科技成果融入其中，來考查考生的綜合能力。這類試題一般都是比較大型的推斷、實驗設(shè)計和探究類試題，這是高考中一個重要的熱點。化學(xué)工藝流程題主要從以下兩點設(shè)置：(1)環(huán)境與化學(xué)：主要涉及“廢水、廢氣、廢渣”的來源，對環(huán)境的影響和處理原理。(2)重要化工生產(chǎn)及資源利用：旨在用所學(xué)的基本理論(氧化還原、化學(xué)平衡、鹽類水解、電化學(xué)、熱化學(xué)、有機物結(jié)構(gòu)與性質(zhì)等)指導(dǎo)化工生產(chǎn)。從命題趨勢來看，一般有三種題型：一是從實驗設(shè)計和評價的角度對化工生產(chǎn)進行模擬；二是根據(jù)一些化工生產(chǎn)的流程來考查考生的綜合應(yīng)用能力；三是關(guān)于化工生產(chǎn)的相關(guān)計算。 破解方法 統(tǒng)覽整體、截段分析是做“化工流程”題的主要方法。統(tǒng)覽整體就是對一些線型工藝流程試題，對比分析流程圖中原料與產(chǎn)品之間的關(guān)系，弄清生產(chǎn)過程中原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的基本原理和除雜、分離、提純產(chǎn)品的化學(xué)工藝，然后再結(jié)合題設(shè)的問題，逐一推敲解答。截段分析就是針對題目所涉及的問題在流程中的呈現(xiàn)位置進行截段，做重點分析，分析時，也要注意“前扯后掛”，不要“斷章取義”。 題組三　元素及其化合物與理論的融合 3． 碳酸二甲酯(MDC)是一種近年來受到廣泛關(guān)注的環(huán)保型綠色化工產(chǎn)品。在催化劑作用下，可由甲醇和CO2直接合成DMC：CO2＋2CH3OH―→CO(OCH3)2＋H2O，但甲醇轉(zhuǎn)化率通常不會超過1%是制約該反應(yīng)走向工業(yè)化的主要原因。某研究小組在其他條件不變的情況下，通過研究溫度、反應(yīng)時間、催化劑用量分別對轉(zhuǎn)化數(shù)(TON)的影響來評價催化劑的催化效果。計算公式為TON＝轉(zhuǎn)化的甲醇的物質(zhì)的量/催化劑的物質(zhì)的量。 (1)已知25 ℃時，甲醇和DMC的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱分別為ΔH1和ΔH2，則上述反應(yīng)在25 ℃時的焓變ΔH3＝________。 (2)根據(jù)反應(yīng)溫度對TON的影響圖(下圖)判斷該反應(yīng)的焓變ΔH________0(填“＞”、“＝”或“＜”)，理由是____________________________________。 (3)根據(jù)反應(yīng)時間對TON的影響圖(下圖)，已知溶液總體積10 mL，反應(yīng)起始時甲醇 0.25 mol，催化劑0.610－5 mol，計算該溫度下，4～7 h內(nèi)DMC的平均反應(yīng)速率：________；計算10 h時，甲醇的轉(zhuǎn)化率：________。 (4)根據(jù)該研究小組的實驗及催化劑用量TON的影響圖(下圖)，判斷下列說法正確的是________。 a．由甲醇和CO2直接合成DMC，可以利用價廉易得的甲醇把影響環(huán)境的溫室氣體CO2轉(zhuǎn)化為資源，在資源循環(huán)利用和環(huán)境保護方面都具有重要意義 b．在反應(yīng)體系中添加合適的脫水劑，將提高該反應(yīng)的TON c．當(dāng)催化劑用量低于1.210－5 mol時，隨著催化劑用量的增加，甲醇的平衡轉(zhuǎn)化率顯著提高 d．