2020届二轮复习 元素及其无机化合物 学案（全国通用）

板块三　元素及其化合物
专题十 　元素及其无机化合物
命题热点1　金属及其化合物的性质与制备
■知识储备——核心要点填充
1．金属及其化合物的相互转化关系
(1)钠及其化合物之间的转化关系

a．写出图中标号的化学方程式：
③2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2；
⑤2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O。
b．写出图中标号的离子方程式：
①2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑；
②2Na2O2＋2H2O===4Na＋＋4OH－＋O2↑；
④2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑；
⑥Na＋＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH；
⑦CO＋CO2＋H2O===2HCO。
(2)镁及其化合物之间的转化关系

写出图中标号的化学方程式：
①3Mg＋N2Mg3N2；
②2Mg＋CO22MgO＋C；
③Mg3N2＋8H2O===3Mg(OH)2＋2NH3·H2O；
④Mg＋2H2OMg(OH)2＋H2↑。
(3)铝及其化合物之间的转化关系

a．写出图中标号的化学方程式：
①2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑；
⑥2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3。
b．写出图中标号的离子方程式：
②Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O；
③Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH；
④Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O；
⑤AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO
或2AlO＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋CO。
(4)铁及其化合物之间的转化关系

a．写出图中标号的化学方程式：
①3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2；
⑤4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。
b．写出图中标号的离子方程式：
②Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O；
③Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋；
④2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。
(5)铜及其化合物之间的转化关系

写出图中标号的化学方程式：
①2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3；
②Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O；
③Cu2(OH)2CO3＋4HCl===2CuCl2＋CO2↑＋3H2O。
2．金属及其化合物的特性及应用
(1)Na2O2遇CO2或H2O可产生O2，可用于呼吸面具中供氧剂。
(2)碳酸氢钠可用于胃酸中和剂的原理是(写出离子方程式)HCO＋H＋===CO2↑＋H2O，但胃溃疡者慎用。
(3)纯碱清洗油污的原理是(写离子方程式)CO＋H2OHCO＋OH－。
(4)明矾和铁盐作净水剂的原理是在水中生成胶体，吸附悬浮物后沉降。
(5)侯氏制碱法涉及的物质有NaCl、NH3、CO2、H2O。
(6)FeCl3溶液可用于腐蚀印刷Cu电路板的化学方程式为2FeCl3＋Cu===CuCl2＋2FeCl2。
(7)CuSO4可用于杀菌消毒的原因是Cu2＋使蛋白质变性。
(8)泡沫灭火器中的两试剂是NaHCO3和Al2(SO4)3溶液，反应的化学方程式为6NaHCO3＋Al2(SO4)3===2Al(OH)3↓＋6CO2↑＋3Na2SO4。
■真题再做——感悟考法考向
1．下列关于金属及其化合物的叙述正确的是________(填序号)。
①乙醇和水都可与金属钠反应产生可燃性气体，说明乙醇分子中的氢与水分子中的氢具有相同的活性
②将金属钠在燃烧匙中点燃，迅速伸入集满CO2的集气瓶，集气瓶中产生大量白烟，瓶内有黑色颗粒产生，说明CO2具有氧化性
③向2 mL 0.1 mol·L－1的FeCl3溶液中加足量铁粉，振荡，加1滴KSCN溶液，黄色逐渐消失，加KSCN溶液颜色不变，说明还原性：Fe＞Fe2＋
④Al2(SO4)3和小苏打反应应用于泡沫灭火器灭火
⑤将MgCl2溶液加热蒸干制备无水MgCl2
⑥配制氯化铁溶液时，将氯化铁溶解在较浓的盐酸中再加水稀释
⑦将NaOH浓溶液滴加到饱和FeCl3溶液中制备Fe(OH)3胶体
⑧除去Cu粉中混有CuO的方法是加入稀硝酸溶解、过滤、洗涤、干燥
⑨因为铁比铜金属性强，所以可用FeCl3腐蚀Cu刻制印刷电路板
⑩钠在空气中燃烧可生成多种氧化物。23 g钠充分燃烧时转移电子数为NA
⑪将稀盐酸滴入碳酸钠与氢氧化钠的混合溶液中，立即产生气泡
⑫用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热，熔化后的液态铝滴落下来，说明铝的熔点较低
⑬浓硝酸滴入用砂纸打磨过的铝条中，产生红棕色气体
⑭氯化铝溶液滴入浓NaOH溶液中，产生大量白色沉淀
⑮将铜粉加入1.0 mol·L－1 Fe2(SO4)3溶液中，现象是溶液变蓝，有黑色固体出现
⑯碳酸钠可用于去除餐具的油污
⑰Al(OH)3可用于中和过多胃酸
【答案】　②③④⑥⑩⑯⑰
2．某班同学用如下实验探究Fe2＋、Fe3＋的性质。回答下列问题：
(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体，均配制成0.1 mol·L－1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量铁屑，其目的是______________________________
_________________________________________________________。
(2)甲组同学取2 mL FeCl2溶液，加入几滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液变红，说明Cl2可将Fe2＋氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为_________________________________________________________
_________________________________________________________。
【解析】　(1)Fe2＋具有很强的还原性，易被空气中的O2氧化为Fe3＋，在FeCl2溶液中加入少量铁屑，可防止Fe2＋被氧化。
(2)Fe2＋被氧化为Fe3＋，Cl2被还原为Cl－，反应的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。
【答案】　(1)防止Fe2＋被氧化　(2)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－

