专题五 元素及其化合物（讲义）——高考化学二轮复习讲练测合集

这是一份专题五 元素及其化合物（讲义）——高考化学二轮复习讲练测合集，共24页。试卷主要包含了Na2O2的强氧化性与还原性，Na2CO3，从铝土矿中提取氧化铝的方法，氢氟酸不能用玻璃瓶盛放的原因等内容，欢迎下载使用。

考法1 碱金属元素及其化合物
钠是“极其活泼”金属的代表，学习钠的性质可类比知道第ⅠA族、第ⅡA族活泼金属的一般性质。
重点考查物质：
1、Na2O2的强氧化性与还原性
强氧化性的表现
（1）与SO2反应：Na2O2+SO2=Na2SO4
（2）与氢硫酸反应：Na2O2+H2S=2NaOH+S，溶液变浑浊
（3）与酚酞溶液：溶液先变红后褪色，同时产生无色气泡
2、Na2CO3、NaHCO3的鉴别
3、Na2CO3、NaHCO3的除杂
碱金属元素的相似性、递变性、特殊性
（1）相似性和递变性
特殊性
①试剂瓶中的药品取出后，一般不能放回原瓶，但金属Na、K等需立即放回原瓶。
②Li与O2反应与钠不同，只生成Li2O，不生成Li2O2。
真题赏析：【2024·北京卷】关于和的下列说法中，不正确的是( )
A.两种物质的溶液中，所含微粒的种类相同
B.可用溶液使转化为
C.利用二者热稳定性差异，可从它们的固体混合物中除去
D.室温下，二者饱和溶液的差约为4，主要是由于它们的溶解度差异
答案：D
解析：和的溶液中均存在H2O、H2CO3、H+、OH-、Na+、CO32-、HCO3-，A正确；加入溶液会发生反应，B正确；受热易分解，转化为，而热稳定性较强，C正确；室温下和饱和溶液相差较大的主要原因是的水解程度远大于，D错误。
考法2 镁、铝及其化合物的性质与应用
铝是“氢前”且其氧化物、氢氧化物均具有两性的金属代表，它是典型的轻金属。学习铝的性质可类比知道铍、锌等元素的一般性质。
重点考查物质：
1、镁、铝及其氧化物
注意：
（1）镁、铝都是较活泼的金属，也都具有抗腐蚀的性能，原因是其在常温下能与氧气反应生成一层致密的氧化物薄膜而防止内部金属继续被氧化。
（2）铝与氧化镁不发生铝热反应；Mg能与二氧化碳反应，因此Mg着火不能用CO2灭火。
2、氢氧化镁与氢氧化铝
（1）氢氧化镁可作阻燃剂，镁盐的制造；氢氧化镁受热不稳定，
。
（2）氢氧化铝可治疗胃酸过多，Al(OH)3胶体可用于净水。
氢氧化铝的三种制备方法
①可溶性铝盐溶液与过量氨水反应
②可溶性偏铝酸盐溶液与过量CO2反应
③相互促进水解法：。
3、海水提镁的流程
4、从铝土矿中提取氧化铝的方法
（1）酸溶法
（2）碱溶法
真题赏析：【2023·湖南卷】取一定体积的两种试剂进行反应，改变两种试剂的滴加顺序（试剂浓度均为），反应现象没有明显差别的是( )
答案：D
解析：
考法3 铁、铜及其化合物的性质与应用
铁是“氢前”且是“变价”金属的代表，它是典型的黑色金属，也是工农业生产中用途最广的金属。
重点考查物质：
1、Fe(OH)2的制备方法
方法一：有机覆盖层法——将吸有NaOH溶液的胶头滴管插到亚铁盐溶液液面以下，并在液面上覆盖一层苯或煤油（不能用CCl4）,以防空气与生成的Fe(OH)2接触发生反应。
方法二：还原性气体保护法——用氢气将装置内的空气排尽后，再将亚铁盐与NaOH溶液混合，这样可长时间观察到白色沉淀。
方法三：电解法——用铁作阳极，电解NaCl（或NaOH）溶液，并在液面上覆盖苯或煤油。
2、Fe2+、Fe3+的检验
铜是“氢后”且是“变价”金属的代表，它是典型的有色金属，也是典型的重金属。
重点考查物质：
1、铜在潮湿的空气中生锈
