2019高考化學三輪沖刺 專題3.17 以物質的性質為線索的理論綜合題解題方法和策略.doc

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專題3.17 以物質的性質為線索的理論綜合題 元素及化合物綜合應用型試題在高考中為必考題型，在各省市及全國卷中均有出現(xiàn)。在考查形式上通常以工藝流程題，物質制備、性質探究類試題，綜合推斷試題（少數(shù)省市，逐漸淡化），還有結合物質結構進行推斷等。元素及化合物知識，在考查中與基本概念、基本理論、實驗等知識融入越來越深，這也就要求我們隊元素及化合物知識不再是單純的記和背了，而是從原理的角度進行掌握，進行整體分析，通過聯(lián)系、對比、歸納等方法進行解決。 （3）長頸漏斗的作用是平衡氣壓，避免裝置C中壓強過大； （4）當C中紅棕色完全消失時，不再存在NO2氣體； （5）D中干燥管的作用是防止水蒸氣進入三頸瓶中與ClNO反應； （6）①用玻璃棒蘸取NaNO2溶液點在紅色石蕊試紙上，若試紙變藍，則說明HNO2是弱酸； ②首先要使ClNO與水反應；因為碘化銀為沉淀，而酸性高錳酸鉀能將氯離子氧化，所以需要先驗證氯離子的存在；由于引入了足量的銀離子，所以僅能使用酸性高錳酸鉀驗證亞硝酸。 【詳解】 （5）因為亞硝酰氯(ClNO)易于水反應水解，所以必須防止有水蒸氣進入三頸燒瓶中與ClNO反應，所以D中干燥管的作用是防止水蒸氣進入三頸瓶中與ClNO反應，故答案為：防止水蒸氣進入三頸瓶中與ClNO反應。 （6）①若亞硝酸為弱酸，則亞硝酸鹽水解呈弱堿性，即用玻璃棒蘸取NaNO2溶液點在紅色石蕊試紙上，若試紙變藍，則說明HNO2是弱酸，故答案為：使用玻璃棒蘸取NaNO2溶液點在紅色石蕊試紙上，若試紙變藍，則說明HNO2是弱酸。 ②首先要使ClNO與水反應，選擇b；因為碘化銀為沉淀，而酸性高錳酸鉀能將氯離子氧化，所以需要先驗證氯離子的存在，選擇d；由于引入了足量的銀離子，所以僅能使用酸性高錳酸鉀驗證亞硝酸，選擇c；所以正確的順序是bdc，故答案為：bdc。 【例題2】氰化鈉是一種重要的基本化工原料，同時也是一種劇毒物質，嚴重危害人類健康。一旦泄露需要及時處理，一般可以通過噴灑雙氧水或硫代硫酸鈉溶液來處理，以減輕環(huán)境污染。 Ⅰ.已知：氰化鈉化學式為NaCN，氰化鈉是一種白色結晶顆粒，劇毒，易溶于水，水溶液呈堿性，易水解生成氰化氫。 （1）CN-中C元素顯+2價，N元素顯-3價，則非金屬性N____________C （填“＞”“＜”或“=”），請設計實驗證明：____________________________________。 （2）NaCN用雙氧水處理后，產(chǎn)生一種酸式鹽和一種能使?jié)駶櫦t色石蕊試紙變藍的氣體，該反應的離子方程式是____________________________________。 Ⅱ.硫代硫酸鈉的工業(yè)制備的反應原理為2Na2S+Na2CO3+4SO2=3Na2S2O3+CO2。某化學興趣小組用上述原理實驗室制備硫代硫酸鈉，并檢測用硫代硫酸鈉溶液處理后的氰化鈉廢水能否達標排放。 （實驗一）實驗室通過如下圖所示裝置制備Na2S2O3。 （3）b裝置的作用是________________________。c裝置中的產(chǎn)物有Na2S2O3和CO2等，d裝置中的溶質有NaOH、Na2CO3，還可能有__________________________________________________________。 （4）實驗結束后，在e處最好連接盛____________（填“NaOH溶液”、“水”、“CCl4”中一種）的注射器，再關閉K2打開K1，防止拆除裝置時污染空氣。 （實驗二）測定用硫代硫酸鈉溶液處理后的廢水中氰化鈉的含量。 已知：①廢水中氰化鈉的最高排放標準為0.50mg/L； ②Ag++2CN-=[Ag（CN）2]-，Ag++I-=AgI↓，AgI 呈黃色，且 CN-優(yōu)先與 Ag+反應。 實驗如下：取20.00mL處理后的氰化鈉廢水于錐形瓶中，并滴加幾滴KI溶液作指 示劑，用1.0010-4mol/L的標準AgNO3溶液滴定，消耗AgNO3溶液的體積為1.50mL。 （5）滴定終點的現(xiàn)象：________________________________________________。 （6）處理后的廢水是否達到排放標準：____________________________________ （填“是”或“否”）。 【答案】＞ 取少量碳酸氫鈉于試管中，加入稀硝酸，有無色氣泡產(chǎn)生，說明酸性硝酸大于碳酸，則非金屬性N＞C CN-+H2O2+H2O═HCO3-+NH3↑ 安全瓶，防止倒吸 Na2SO3 NaOH溶液 滴入最后一滴硝酸銀溶液，出現(xiàn)淡黃色沉淀 否 【解析】 【分析】 （1）在化合物中非金屬性強的元素顯負價，非金屬性弱的元素顯正價，元素的非金屬性越強，對應的最高價氧化物的水化物酸性越強，據(jù)此設計實驗； （2）NaCN用雙氧水處理產(chǎn)生一種酸式鹽和一種能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體，說明二者反應生成氨氣和碳酸氫鈉； （3）由儀器結構特征，b裝置為安全瓶，防止溶液倒吸；d裝置吸收二氧化硫，d中溶質有NaOH、Na2CO3，堿過量，還有亞硫酸鈉生成； （4）實驗結束后，裝置b中還有殘留的二氧化硫，為防止污染空氣，應用氫氧化鈉溶液吸收；關閉K2打開K1拆除裝置，防止污染空氣； （5）Ag+與CN-反應生成[Ag（CN）2]-，當CN-反應結束時，Ag+與I-生成AgI黃色沉淀，說明反應到達滴定終點； （6）計算消耗硝酸銀物質的量，再根據(jù)方程式Ag++2CN-=[Ag（CN）2]-計算出氰化鈉的含量與廢水中氰化鈉的最高排放標準為0.50mg/L比較判斷是否符合排放標準。 【詳解】 （2）用雙氧水處理氰化鈉，產(chǎn)生一種能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體為氨氣，根據(jù)原子守恒一種酸式鹽為碳酸氫鈉，所以反應為：NaCN+H2O2+H2O═NaHCO3+NH3↑，離子反應為：CN-+H2O2+H2O═HCO3-+NH3↑， 故答案為：CN-+H2O2+H2O═HCO3-+NH3↑。 【實驗一】 a裝置制備二氧化硫，c裝置中制備Na2S2O3，反應導致裝置內氣壓減小，裝置b為安全瓶作用，防止溶液倒吸，d裝置吸收多余的二氧化硫，防止污染空氣。 （3）由儀器結構特征，可知b裝置為安全瓶，防止倒吸，d裝置吸收二氧化硫，d中溶質有NaOH、Na2CO3，堿過量，還有亞硫酸鈉生成， 故答案為：安全瓶，防止倒吸；Na2SO3。 （4）實驗結束后，裝置b中還有殘留的二氧化硫，為防止污染空氣，應用氫氧化鈉溶液吸收，氫氧化鈉和二氧化硫反應生成亞硫酸鈉和水，再關閉K2打開K1，防止拆除裝置時污染空氣， 故答案為：NaOH溶液。 金屬 堿性氧化物 堿→鹽 非金屬 酸性氧化物 酸→ 鹽 ②交叉型轉化： ③三角形轉化： 　　　 ④無機框圖中常用到催化劑的反應：制取氧氣、工業(yè)制硫酸、合成氨、制硝酸等。 ⑤重要置換反應： 金屬→金屬 金屬→非金屬 非金屬→非金屬 非金屬→金屬 （4）應用數(shù)據(jù)：物質轉化時式量的變化、各元素含量、相對密度等數(shù)據(jù)都是解題的關鍵點，可綜合物質結構、性質、相互轉化關系進行推斷，如CO→CO2，NO→NO2，SO2→SO3，轉化時分子中都增加１個氧，式量變化均為16。 （5）把握信息：題目給予的新信息可與舊知識形成一個新的知識體系，題干中的“常見”“過量”等字眼為推斷限定了范圍；而反應條件、某些物質的頻繁出現(xiàn)等隱含信息即是解題的重要突破口。 挖掘、篩選信息 審題 析題 解題 根據(jù)題目中提供的文字、圖像、數(shù)據(jù)等提煉出重要信息，然后分析每小題的考查方向，明確應該用哪塊知識來解答 分析考點，準確作答 （1）正確調用已有知識，與題給信息建立聯(lián)系 （2）關注陌生信息的應用 驗證，得出結果 將初步的結論代入題中進行驗證。 1．亞硝酸鈉(NaNO2)被稱為工業(yè)鹽，在漂白、電鍍等方面應用廣泛。以木炭、濃硝酸、水和銅為原料制備亞硝酸鈉的裝置如圖所示(A中加熱裝置省略)。 