[误区警示]　金属及其化合物的性质及其应用的8大误区
(1)溶液中加入KSCN溶液，溶液变红色，只能说明溶液中含有Fe3＋，无法证明是否含有Fe2＋。
(2)既能与酸反应生成气体，又能与碱反应生成气体的物质不一定是Al，还有可能是(NH4)2CO3或NH4HCO3等。
(3)Fe与Cl2反应，不论Cl2是否过量，产物均为FeCl3而不是FeCl2。
(4)Na在氧气中燃烧，不论氧气是否足量，产物均为Na2O2。
(5)常温下，浓H2SO4和浓HNO3遇Fe、Al钝化，表现了浓H2SO4和浓HNO3的强氧化性，不能认为不反应。
(6)明矾、铁盐净水的原理是形成胶体吸附悬浮物沉降而不能杀菌消毒。
(7)Fe与HNO3反应最终以Fe2＋还是Fe3＋的形式存在，决定于二者的相对量。
(8)Fe3＋与Cu反应不能认为Cu比Fe活泼，因该反应不是置换反应。
■模拟尝鲜——高考类题集训
1．在给定条件下，下列物质的转化不能实现的是(　　)
A．Fe2O3FeCl3溶液无水FeCl3
B．饱和NaCl溶液NaHCO3Na2CO3
C．Al2O3NaAlO2溶液Al(OH)3
D．MgCl2溶液Mg(OH)2MgO
A　[加热会促进FeCl3水解，且水解生成的HCl易挥发，故最终得不到无水FeCl3，A项符合题意。向饱和NaCl溶液中先通入NH3，后通入CO2，发生反应：NaCl＋H2O＋CO2＋NH3===NaHCO3↓＋NH4Cl，过滤可得到NaHCO3，NaHCO3受热分解即可得到Na2CO3，B项不符合题意。Al2O3与NaOH溶液反应可生成NaAlO2溶液：Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O，向NaAlO2溶液中通入CO2可生成Al(OH)3沉淀，C项不符合题意。MgCl2溶液和石灰乳能发生复分解反应得到Mg(OH)2，Mg(OH)2煅烧分解生成MgO，D项不符合题意。]
2．向CuSO4溶液中逐滴加入碘化钾溶液至过量，观察到产生白色沉淀CuI，蓝色溶液变棕色，再向反应后的溶液中加入过量SO2，溶液变无色。则下列说法正确的是(　　)
A．通入22.4 L SO2参加反应时，有2NA个电子发生转移
B．通入SO2后溶液逐渐变成无色，体现了SO2的漂白性
C．滴加碘化钾溶液时，KI被氧化，CuI是氧化产物
D．上述实验条件下，微粒的氧化性：Cu2＋＞I2＞SO2
D　[题中没有指明温度和压强，22.4 L SO2的物质的量无法确定，故转移电子数无法确定，A项错误；通入SO2时发生反应：SO2＋I2＋2H2O===H2SO4＋2HI，SO2将I2还原为I－，体现了SO2的还原性，B项错误；滴加碘化钾溶液时，CuSO4转化为CuI，则CuSO4被还原，故KI被氧化，CuI是还原产物，C项错误；由2Cu2＋＋4I－===2CuI↓＋I2、SO2＋I2＋2H2O===H2SO4＋2HI，结合氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，可得氧化性：Cu2＋＞I2＞SO2，D项正确。]
3．下列说法正确的是(　　)
A．1 mol FeI2与足量氯水反应时转移的电子数为2NA
B．明矾用作净水剂不涉及化学变化
C．灼烧白色粉末火焰呈黄色，证明原粉末中有Na＋、无K＋
D．向饱和Na2CO3溶液中通入过量CO2，会有NaHCO3晶体析出
D　[氯水足量时能将FeI2氧化成Fe3＋和I2，故1 mol FeI2与足量氯水反应转移3 mol电子，A项错误；明矾中Al3＋水解生成Al(OH)3胶体，Al(OH)3胶体能吸附水中悬浮物而起到净水作用，涉及化学变化和物理变化，B项错误；做钾的焰色反应实验时，需透过蓝色钴玻璃观察以除去钠的焰色干扰，C项错误；溶解度：Na2CO3＞NaHCO3，向饱和Na2CO3溶液中通入过量CO2，溶液中会析出NaHCO3晶体，D项正确。]
4．谢弗勒尔盐(Cu2SO3·CuSO3·2H2O)是一种不溶于水、酸和乙醇的固体，100 ℃时发生分解。可由CuSO4·5H2O和SO2制备得到，实验装置如图所示：