當(dāng)催化劑用量高于1.210－5 mol時，隨著催化劑用量的增加，DMC的產(chǎn)率反而急劇下降 答案　(1)2ΔH1－ΔH2 (2)＜　經(jīng)過相同的反應(yīng)時間，溫度較低時，反應(yīng)未達到平衡；溫度較高時，反應(yīng)已達到平衡，隨著溫度升高，TON減小，即平衡向左移動，說明該反應(yīng)放熱 (3)110－3 molL－1h－1　8.410－2% (4)ab 解析　(1)根據(jù)反應(yīng)①CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH1，反應(yīng)②CO(OCH3)2(l)＋3O2(g)===3CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH2，根據(jù)蓋斯定律有目標(biāo)反應(yīng)等于①2－②，故有ΔH3＝2ΔH1－ΔH2。 (2)根據(jù)圖可知，溫度升高，平衡逆向移動，故正反應(yīng)放熱，ΔH＜0。 (3)4 h，TON＝20,7 h，TON＝30，ΔTON＝10，n(甲醇)＝100.610－5 mol＝0.6 10－4 mol,4～7 h內(nèi)甲醇的平均反應(yīng)速率為0.610－4 mol0.01 L3 h＝210－3 molL－1 h－1，所以(DMC)＝110－3 molL－1h－1。10 h，轉(zhuǎn)化的甲醇為350.610－5 mol＝2.110－4 mol，轉(zhuǎn)化率為2.110－4 mol0.25 mol100%＝8.410－2%。 (4)a正確；b減少水，使平衡正向移動，正確；c、d中TON和轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)率是不一樣的，錯誤。 命題思想 對本題命題思路的研究，不難發(fā)現(xiàn)命題者的良苦用心——整合的思想。即“以元素為載體”，把眾多的知識點(包括原子結(jié)構(gòu)、氧化還原反應(yīng)、中和滴定、化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡、電化學(xué)、離子平衡)串聯(lián)起來，考查學(xué)生綜合運用知識的能力。 破解方法 雖然年年題不同，但是萬變不離其宗，都是考查基礎(chǔ)知識的運用，不要因試題的“穿新衣，戴新帽”而驚慌失措?！耙c得全分，難點能得分，規(guī)范得高分”。 1． 下列物質(zhì)的轉(zhuǎn)化在給定條件下能實現(xiàn)的是 (　　) ①SO2H2SO3H2SO4 ②NH3NO2HNO3 ③CaCl2CaCO3CaO ④NaAlO2(aq)Al(OH)3Al2O3 A．②③ B．①④ C．②④ D．③④ 答案　B 解析?、贜H3的催化氧化生成NO；③CaCl2與CO2不反應(yīng)。 2． 有A、B、C、D、E和F六瓶無色溶液，他們都是中學(xué)化學(xué)中常見的無機試劑。E的溶質(zhì)是一種無色油狀液體，B、C、D和F是鹽溶液，且他們的陰離子均不同?，F(xiàn)進行如下實驗： ①A有刺激性氣味，用沾有濃鹽酸的玻璃棒接近A時產(chǎn)生白色煙霧； ②將A分別加入其他五種溶液中，只有D、F中有沉淀產(chǎn)生；繼續(xù)加入過量A時，D中沉淀無變化，F(xiàn)中沉淀完全溶解； ③將B分別加入C、D、E、F中，C、D、F中產(chǎn)生沉淀，E中有無色、無味氣體逸出； ④將C分別加入D、E、F中，均有沉淀生成，再加入稀HNO3沉淀均不溶。 根據(jù)上述實驗信息，下列說法錯誤的是 (　　) A．B可能為NaHCO3溶液 B．F為AgNO3溶液 C．D不可能是鎂或鋁的鹽酸鹽 D．A為氨水，E為硫酸 答案　A 解析　E的溶質(zhì)是一種無色油狀液體，則E為H2SO4。①A為濃氨水；②加入過量A時，F(xiàn)中沉淀完全溶解，則沉淀為AgOH，F(xiàn)為AgNO3；③B＋E(H2SO4)―→無色無味氣體，氣體為CO2，故B中含CO或HCO；④C＋F(AgNO3)生成不溶于HNO3的沉淀，則沉淀必為AgX，故C中含X－；B＋C―→沉淀，則沉淀只能是CaCO3或BaCO3，故C中含有Ba2＋或Ca2＋，則B中一定不含HCO；C＋D反應(yīng)產(chǎn)生不溶于HNO3的沉淀，所以D中含SO，沉淀為BaSO4，所以C中只含Ba2＋，而不含Ca2＋；加入過量A(NH3H2O)時，D中沉淀無變化，該沉淀為氫氧化物沉淀，根據(jù)題意，應(yīng)是Mg(OH)2或Al(OH)3沉淀，故D中含Mg2＋或Al3＋；B和D反應(yīng)生成沉淀，由于沒有氣體生成，排除Al3＋和CO的可能，故D中一定含Mg2＋，因此A(濃氨水)；B(含CO)；C(BaCl2)；D(MgSO4)；E(H2SO4)；F(AgNO3)。 