铜锈俗称铜绿，主要成分为碱式碳酸铜：2Cu＋O2＋H2O＋CO2=Cu2(OH)2CO3。用于制油漆颜料、烟火、杀虫剂、其他铜盐和固体荧光粉激活剂等，也用于种子处理及作杀菌剂等。也用作颜料。
2、铜与酸反应
(1)将Cu和浓H2SO4混合加热：Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O。
(2)Cu和稀HNO3反应：3Cu＋8H＋＋2NO3-==3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。
真题赏析：【2023·湖南卷】处理某铜冶金污水（含）的部分流程如下：
已知：①溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的如下表所示：
②。
下列说法错误的是( )
A.“沉渣Ⅰ”中含有和
B.溶液呈碱性，其主要原因是
C.“沉淀池Ⅱ”中，当和完全沉淀时，溶液中
D.“出水”经阴离子交换树脂软化处理后，可用作工业冷却循环用水
答案：D
解析：根据分析可知氢氧化铁当pH=1.9时开始沉淀，氢氧化铝当pH=3.5时开始沉淀，当pH=4时，则会生成氢氧化铝和氢氧化铁，即“沉渣I”中含有和，A正确；硫化钠溶液中的硫离子可以水解，产生氢氧根离子，使溶液显碱性，其第一步水解的方程式为：，B正确；当铜离子和锌离子完全沉淀时，则硫化铜和硫化锌都达到了沉淀溶解平衡，则，C正确；污水经过处理后其中含有较多的钙离子以及没有除净的铝离子，故“出水”应该经过阳离子交换树脂软化处理，达到工业冷却循环用水的标准后，才能使用，D错误。
考法4 碳、硅及其化合物的性质与应用
硅元素的非金属性不强，但其具有“亲氧”特性，使硅元素在自然界中没有游离态，只有化合态，其主要以二氧化硅和硅酸盐的形式存在。
重点考查物质：
1、硅及其化合物
(1)硅单质：硅元素主要以硅酸盐、二氧化硅等化合物形式存在于地壳中。晶体硅用作半导体材料、硅芯片和硅太阳能电池。
(2)二氧化硅：常用于制作光导纤维、光学仪器、电子部件等。
(3)硅酸盐的表示方法：通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式来表示，如Na2SiO3可表示为Na2O·SiO2。
2、“水滴石穿”的反应原理：CaCO3＋CO2＋H2O==Ca2＋＋2HCO3-
3、“钟乳石”的形成过程：CaCO3＋CO2＋H2O==Ca(HCO3)2
Ca(HCO3)2 CaCO3↓＋CO2↑＋H2O
4、侯氏制碱法的原理：CO2＋NH3＋NaCl＋H2O==NaHCO3↓＋NH4Cl
5、氢氟酸不能用玻璃瓶盛放的原因：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O
真题赏析：【2023·湖北卷】工业制备高纯硅的主要过程如下：
石英砂粗硅高纯硅
下列说法错误的是( )
A.制备粗硅的反应方程式为
B.1 ml Si含Si—Si键的数目约为
C.原料气HCl和应充分去除水和氧气
D.生成的反应为熵减过程
答案：B
解析：石英砂（SiO2）和焦炭在高温下反应生成Si和CO，A正确；Si晶体中每个Si原子与4个Si原子成键，平均1个Si原子形成2个Si—Si键，故1 ml Si所含Si—Si键的数目为，B错误；SiHCl3易水解，氢气中混有氧气可能会发生爆炸，故原料气HCl和应充分去除水和氧气，C正确；为气体分子数减小的反应，为熵减反应，D正确。
考法5 氯、溴、碘及其化合物的性质与应用
“氯”是典型的活泼非金属元素，在自然界中以化合态形式存在。
重点考查物质：
1、氯气的实验室制法