A　　　 　 B　　 　 C
(1)装置A在常温下制取SO2时，用70%硫酸而不用稀硫酸或98%浓硫酸，其原因是_________________________________________________________
_________________________________________________________。
(2)装置B中发生反应的离子方程式为____________________________
_________________________________________________________。
(3)装置C的作用是______________________________________。
(4)从B中获得的固体需先用蒸馏水充分洗涤，再真空干燥。检验已洗涤干净的方法是___________________________________________________
_________________________________________________________。
(5)请补充完整由工业级氧化铜(含少量FeO)制备实验原料纯净CuSO4·5H2O的实验方案：向工业级氧化铜中边搅拌边加入稍过量的硫酸溶液，微热使其完全溶解，边搅拌边向其中滴入________溶液，加入适量纯净的________调节3.2＜pH＜4.2，静置，过滤，将滤液水浴加热蒸发浓缩至表面出现晶膜，冷却结晶，过滤，用95%酒精洗涤晶体2～3次，晾干，得到CuSO4·5H2O。[已知该溶液中氢氧化物开始沉淀至沉淀完全时的pH范围分别为：Fe(OH)2(5.8～8.8)；Cu(OH)2(4.2～6.7)；Fe(OH)3(1.1～3.2)]
【解析】　(2)装置B为Cu2SO3·CuSO3·2H2O的制备装置，由3Cu2＋得2×e－,Cu2SO3·CuSO3·2H2O、SO2失2e－,SO，根据得失电子守恒、电荷守恒及原子守恒，配平离子方程式为3Cu2＋＋3SO2＋6H2O===Cu2SO3·CuSO3·2H2O↓＋8H＋＋SO。(3)最后一个装置为SO2尾气吸收装置，由于SO2易溶于水，故装置C为安全瓶，起到防止倒吸的作用。(4)根据Cu2SO3·CuSO3·2H2O的制备反应，欲检验Cu2SO3·CuSO3·2H2O是否洗涤干净，可以通过检验最后一次洗涤液中是否含SO，实验操作为取少量最后一次的洗涤液于试管中，向其中滴加盐酸酸化的BaCl2溶液，若不产生白色沉淀，则表明已洗涤干净。(5)加入稍过量的硫酸溶液，得到CuSO4、FeSO4、H2SO4的混合溶液，从提供的氢氧化物开始沉淀至沉淀完全的pH范围可知，Fe2＋不能通过直接沉淀而除去，否则Fe2＋沉淀完全时Cu2＋也沉淀完全，因此需要加入氧化剂先将Fe2＋转化为Fe3＋，再调节3.2＜pH＜4.2，此时Fe3＋沉淀完全，Cu2＋未开始沉淀，加入H2O2溶液，不会引入新的杂质，调节pH时加入纯净的CuO或Cu(OH)2或CuCO3或Cu2(OH)2CO3。
【答案】　(1)二氧化硫在稀硫酸中的溶解度太大；浓硫酸中H＋浓度小不适宜制备二氧化硫
(2)3Cu2＋＋3SO2＋6H2O===Cu2SO3·CuSO3·2H2O↓＋8H＋＋SO
(3)作安全瓶，防止倒吸
(4)取少量最后一次的洗涤液于试管中，向其中滴加盐酸酸化的BaCl2溶液，若不产生白色沉淀，则表明已洗涤干净
(5)H2O2　CuO[或Cu(OH)2或CuCO3或Cu2(OH)2CO3]
命题热点2　非金属及其化合物的性质及制备
■知识储备——核心要点填充
1.非金属及其化合物的相互转化关系
(1)碳、硅及其化合物的转化关系