3． A、Y為常見金屬單質(zhì)，X為常見非金屬單質(zhì)。常溫下X、G、H、I為氣體，C為液體。B是由三種元素組成的鹽，加熱時發(fā)生分解生成兩種氣體，冷卻后又可化合得到B。有關(guān)物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖(部分反應(yīng)條件及生成物略去)。 請?zhí)顚懴铝锌瞻祝? (1)B的電子式為____________________________； (2)現(xiàn)用A與石墨作電極，B的濃溶液作電解質(zhì)溶液，構(gòu)成原電池。其正極反應(yīng)式為____________________； (3)反應(yīng)⑥的化學(xué)方程式為__________________________，反應(yīng)④在冶金工業(yè)上屬于________________(填金屬的冶煉方法)； (4)從D的結(jié)晶水合物制備D的無水晶體的操作為_____________________________； (5)反應(yīng)②的化學(xué)方程式為________________________________________________； 反應(yīng)③的離子方程式為___________________________________________________。 答案　(1) (2)2NH＋2e－===2NH3↑＋H2↑ (3)3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2　熱還原法或鋁熱還原法 (4)將D的結(jié)晶水合物在HCl氣流中加熱 (5)4NH3＋5O24NO＋6H2O　Al3＋＋3NH3H2O===Al(OH)3↓＋3NH[或Al3＋＋3NH3＋3H2O===Al(OH)3↓＋3NH] 解析　根據(jù)題干中提供信息，C為H2O；B為NH4Cl，金屬A為活潑金屬且為電解法制備時有O2生成，A應(yīng)為Al，Al與NH4Cl溶液反應(yīng)生成X(H2)、D(AlCl3)、G(NH3)，所以H為NO，I為NO2，J為HNO3。 AlCl3和NH3反應(yīng)生成Al(OH)3(E)，F(xiàn)為Al2O3，常溫下在濃HNO3中鈍化的除Al外，還有Fe，通過鋁熱反應(yīng)④生成Fe(Y)，鐵和H2O(g)反應(yīng)生成H2。 (2)Al、石墨作電極，NH4Cl為電解質(zhì)溶液，構(gòu)成原電池，正極上陽離子得電子，電極反應(yīng)式為2NH＋2e－===2NH3↑＋H2↑。 (4)從AlCl3晶體中制備無水AlCl3，為了防止水解，應(yīng)在HCl氣氛中加熱。 4． 氯氣是一種重要的化工原料。某學(xué)習(xí)小組在實驗室中利用下圖所示裝置制取氯氣并探究其性質(zhì)。 (1)實驗室用二氧化錳和濃鹽酸加熱制取氯氣，發(fā)生裝置中除圓底燒瓶和導(dǎo)管外還需用到的玻璃儀器有__________________。 (2)裝置A中盛有的試劑是________，作用是___________________________________。 (3)若D中品紅溶液褪色，則B裝置中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是________________。 (4)證明FeBr2與Cl2發(fā)生了氧化還原反應(yīng)的實驗方法是__________(填操作方法)。 某研究性學(xué)習(xí)小組用剛吸收過少量SO2的NaOH溶液吸收處理上述實驗后的尾氣。