2、卤素单质的递变性
3、卤素单质的特殊性
氟：无正价，非金属性最强；与氢气反应在暗处即爆炸；氢氟酸是弱酸，能腐蚀玻璃，应保存在塑料瓶中。
溴：是红棕色液体，易挥发；盛溴的试剂瓶中加水，进行水封。
碘：淀粉遇碘变蓝色；碘加热时易升华。
4、卤素离子的检验方法
5、海水提取溴
氧化：Cl2+2Br- = Br2+2Cl-
富集：Br2 + SO2 + 2H2O = 2HBr + H2SO4
氧化：2HBr + Cl2 = 2HCl + Br2
真题赏析1：【2024·1浙江卷】为回收利用含的废液，某化学兴趣小组设计方案如下所示，下列说法不正确的是( )
A.步骤Ⅰ中，加入足量溶液充分反应后，上下两层均为无色
B.步骤Ⅰ中，分液时从分液漏斗下口放出溶液A
C.试剂X可用硫酸
D.粗可用升华法进一步提纯
答案：B
解析：碳酸钠溶液呈碱性，碘单质在碱性溶液中发生歧化反应生成碘离子和碘酸根离子，则在步骤Ⅰ中，加入足量溶液后紫红色碘单质完全反应，上下两层溶液均为无色，A正确；的密度大于水，故分液时应从分液漏斗上口倒出水层（溶液A），B错误；步骤Ⅱ的目的是生成粗，碘离子和碘酸根离子在酸性环境中会发生归中反应生成碘单质，故试剂X可用硫酸，C正确；碘单质受热易升华，故实验制得的粗碘可用升华法进一步提纯，D正确。
考法6 氧、硫及其化合物的性质与应用
硫是与化工生产、生活和生态环境密切相关的元素，在自然界中既可以以化合态存在，又可以以游离态存在。
重点考查物质：
1、过氧化氢
①在工业上用10%的H2O2漂白羽毛及丝织品，在医疗上用3%的H2O2作为消毒杀菌剂。
②能使湿润的淀粉-KI试纸变蓝。
2、二氧化硫：SO2不能漂白酸碱指示剂，如只能使紫色石蕊试液变红，但不能使之褪色；SO2的漂白性属于暂时性褪色，在一定条件（光照、加热）下仍能恢
复原色。
3、常考离子方程式
(1)将SO2气体通入FeCl3溶液中，溶液由棕黄色变为浅绿色，其原因是(用离子方程式表示)：SO2＋2Fe3＋＋2H2O==SO42-＋2Fe2＋＋4H＋。
(2)S2－和SO32-可以大量共存，但加入H2SO4后，则不能大量共存，其原因是(用离子方程式表示)：2S2-＋SO32-＋6H＋==3S↓＋3H2O。
(3)将SO2通入BaCl2溶液中无明显现象，若加入KNO3则有白色沉淀生成，其原因(用离子方程式表示)：3SO2＋3Ba2＋＋2NO3-＋2H2O=3BaSO4↓＋2NO↑＋4H＋。
4、硫化氢
①将H2S气体通入CuSO4溶液中：H2S＋CuSO4==CuS↓＋H2SO4。
②将SO2通入H2S溶液中：2H2S＋SO2==3S↓＋2H2O。
5、硫酸
稀硫酸：具有酸的通性
浓硫酸：
吸水性——作干燥剂；可使胆矾变白。
脱水性——将有机物中氢、氧以原子个数2:1脱去，生成水。
强氧化性——铜、碳在加热条件下与浓硫酸反应；铁、铝在常温下遇浓硫酸发生钝化。
真题赏析1：【2023·北京卷】蔗糖与浓硫酸发生作用的过程如图所示。
下列关于该过程的分析不正确的是( )
A.过程①白色固体变黑，主要体现了浓硫酸的脱水性
B.过程②固体体积膨胀，与产生的大量气体有关
C.过程中产生能使品红溶液褪色的气体，体现了浓硫酸的酸性
D.过程中蔗糖分子发生了化学键的断裂
答案：C
解析：浓硫酸具有脱水性，能将有机物中的H原子和O原子按数目比为2:1的比例脱去，向蔗糖中加入浓硫酸，白色固体变黑，体现了浓硫酸的脱水性，A正确；蔗糖脱水放出大量热，得到的黑色固体为碳单质，C可与浓硫酸发生反应，产生大量的气体，使固体体积膨胀，B正确；产生的能使品红溶液褪色的气体为，S元素化合价降低，体现浓硫酸的强氧化性，C错误；该过程中蔗糖发生了化学变化，存在化学键的断裂，D正确。