写出图中标号的化学方程式：
①SiO2＋2CSi＋2CO↑；
②SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O；
③Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑；
④Na2SiO3＋CO2＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓；
⑤SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O。
(2)氯及其化合物之间的转化关系

a．写出图中标号的化学方程式：
②Cl2＋2NaOH===NaClO＋NaCl＋H2O；
④2Ca(OH)2＋2Cl2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O；
⑦3Cl2＋6KOH(浓)KClO3＋5KCl＋3H2O；
⑧CH2===CH2＋Cl2―→CH2Cl－CH2Cl。
b．写出图中标号的离子方程式：
①Cl2＋SO2＋2H2O===2Cl－＋SO＋4H＋；
③Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO；
⑤MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O；
⑥Cl2＋SO＋H2O===2Cl－＋SO＋2H＋。
(3)硫及其化合物之间的转化关系

写出图中标号的化学方程式：
①SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O；
②Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O；
③C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O；
④2CaSO3＋O2===2CaSO4；
⑤Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋H2O。
(4)氮及其化合物之间的转化关系

写出图中标号的化学方程式：
①2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O；
②4NH3＋5O24NO＋6H2O；
③3NO2＋H2O===2HNO3＋NO；
④C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O；
⑤3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O；
⑥NH3＋HCl===NH4Cl。
2．非金属及其化合物的特性及应用
(1)硅及其化合物
①硅是半导体材料，制作硅芯片、硅光电池等。
②SiO2是一种酸性氧化物，高熔点、高硬度，可用于制备光导纤维，生产玻璃作装饰物等。
③硅胶具有多孔、表面积大、吸附性强，可应用于干燥剂和催化剂载体。
(2)氯水、次氯酸盐溶液可作漂白剂、消毒剂的实质粒子是HClO，能作杀菌消毒的物质常有Cl2、O3、ClO2、H2O2、次氯酸盐、Na2O2。
(3)通入品红溶液褪色的常见气体有Cl2、SO2、O3，若溶液加热又恢复红色的气体是SO2。
(4)Na2S2O3溶液中加稀H2SO4，现象是溶液中变浑浊，且有气泡生成，其离子方程式为S2O＋2H＋===S↓＋SO2↑＋H2O。
(5)SO2可作漂白剂，可应用于漂白纸浆、毛、丝、草帽辫等。
(6)干冰升华吸热，可用于人工降雨，氨气易液化且汽化时吸收大量热，可作制冷剂。
3．常见气体的制备原理(写化学方程式和收集方法)
(1)CO2：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O，向上排空气法。
(2)O2：2H2O22H2O＋O2↑或2KClO32KCl＋3O2↑，排水法。
(3)Cl2：MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，向上排空气法。
(4)SO2：Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋H2O或
Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O，向上排空气法。
(5)NH3：Ca(OH)2＋2NH4ClCaCl2＋2NH3↑＋2H2O，向下排空气法。
(6)NO2：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，向上排空气法。
(7)NO：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，排水法。
(8)H2：Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑，排水法。
■真题再做——感悟考法考向
1．(1)生产Na2S2O5，通常是由NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得。写出该过程的化学方程式
___________________________________________________________。
(2) SiHCl3在常温常压下为易挥发的无色透明液体，遇潮气时发烟生成(HSiO)2O等，写出该反应的化学方程式________________________。
【答案】　(1)2NaHSO3===Na2S2O5＋H2O
(2)2SiHCl3＋3H2O===(HSiO)2O＋6HCl
2．下列关于非金属及其化合物的叙述正确的是________(填序号)。
(1)甲烷与氯气在光照下反应后的混合气体能使湿润的石蕊试纸变红，说明生成的氯甲烷具有酸性
(2)加热盛有少量NH4HCO3固体的试管，并在试管口放置湿润的红色石蕊试纸，石蕊试纸变蓝，说明NH4HCO3显碱性
(3)漂白粉能漂白织物的原因是次氯酸盐具有氧化性
(4)向苦卤中通入Cl2是为了提取溴
【答案】　(3)(4)
3．实验室用H2还原WO3制备金属W的装置如图所示(Zn粒中往往含有硫等杂质，焦性没食子酸溶液用于吸收少量氧气)。下列说法正确的是(　　)