經(jīng)分析吸收尾氣一段時間后，吸收液(呈強堿性)中肯定存在Cl－、OH－、CO和SO，對于可能存在的其他陰離子，研究小組提出以下3種假設(shè)。假設(shè)1：只存在SO；假設(shè)2：只存在ClO－；假設(shè)3：既不存在SO，也不存在ClO－。 (5)學(xué)習(xí)小組判斷同時存在SO和ClO－是不可能的理由是_____________________。 (6)現(xiàn)限選以下試劑，設(shè)計實驗方案，進行實驗，請寫出實驗步驟以及預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論。 a．3 molL－1 H2SO4 b．0.01 molL－1 KMnO4 c．1 molL－1 BaCl2溶液 d．淀粉碘化鉀溶液 e．酚酞試液 步驟一：取少量吸收液于試管中，滴加3 molL－1 H2SO4至溶液呈中性，然后將所得溶液分裝于A、B兩試管中。 步驟二：向A試管中滴加少量__________(填序號)，若溶液____________________(填現(xiàn)象)，則假設(shè)1成立。 步驟三：向B試管中滴加少量__________(填序號)，若溶液____________________(填現(xiàn)象)，則假設(shè)2成立。 答案　(1)分液漏斗、酒精燈 (2)飽和食鹽水　除去氯氣中的氯化氫 (3)2Fe2＋＋4Br－＋3Cl2===2Fe3＋＋6Cl－＋2Br2 (4)實驗后，取少量B中溶液，滴加KSCN溶液；另取少量B中溶液，加入CCl4溶液萃取 (5)SO和ClO－因發(fā)生氧化還原反應(yīng)，故不能存在 (6)b　褪色　d　變藍色 解析　(1)實驗室用MnO2和濃鹽酸反應(yīng)制Cl2，用到玻璃儀器除圓底燒瓶和導(dǎo)管外，還用到酒精燈和分液漏斗。 (2)裝置A是除雜裝置，應(yīng)用飽和食鹽水除去Cl2中的HCl。 (3)Cl2能把FeBr2氧化，離子方程式為2Fe2＋＋4Br－＋3Cl2===2Fe3＋＋2Br2＋6Cl－。 (4)因為Fe2＋被氧化成Fe3＋，可用KSCN檢驗是否存在Fe3＋。 (5)因為SO和ClO－之間發(fā)生氧化還原反應(yīng)而不能大量共存。 (6)利用SO的還原性檢驗其是否存在，可選用KMnO4溶液；觀察是否褪色。檢驗 ClO－是否存在，可利用其強氧化性，可選用淀粉碘化鉀溶液，觀察是否變藍。 5． Ⅰ.鐵鹽、亞鐵鹽是實驗室常用的藥品。 請根據(jù)題意，完成下列填空： (1)向酸化的FeCl3溶液中逐滴加入KI溶液，溶液變成棕褐色。該反應(yīng)的離子方程式為________________。 (2)向酸化的FeSO4溶液中加幾滴硫氰化鉀溶液，沒有什么明顯變化，再滴加雙氧水，溶液變血紅色。繼續(xù)滴加雙氧水，血紅色逐漸褪去，且有氣泡產(chǎn)生。 寫出上述變化中，有關(guān)反應(yīng)的離子方程式： ①____________________________________； ②Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3； ③11H2O2＋2SCN－===2SO＋2CO2↑＋N2↑＋10H2O＋2H＋ 若生成1 mol N2，H2O2和SCN－的反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是________ mol。 (3)根據(jù)以上實驗，推斷Fe2＋、I－和SCN－的還原性由強到弱的順序為________。 Ⅱ.某課題組利用Fe粉和KNO3溶液反應(yīng)，模擬地下水脫氮過程，探究脫氮原理。 (4)實驗前：①先用0.1 molL－1 H2SO4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溶液通入________(寫化學(xué)式)。 (5)如圖表示足量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)生成的陽離子分別是________、________。