考法7 氮及其化合物的性质与应用
“氮”是与化工生产、生活和生态环境密切相关的另一重要元素，在自然界中既可以以游离态存在，又可以以化合态存在。
1、氨气的实验室制法
反应原理：
净化装置：用碱石灰干燥
收集装置：用向下排空气法收集（氨气极易溶于水，不能用排水法收集）
验满方法：①将湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸变蓝色；
②将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口，产生白烟。
2、喷泉实验
反应原理：使烧瓶内外在短时间内产生较大的压强差，利用大气压将烧瓶下面烧杯中的液体压入烧瓶内，在尖嘴导管口形成喷泉。
其他可以形成喷泉的物质
真题赏析1：【2022·江苏卷】氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是( )
A.自然固氮、人工固氮都是将转化为
B.侯氏制碱法以为原料制备和
C.工业上通过催化氧化等反应过程生产
D.多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界的“氮循环”
答案：A
解析：自然固氨、人工固氮都是将转化为含氮的化合物，不一定转化为，A错误；侯氏制碱法第一步发生反应，B正确；工业制硝酸发生反应，C正确；、铵盐、硝酸盐等含N物质通过不同途径的相互转化形成了自然界的“氮循环”，D正确。
1.下列“类比”合理的是( )
A.Na与冷水反应生成NaOH和，则Al与冷水反应生成和
B.与盐酸反应生成NaCl和，则与盐酸反应生成和
C.NaClO溶液与反应生成和HClO，则NaClO溶液与反应生成和HClO
D.NaOH溶液与少量溶液反应生成和，则氨水与少量溶液反应生成和
2.在实验室中利用废旧电池铜帽（主要成分为）制备的部分实验步骤如下，下列说法错误的是( )
A.“溶解Ⅰ”中，为加快溶解速率，可将铜帽粉碎
B.“滤液Ⅰ”中，溶质的主要成分为
C.“溶解Ⅱ”过程中，有大量的气体产生
D.“操作Ⅰ”需要用到酒精灯、玻璃棒等仪器
3.可用于生产烟花。某主要生产的化工厂利用某种钡泥[主要含有等]制取晶体，其部分工艺流程如下：
已知：和以氢氧化物形式沉淀完全时，溶液的pH分别为3.2和9.7。
（1）酸溶时不使用浓硝酸的原因是__________。
（2）酸溶后溶液的pH=1，与反应的化学方程式为_________。
（3）结合该厂实际，中和选用的X为_________（填化学式）；中和使溶液中_________（填离子符号）的浓度减小（中和引起的溶液体积变化可忽略）。
（4）从滤液中得到晶体的操作依次为_______、_______、过滤。
答案以及解析
1.答案：B
解析：铝的活泼性小于钠，Al与冷水不反应，A错误；与盐酸反应生成NaCl和与盐酸反应生成和，B正确；NaClO具有强氧化性，具有还原性，NaClO溶液与发生氧化还原反应，生成的是，C错误；氨水与少量溶液反应生成和，D错误。
2.答案：C
解析：将铜帽粉碎，可增大反应物间的接触面积，加快溶解速率，A正确；由思路分析知，“滤液Ⅰ”中溶质的主要成分为，B正确；“溶解Ⅱ”过程中，作氧化剂，发生的反应为，没有气体产生，C错误；硫酸铜溶液经“操作Ⅰ”得到，“操作Ⅰ”为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等，需要用到酒精灯、玻璃棒等仪器，D正确。