已知：室溫下，①2NO+Na2O2=2NaNO2； ②3NaNO2+3HCl=3NaCl＋HNO3+2NO↑+H2O； ③酸性條件下，NO或NO2-都能與MnO4-反應生成NO3-和Mn2+。 請按要求回答下列問題： (1)A裝置中反應的化學方程式為______________________________。 (2)B裝置中主要的現(xiàn)象是______________________________。 (3)檢驗C裝置產(chǎn)物中有亞硝酸鈉的方法是_____________________________。 (4)D裝置中反應的離子方程式為_________________________________。 (5)預測C中反應開始階段，固體產(chǎn)物除NaNO2外，還含有的副產(chǎn)物有Na2CO3和________。為避免產(chǎn)生這些副產(chǎn)物，應在B、C裝置間增加裝置E，則E中盛放的試劑名稱為________。 (6)檢查裝置氣密性并裝入藥品后，以下實驗操作步驟正確的順序為____________(填序號)。 a.打開彈簧夾，向裝置中通入N2 b.點燃酒精燈 c.向三頸燒瓶中滴加濃硝酸 d.熄滅酒精燈 e.關閉分液漏斗歐旋塞 f.停止通入N2 (7)利用改進后的裝置，將7.8gNa2O2完全轉化為亞硝酸鈉，理論上需要木炭______g。 【答案】C+4HNO3(濃) CO2↑+4NO2↑+2H2O 紅棕色氣體消失，銅片溶解，溶液變藍，導管口有無色氣泡冒出 取C中固體少量于試管中，加入鹽酸，產(chǎn)生無色氣體，遇空氣變?yōu)榧t棕色 3MnO4-+5NO+4H+=3Mn2++5NO3-+2H2O NaOH 堿石灰 a→c→e→b→d→f 1.8g 【解析】 【詳解】 (1)A裝置為C與濃HNO3在加熱時反應生成二氧化碳與二氧化氮和水，反應的化學方程式為：C+4HNO3(濃) CO2↑+4NO2↑+2H2O； (2)A反應產(chǎn)生的氣體進入B裝置，NO2在B中與水反應是硝酸，硝酸具有強氧化性，與Cu反應生成硝酸銅、NO、水，所以會看到B中實驗現(xiàn)象為：紅棕色氣體消失，銅片溶解，溶液變藍，導管口有無色氣泡冒出； (5)C與濃硝酸反應產(chǎn)生的氣體中除含有NO2外，還有CO2氣體，NO2在B中反應變?yōu)镹O，因此從B中逸出的氣體有NO、CO2、H2O蒸氣，NO、CO2、H2O蒸氣與過氧化鈉反應產(chǎn)生亞硝酸鈉、碳酸鈉和氫氧化鈉，所以預測C中反應開始階段，固體產(chǎn)物除NaNO2外，還含有的副產(chǎn)物有Na2CO3和氫氧化鈉；為避免產(chǎn)生這些副產(chǎn)物，應在B、C裝置間增加裝置E，則E中盛放的試劑堿石灰，可以吸收CO2和H2O蒸氣； （5）該實驗裝置的缺陷是沒有尾氣處理裝置會造成環(huán)境污染； 正確答案：沒有尾氣處理裝置 （6）根據(jù)題干可知疊氮化鈉(NaN3)固體易溶于水，微溶于乙醇，不溶于乙醚，乙醚洗滌疊氮化鈉可減少疊氮化鈉的損失； 正確答案：NaN3不溶于乙醚。 （7）根據(jù)已知可知Ce4+～NaN3 和Ce4+～Fe2+，Ce4+得電子數(shù)等于NaN3與Fe2+失電子數(shù)列等式計算，設產(chǎn)品NaN3的質量分數(shù)為x，則 25.000.101010-3=+0.050014.8010-3計算得x=92.8% 正確答案：92.8%。 3．根據(jù)氨氣還原氧化銅的反應，可設計測定銅元素相對原子質量Ar(Cu)（近似值）的實驗。先稱量反應物氧化銅的質量m(CuO)，反應完全后測定生成物水的質量m(H2O)，由此計算Ar(Cu)。為此，提供的實驗儀器及試劑如下（根據(jù)需要可重復選用，加入的NH4Cl與Ca(OH)2的量足以產(chǎn)生使CuO完全還原的氨氣）： 請回答下列問題： （1）氨氣還原熾熱氧化銅的化學方程式為________________________。 （2）從所提供的儀器及試劑中選擇并組裝本實驗的一套合理、簡單的裝置，按氣流方向的連接順序為（用圖中標注的字母表示）A→________________________。 （3）在本實驗中，使測定結果Ar(Cu)偏大的是________________________（填序號）。 ①CuO未完全反應 ②CuO不干燥 ③CuO中混有不反應的雜質 ④NH4Cl與Ca(OH)2混合物不干燥 【答案】2NH3+3CuO3Cu+3H2O+ N2↑ ADBDC ①③ 【解析】 【分析】 （1）氨氣具有弱還原性，在加熱條件下可以被氧化銅氧化，生成氮氣、銅和水； （2）根據(jù)題干可知需測定生成水的質量，生成的氨氣需先通過堿石灰干燥、再與氧化銅反應，最后用堿石灰吸收生成的水，以測得生成水的質量； （3）由反應方程式可知氧化銅和水的物質的量相等，列出關系式計算即可； （4）根據(jù)Ar（Cu）=- ﹣16，從是否影響a或b來分析誤差。 【詳解】 （2）因為需要測定反應后生成物水的質量，所以必需保證通入的氨氣是純凈干燥的，由于濃硫酸可以與氨氣反應，因此只能通過堿石灰進行干燥，再通入氧化銅進行反應，最后在通入堿石灰吸收反應生成的水，以測得生成水的質量，所以正確的順序為ADBDC， 故答案為：ADBDC； 所以選項①③正確，故答案為：①③。 4．釩是人體必需的微量元素，能預防突發(fā)性心臟病等疾病，常見化合價有+2、+3、+4和+5。實驗室模擬工業(yè)生產(chǎn)制備V2(CO3)3的步驟如下： ①取18.20gV2O5放入水中攪拌形成懸濁液，通入二氧化硫充分反應可得V2(SO4)3溶液。 ②將V2(SO4)3溶液與足量的碳酸鈉溶液混合，充分反應后過濾洗滌、干燥，得V2(CO3)3固體22.56g。 已知：+5價Ⅴ具有氧化性，+3價V具有還原性，易被氧氣氧化。 回答下列問題： (1)實驗室用Na2SO3固體和H2SO4(濃)制取SO2，可選用的發(fā)生裝置是___________(填A或B)，若利用下述裝置制取并收集干燥的SO2，連接順序為a→___________→___________→___________→___________→f。 (2)步驟①實驗裝置如下： ①圖中利用水浴處理的優(yōu)點是___________，裝置C中長頸漏斗的作用是___________。 ②通入二氧化硫前和實驗結束后都要通入N2，目的是___________。 ③寫出儀器D中反應的離子方程式___________。 (3)步驟②中洗滌操作后，證明已經(jīng)洗凈的操作是___________，本實驗中的產(chǎn)率為___________。 【答案】B d e c b 便于控制溫度、受熱均勻 維持氣壓，防止裝置堵塞 通入二氧化硫前通入氮氣目的是趕盡裝置內的空氣，實驗結束后通入氮氣是為了趕走裝置內的二氧化硫，防止污染 2SO2＋V2O5＋2H＋=2SO42－＋2V3＋＋H2O 取最后一次洗滌液，向其中滴加稀鹽酸和氯化鋇溶液，若沒有白色沉淀生，則已經(jīng)洗凈 80.00% 【解析】 【分析】 (1)制取二氧化硫，為典型的固液不加熱裝置，選擇B；按制取、干燥、收集、處理尾氣的順序連接裝置； (2)①圖中利用水浴處理的優(yōu)點是：便于控制溫度、受熱均勻；裝置C中長頸漏斗的作用是：維持氣壓，防止裝置堵塞。 ②通入二氧化硫前通入氮氣目的是趕盡裝置內的空氣，實驗結束后通入氮氣是為了趕走裝置內的二氧化硫，防止污染。 (4)在G中濃硫酸與Na2SO3發(fā)生復分解反應產(chǎn)生SO2氣體，將SO2氣體通入到收集器的三氯化鐵溶液中，發(fā)生反應：2FeCl3+SO2+2H2O=2FeCl2+H2SO4+2HCl，離子方程式是：2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++ SO42-+4H+；由于BaSO4既不溶于水也不溶于酸，所以向反應后的酸性溶液中加入BaCl2溶液，若出現(xiàn)了白色沉淀，就說明產(chǎn)生了BaSO4沉淀，證明溶液中含有SO42-離子； 取少量二氧化硫與三氯化鐵反應后的溶液，用一束光照射液體，有一條光亮的通路，說明有膠體產(chǎn)生，這是由于FeCl3是強酸弱堿鹽，在溶液中Fe3+發(fā)生水解反應：Fe3++3H2OFe(OH)3(膠體)+3H+，產(chǎn)生了Fe(OH)3膠體，使光線發(fā)生散射作用； 【點睛】 本題考查物質制備的知識。涉及氯氣的制取、凈化、性質及溶液的配制、膠體性質、離子檢驗等。掌握元素及化合物的知識和膠體的性質是本題解答的關鍵。