A．①、②、③中依次盛装KMnO4溶液、浓H2SO4、焦性没食子酸溶液
B．管式炉加热前，用试管在④处收集气体并点燃，通过声音判断气体纯度
C．结束反应时，先关闭活塞K，再停止加热
D．装置Q(启普发生器)也可用于二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气
B　[A项，若③中为焦性没食子酸溶液，则进入④中的气体还会有水蒸气。
B项，若在④处收集气体点燃，发出“噗”声，则证明制取的氢气较纯，可以加热管式炉。
C项，为了防止生成的W被氧化，反应结束时应先停止加热，待管式炉冷却后再关闭活塞K。
D项，二氧化锰与浓盐酸反应制取氯气需要加热，而启普发生器不能加热。]
4．氮的氧化物(NOx)是大气污染物之一，工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2。某同学在实验室中对NH3与NO2反应进行了探究。回答下列问题：
(1)氨气的制备

①氨气的发生装置可以选择上图中的____________________________，
反应的化学方程式为___________________________________________
________________________________________________________。
②欲收集一瓶干燥的氨气，选择上图中的装置，其连接顺序为：发生装置→________(按气流方向，用小写字母表示)。
(2)氨气与二氧化氮的反应
将上述收集到的NH3充入注射器X中，硬质玻璃管Y中加入少量催化剂，充入NO2(两端用夹子K1、K2夹好)。在一定温度下按图示装置进行实验。

操作步骤
实验现象
解释原因
打开K1，推动注射器活塞，使X中的气体缓慢充入Y管中
①Y管中
________
②反应的化学方程式
_______________
_______________
将注射器活塞退回原处并固定，待装置恢复到室温
Y管中有少量水珠
生成的气态水凝聚
打开K2
③______________
________________
④___________________
__________________
【解析】　(1)①图中给出了两种气体制备装置，一种是固固加热制气装置，一种是固液或液液加热制气装置。如果选择A装置制取氨气，则反应的化学方程式为2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O；如果选择B装置制取氨气，则反应的化学方程式为NH3·H2ONH3↑＋H2O。②欲收集一瓶干燥的氨气，首先要除去杂质，制备氨气的杂质只有水蒸气，由于氨气溶于水显碱性，因此要选用碱石灰作干燥剂，干燥管的进出口方向为粗进细出，因此先接d后接c；其次要收集氨气，由于氨气的密度小于空气，要从短管进气，因此先接f再接e；最后要进行尾气处理，由于氨气极易溶于水，因此可以选择水吸收尾气，还要注意防倒吸，所以接i。
(2)由题干内容“工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2”，结合实验条件可知反应为8NH3＋6NO27N2＋12H2O，NO2为红棕色气体，发生反应后变成无色气体，因此现象为红棕色气体逐渐变浅。反应后气体分子数减少，Y管中的压强小于外压，因此产生倒吸现象。
【答案】　(1)①A　2NH4Cl＋Ca(OH)22NH3↑＋CaCl2＋2H2O(或B　NH3·H2ONH3↑＋H2O)　②dcfei　(2)①红棕色气体慢慢变浅
②8NH3＋6NO27N2＋12H2O　③Z中NaOH溶液产生倒吸现象　④反应后气体分子数减少，Y管中压强小于外压
[误区警示]　(1)酸性氧化物一般能与水反应生成酸，但SiO2不溶于水；酸性氧化物一般不与酸作用，但SiO2能与HF(aq)反应。
(2)氢氟酸不能用玻璃容器盛放；NaOH溶液能用玻璃试剂瓶盛放，但不能用玻璃塞。
(3)由于电离常数Ka1(H2CO3)＞Ka(HClO)＞Ka2(H2CO3)，所以向NaClO溶液中通入CO2，不论CO2过量还是少量，均发生CO2＋H2O＋ClO－===HClO＋，但CO2(少量)＋Ca(ClO)2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO。
(4)SO2使含有酚酞的NaOH溶液褪色，表现SO2酸性氧化物的性质；使品红溶液褪色，表现SO2的漂白性；能使溴水、KMnO4酸性溶液褪色，表现SO2的还原性；SO2与H2S反应，表现SO2的氧化性；SO2与Cl2等体积混合通入溶液中，漂白性不但不增强，反而消失。
(5)实验室制备NH3，除了用Ca(OH)2与NH4Cl反应外，还可用加热浓氨水(或向浓氨水中加NaOH或CaO)制取，而检验须用浓NaOH溶液并加热，用湿润的红色石蕊试纸检验生成的气体，以确定的存在。
(6)足量MnO2与浓HCl共热，HCl不能完全反应；足量Cu与浓H2SO4反应时，H2SO4不能完全反应；足量Zn与浓H2SO4反应时生成的气体有SO2和H2；足量Cu与浓HNO3反应时，生成的气体有NO2、N2O4、NO。
(7)收集NH3时，把一团干燥的棉花放在试管口，以减少与空气对流；收集完毕，尾气处理时，可把一团用稀硫酸浸湿的棉花放在试管口，以吸收NH3。
■模拟尝鲜——高考类题集训
1．下列化学实验事实及其结论都正确的是(　　)
选项
实验事实
结论
A
将SO2通入含HClO的溶液中生成H2SO4
HClO酸性比H2SO4强
B
铝箔在酒精灯火焰上加热熔化但不滴落
铝箔表面氧化铝熔点高于铝
C
SiO2可以与NaOH溶液及HF溶液反应
SiO2属于两性氧化物
D
将SO2通入溴水中，溴水褪色
SO2具有漂白性
B　[将SO2通入含HClO的溶液中生成H2SO4，是因为HClO具有氧化性，A项错误；SiO2属于酸性氧化物，C项错误；将SO2通入溴水中，溴水褪色是因为发生反应：SO2＋Br2＋2H2O===H2SO4＋2HBr，说明SO2具有还原性，D项错误。]
2．在实验室中，用如图所示装置(尾气处理装置略去)进行下列实验，将①中液体逐滴滴入②中，则预测的现象正确的是(　　)