t1時刻后，該反應(yīng)仍在進行，溶液中NH的濃度在增大，F(xiàn)e2＋的濃度卻沒有增大，可能的原因是__________________。 答案　Ⅰ.(1)2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2 (2)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O　22 (3)I－＞Fe2＋＞SCN－ Ⅱ.(4)除去Fe粉表面的鐵銹(Fe2O3)等雜質(zhì)　N2 (5)Fe2＋、NH　溶液的pH增大，F(xiàn)e2＋形成了Fe(OH)2(或與溶液中OH－結(jié)合) 解析　(1)Fe3＋能氧化I－，離子方程式為2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2。 (2)Fe2＋和SCN－不反應(yīng)，當(dāng)加入H2O2時，發(fā)生2Fe2＋＋2H＋＋H2O2===2Fe3＋＋2H2O，然后Fe3＋和SCN－反應(yīng)生成血紅色溶液，繼續(xù)滴加H2O2，SCN－被氧化。根據(jù)反應(yīng)③，當(dāng)有1 mol N2生成時，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為112[－1－(－2)] mol＝22 mol。(注：根據(jù)氧化劑計算方便) (3)根據(jù)(1)(2)中方程式可得還原性I－＞Fe2＋＞SCN－。(根據(jù)還原劑還原性大于還原產(chǎn)物還原性) (4)因為Fe粉表面有鐵銹，所以應(yīng)預(yù)先用H2SO4除去。因為Fe粉在溶液中能被O2氧化，所以應(yīng)通入N2排除O2的干擾。 (5)根據(jù)圖中信息，F(xiàn)e粉被NO氧化成Fe2＋，其本身被還原成NH，在此過程中堿性增強，因為有OH－生成，F(xiàn)e2＋與之反應(yīng)生成Fe(OH)2沉淀，造成Fe2＋的濃度變化不大。 6． 工業(yè)上以碳酸錳礦為主要原料生產(chǎn)MnO2的工藝流程如下： 有關(guān)氫氧化物開始沉淀和沉淀完全的pH如下表： 氫氧化物 Al(OH)3 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Cu(OH)2 Pb(OH)2 Mn(OH)2 開始沉淀的pH 3.3 1.5 6.5 4.2 8.0 8.3 沉淀完全的pH 5.2 3.7 9.7 6.7 8.8 9.8 請回答下列問題： (1)酸浸前將碳酸錳礦粉碎的作用是__________________。 (2)酸浸后的溶液中含有Mn2＋、SO，另含有少量Fe2＋、Fe3＋、Al3＋、Cu2＋、Pb2＋等，其除雜過程如下： ①加入MnO2將Fe2＋氧化，其離子反應(yīng)方程式為__________________________。 ②加入CaO將溶液的pH調(diào)到5.2～6.0，其主要目的是 ________________________________________________________________________。 ③加入BaS，除去Cu2＋、Pb2＋后，再加入NaF溶液，除去 ________________________________________________________________________。 (3)從溶液A中回收的主要物質(zhì)是________________，該物質(zhì)常用作化肥。 (4)MnO2粗品中含有少量Mn3O4，可以用稀硫酸處理，將其轉(zhuǎn)化為MnSO4和MnO2，然 后再用氧化劑將Mn2＋轉(zhuǎn)化為MnO2，制得優(yōu)質(zhì)MnO2。寫出Mn3O4與稀硫酸反應(yīng)的化學(xué) 方程式：______________________________。 