3.答案：（1）浓易挥发、易分解
（2）
（3）；
（4）蒸发浓缩；冷却结晶
解析：（1）浓不稳定，易挥发、易分解，酸溶时不宜使用浓硝酸。
（2）酸溶后溶液的pH=1，与反应生成硝酸钡、硝酸铁和水，反应的化学方程式为。
（3）结合该厂实际，中和选用的X必须能消耗过量的硝酸并使铁离子沉淀而除去，且不引入新杂质，可用；中和使溶液中的浓度减小。
（4）滤液中主要含有硝酸、硝酸钡，从滤液中得到晶体的操作依次为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。
核心素养
变化观念与平衡思想
考情预测
金属、非金属元素及其化合物是高考的重点考查内容，对钠、镁及其化合物的主要性质单独考查的题目很少,一般与其他专题内容同时考查,考查题型多是与其有关的工艺流程题或实验题。铁、铜及其化合物的性质是高考热点之一,铁盐(Fe3+)、亚铁盐(Fe2+)的性质是考查的重点。
预计在2025年高考中，仍会结合社会热点综合物质性质，以转化关系图或流程图的形式考查物质的转化，或与生产、生活、科技、医疗等联系起来考查知识的灵活应用能力。元素化合物的知识是题源，高考中无处不在，掌握好元素化合物是获取高分的关键。
固体
加热法
产生使澄清石灰水变浑浊的气体是NaHCO3
反应后固体质量减少的为NaHCO3
溶液
沉淀法
加入BaCl2或CaCl2溶液产生沉淀的是Na2CO3
气体法
逐滴加入稀盐酸立即产生气体的是NaHCO3
pH法
测等物质的量浓度稀溶液的pH，pH大的是Na2CO3
混合物（括号内为杂质）
除杂方法
Na2CO3固体（NaHCO3）
加热至恒重
NaHCO3溶液（Na2CO3）
通入足量CO2气体
Na2CO3溶液（NaHCO3）
加入适量NaOH溶液
相似性
递变性
原子结构
最外层均为1个电子
电子层逐渐增多，核电荷数逐渐增大，原子半径逐渐增大
元素性质
都具有较强的金属性，最高正价均为+1
金属性逐渐增强
单质性质
物理性质
（除Cs外）都呈银白色，密度较小，熔、沸点较低
密度逐渐增大（钾反常），熔、沸点逐渐降低
化学性质
都具有较强的还原性
还原性逐渐增强，与O2反应越来越剧烈，产物越来越复杂；均能与水反应，反应越来越剧烈
物质
氧化镁
氧化铝
物理性质
白色固体，难溶，熔点高
白色固体，难溶，熔点高
化学性质
综述
碱性氧化物
两性氧化物
与强酸
MgO+2H+=Mg2++H2O
Al2O3+6H+=2Al3++3H2O
与强碱
不反应
Al2O3+2OH-+3H2O=2[Al(OH)4]-
重要用途
制耐火、耐高温器材
制耐火、耐高温器材，炼铝和人造宝石的原料
选项
试剂①
试剂②
A
氨水
溶液
B
溶液
溶液
C
溶液
酸性溶液
D
溶液
溶液
选项
①加入②中现象
②加入①中现象
A
先产生白色沉淀，后来白色沉淀溶解
先无明显现象，后来产生白色沉淀
B
先产生白色沉淀，后来白色沉淀溶解
先无明显现象，后来产生白色沉淀
C
溶液紫色逐渐褪去，有气泡产生
紫色溶液迅速褪色，有气泡产生
D
溶液变为红色
溶液变为红色
物质
开始沉淀
1.9
4.2
6.2
3.5
完全沉淀
3.2
6.7
8.2
4.6
单质
F2 Cl2 Br2 I2
色态
浅黄色气体 黄绿色气体 红棕色气体 紫黑色固体
熔、沸点
逐渐升高
密度
逐渐增大
水溶性
逐渐减小
氧化性
逐渐减弱
还原性（X—）
逐渐增强
气体（烧瓶内气体）
吸收剂（胶头滴管中吸取的物质）
HCl
水、NaOH溶液
NH3
水
CO2、Cl2、SO2、H2S
NaOH溶液
NO2
水
NO、O2(4∶3)
水
NO2、O2(4∶1)
水