选项
①中的物质
②中的物质
预测②中的现象
A
氯水
石蕊溶液
溶液变成红色
B
盐酸
硝酸亚铁溶液
无明显现象
C
浓硝酸
用砂纸打磨过的铝条
产生红棕色气体
D
氢硫酸
硫酸铜溶液
有黑色沉淀产生
D　[由于氯水中含有HCl和HClO，故将氯水滴入石蕊溶液中，溶液先变红后褪色，A项错误。NO在酸性条件下具有强氧化性，能与Fe2＋发生反应：3Fe2＋＋NO＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O，溶液颜色由浅绿色变为黄色，同时有气泡产生，B项错误。常温下铝遇到浓硝酸会发生钝化，不会产生红棕色气体，C项错误。氢硫酸与硫酸铜溶液发生反应：H2S＋CuSO4===CuS↓＋H2SO4，生成黑色不溶于水的CuS沉淀，D项正确。]
3．下列物质中杂质(括号内为杂质)的检验试剂、除杂试剂和除杂方法都正确的是(　　)

物质及其杂质
检验试剂
除杂试剂
除杂方法
A
HCl(Cl2)
湿润的淀粉KI试纸
饱和食盐水
洗气
B
C2H5OH(H2O)
无水硫酸铜粉末
生石灰
蒸馏
C
CO2(SO2)
品红溶液
饱和碳酸钠溶液
洗气
D
NH4Cl(I2)
淀粉溶液
无
加热
B　[用饱和食盐水除去的是HCl，A项错误；用无水硫酸铜粉末可检验C2H5OH中的H2O，加入生石灰，CaO与H2O反应生成Ca(OH)2，再通过蒸馏即可得到C2H5OH，从而将C2H5OH中的H2O除去，B项正确；CO2可与Na2CO3溶液反应，除去CO2中的SO2，应用饱和NaHCO3溶液，C项错误；直接加热会导致NH4Cl分解，D项错误。]
4．亚硝酸钠(NaNO2)是工业盐的主要成分，在漂白、电镀等方面应用广泛。已知：室温下，2NO＋Na2O2===2NaNO2，以木炭、浓硝酸、Na2O2为主要原料制备亚硝酸钠的装置如图所示。(加热装置及部分夹持装置已略去)