答案　(1)增大接觸面積，加快反應(yīng)速率(使反應(yīng)更充分) (2)①2Fe2＋＋MnO2＋4H＋===2Fe3＋＋Mn2＋＋2H2O ②除去Fe3＋、Al3＋　③Ca2＋ (3)(NH4)2SO4 (4)Mn3O4＋2H2SO4===2MnSO4＋MnO2＋2H2O 解析　(1)將碳酸錳礦粉碎，可以增大與H2SO4的接觸面積，加快化學(xué)反應(yīng)速率。(2)根據(jù)沉淀時的pH值，應(yīng)把Fe2＋氧化；加入CaO和H＋反應(yīng)，增大pH到5.2～6.0可使Al3＋、Fe3＋完全轉(zhuǎn)化為Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀，除去Fe3＋、Al3＋；調(diào)節(jié)pH值時，加入了CaO，為了除去Ca2＋，應(yīng)加入NaF，使之生成CaF2沉淀。 (3)溶液A中的陰離子為SO，所以加NH4HCO3后，生成的主要物質(zhì)是(NH4)2SO4，作為氮肥用。 (4)Mn3O4＋2H2SO4===2MnSO4＋MnO2＋2H2O　(用倒配法配平，Mn3O4中Mn的化合價為＋)。 7． 碘被稱為“智力元素”，科學(xué)合理地補充碘可防治碘缺乏病，KI、KIO3曾先后用于加碘鹽中。 (1)工業(yè)上可以通過鐵屑法生產(chǎn)KI，其工藝流程如下： ①反應(yīng)Ⅰ生成鐵與碘的化合物，若該化合物中鐵元素與碘元素的質(zhì)量比為21∶127，則加入足量碳酸鉀時，反應(yīng)Ⅱ的化學(xué)方程式為____________________。 ②操作A包括__________________；用冰水洗滌的目的是__________________。 (2)KIO3可以通過H2O2氧化I2先制得HIO3，然后再用KOH中和的方法進行生產(chǎn)。 ①烹飪時，含KIO3的食鹽常在出鍋前加入，其原因是_____________________________ ___________________________________________。 ②若制得1 284 kg KIO3固體，理論上至少需消耗質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的雙氧水________ kg。 ③KIO3還可通過下圖所示原理進行制備。電解時總反應(yīng)的離子方程式為____________。若忽略溶液體積的變化，則電解結(jié)束后陰極區(qū)的pH與電解前相比________(選填“增大”、“減小”或“不變”)。 答案　(1)①Fe3I8＋4K2CO3===Fe3O4＋8KI＋4CO2↑ ②蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾　洗滌除去表面可溶性雜質(zhì)的同時減少KI的溶解損失 (2)①在較高溫度下KIO3易分解　②1 700 ③I－＋3H2OIO＋3H2↑　不變 解析　(1)①中＝＝，該化合物為Fe3I8，和K2CO3反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe3I8＋4K2CO3===Fe3O4＋8KI＋4CO2↑(用質(zhì)量守恒法配平，可假設(shè)Fe3I8的系數(shù)為1) ②操作A為了結(jié)晶出KI，所以應(yīng)采取蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶，過濾的方法。因為溫度高時，KI會溶解，所以應(yīng)用冰水洗滌沉淀。 (2)①KIO3高溫時會分解，所以加碘鹽常在出鍋前加入。 ②根據(jù)電子守恒得： x2＝5 x＝15103 mol 需要30% H2O2的質(zhì)量為＝1.7106 g，即1 700 kg。 ③電解時，陰極反應(yīng)式為6H2O＋6e－===3H2↑＋6OH－， 陽極反應(yīng)式為I－－6e－＋6OH－===IO＋3H2O， 兩式相加得： I－＋3H2OIO＋3H2↑。 由于在陰極區(qū)生成的OH－通過陰離子交換膜移到陽極區(qū)，所以電解結(jié)束后陰極區(qū)的pH與電解前相比不變。 21