A　 　B　　　　 　C　　 　D
回答下列问题：
(1)A装置中反应的化学方程式为________________________________
_________________________________________________________。
(2)B装置的作用是____________________________________________。
(3)充分反应后，C中生成的固体除NaNO2外，还可能生成________(填化学式)，为避免杂质的生成，应在B、C之间加一个装置，该装置和所盛放试剂的名称分别是________________________________________________。
(4)检查装置气密性并装入药品后，以下实验操作步骤正确的顺序为(填标号)________。
a．打开弹簧夹，向装置中通入N2
b．点燃酒精灯
c．向三颈烧瓶中滴加浓硝酸
d．熄灭酒精灯
e．关闭分液漏斗旋塞
f．停止通入N2
(5)D装置用于尾气处理，写出D中反应的离子方程式：
_____________________________________________________________。
【解析】　(1)A装置中浓硝酸与木炭发生反应，化学方程式为C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。(2)将A装置中产生的NO2通入水中，发生反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，所以B装置的作用是将NO2转化为NO。(3)B中出来的NO气体中可能会混有CO2、水蒸气，分别与Na2O2反应生成Na2CO3、NaOH，所以C中生成的固体除NaNO2外，还可能生成Na2CO3、NaOH；为避免杂质的生成，可以在B、C之间加一个干燥管(或U形管)，所盛放的试剂应该为碱石灰，用于吸收混合气体中的CO2和水蒸气。(4)为了避免装置中的空气干扰实验，需要先打开弹簧夹，向装置中通入N2以排净空气，然后向三颈烧
瓶中滴加浓硝酸，再关闭分液漏斗旋塞，点燃酒精灯进行反应，反应结束后，应该先熄灭酒精灯，最后停止通入N2，所以正确的实验操作步骤顺序为acebdf。(5)D装置中盛放的是酸性KMnO4溶液，用于尾气处理，根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒可得D装置中反应的离子方程式为5NO＋3MnO＋4H＋===5NO＋3Mn2＋＋2H2O。
【答案】　(1)C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O
(2)将NO2转化为NO
(3)Na2CO3、NaOH　干燥管(或U形管)、碱石灰
(4)acebdf
(5)5NO＋3MnO＋4H＋===5NO＋3Mn2＋＋2H2O
命题热点3　元素及其化合物的综合应用
■真题再做——感悟考法考向
1．磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池是新能源汽车的动力电池之一。采用湿法冶金工艺回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片中的金属，其流程如下：

下列叙述错误的是(　　)
A．合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用
B．从“正极片”中可回收的金属元素有Al、Fe、Li
C．“沉淀”反应的金属离子为Fe3＋
D．上述流程中可用硫酸钠代替碳酸钠
D　[废旧电池中含有的金属、电解质溶液会对水体和土壤等造成污染，处理废旧电池有利于资源再利用，同时能够降低环境污染，保护环境，A项正确；从流程图看出，正极材料涉及了铝、铁、锂等金属，B项正确；因流程中加入的有HNO3，故在含Li、P、Fe等滤液中加碱液，发生“沉淀”反应的金属离子为Fe3＋，C项正确；因为锂及其化合物的性质与镁相似，由硫酸镁易溶于水推知，硫酸锂易溶于水，由碳酸镁微溶于水推知，碳酸锂微溶于水，所以不能用硫酸钠代替碳酸钠，D项错误。]
2．水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分为CaO、SiO2，并含有一定量的铁、铝和镁等金属的氧化物。实验室测定水泥样品中钙含量的过程如图所示：

回答下列问题：
(1)在分解水泥样品过程中，以盐酸为溶剂，氯化铵为助溶剂，还需加入几滴硝酸。加入硝酸的目的是________________________，还可使用________代替硝酸。
(2)沉淀A的主要成分是________，其不溶于强酸但可与一种弱酸反应，该反应的化学方程式为____________________________________________
____________________________________________________________。
(3)加氨水过程中加热的目的是____________。沉淀B的主要成分为________、________(写化学式)。
(4)草酸钙沉淀经稀H2SO4处理后，用KMnO4标准溶液滴定，通过测定草酸的量可间接获知钙的含量，滴定反应为MnO＋H＋＋H2C2O4―→Mn2＋＋CO2↑＋H2O。实验中称取0.400 g水泥样品，滴定时消耗了0.050 0 mol·L－1的KMnO4溶液36.0 mL，则该水泥样品中钙的质量分数为________。
【解析】　(1)由题意知，水泥样品中含有铁、铝和镁等金属的氧化物，后面操作有加入氨水调节pH＝4～5，目的是除去Al元素和Fe元素，而在此pH范围内，Fe元素只有转化为Fe3＋才能完全生成沉淀，因此加入硝酸的目的是将样品中可能存在的Fe2＋氧化为Fe3＋；还可以使用双氧水等其他氧化剂代替硝酸。
(2)水泥样品中的SiO2、CaO及铁、铝、镁等金属的氧化物，只有SiO2(或反应生成的H2SiO3)不溶于盐酸，所以沉淀A的主要成分是SiO2(或H2SiO3)。SiO2(或H2SiO3)不与强酸反应，但可溶于氢氟酸中，反应的化学方程式为SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O(或H2SiO3＋4HF===SiF4↑＋3H2O)。
(3)盐类水解是吸热反应，升高温度，可防止生成胶体，同时促进溶液中的Al3＋、Fe3＋水解程度增大而生成沉淀易于除去，加热的同时还可以加快反应速率；生成的沉淀主要为Al(OH)3、Fe(OH)3。
(4)KMnO4与H2C2O4反应时，Mn由＋7价变为＋2价，每个Mn得到5个电子，即每个KMnO4得到5个电子，C由＋3价变为＋4价，每个C失去1个电子，即每个H2C2O4失去2个电子，由电子守恒可知，KMnO4与H2C2O4反应的物质的量关系式为2KMnO4～5H2C2O4。由题意知，消耗KMnO4的物质的量为0.050 0 mol/L×0.036 L＝0.001 8 mol，因此H2C2O4的物质的量为0.001 8 mol×＝0.004 5 mol。H2C2O4～CaC2O4，故CaC2O4的物质的量为0.004 5 mol，Ca的质量为0.004 5 mol×40 g/mol＝0.18 g，即水泥样品中钙的质量分数＝×100%＝45.0%。
【答案】　(1)将样品中可能存在的Fe2＋氧化为Fe3＋　H2O2
(2)SiO2(或H2SiO3)　SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O(或H2SiO3＋4HF===SiF4↑＋3H2O)
(3)防止胶体生成，易沉淀分离　Al(OH)3　Fe(OH)3　(4)45.0%
■模拟尝鲜——高考类题集训
1．某化学兴趣小组在实验室探究氨的催化氧化反应及其产物的有关性质，设计了如图所示装置进行实验(夹持及加热装置已略去)。

回答下列问题：
(1)装置A中先后发生两个反应，反应生成O2的化学方程式为______________________________________________________________。
(2)装置D的作用是________________；若取消装置D，在装置E中可观察到白烟，原因是___________________________________________________
____________________________________________________________。
(3)装置F中发生反应的离子方程式为____________________________
____________________________________________________________。
(4)装置G的作用是将NO转化成NO2。NO和NO2混合气体的组成为NOx(1＜x＜2)，要使混合气体完全被装置H中的NaOH溶液吸收(已知：NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O；2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O)，NOx中的x的取值范围是________。
【解析】　(1)装置A中NH4Cl分解生成NH3和HCl，HCl与Na2O2反应生成NaCl、O2和H2O，根据得失电子守恒、原子守恒可写出HCl与Na2O2反应的化学方程式为2Na2O2＋4HCl===4NaCl＋O2↑＋2H2O。(2)装置D中浓H2SO4具有酸性和吸水性，所以装置D的作用是除去氨气和水蒸气。氨经催化氧化后得到的混合气体中的NO和NH3，NO会被O2氧化生成NO2，若取消装置D，NO2会与水蒸气反应生成HNO3，而HNO3与NH3会反应生成NH4NO3从而产生白烟。(3)进入装置F的气体有NO、O2、NO2，在装置F中生成HNO3，稀HNO3与Cu发生反应的离子方程式为3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。(4)由已知化学方程式可知，NO不能单独被吸收，NO和NO2的混合气体要被NaOH溶液完全吸收，需满足n(NO2)/n(NO)≥1，当n(NO2)/n(NO)＝1时，x的值最小，则x的最小值为＝1.5，因为混有NO，所以x的最大值小于2，故x的取值范围为1.5≤x＜2。
【答案】　(1)2Na2O2＋4HCl===4NaCl＋2H2O＋O2↑
(2)除去NH3和H2O　NO与O2反应生成NO2，NO2与水蒸气反应生成HNO3，HNO3再与过量的NH3反应生成NH4NO3
(3)3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
(4)1.5≤x＜2
2．醋酸镍[(CH3COO)2Ni]是一种重要的化工原料。一种以含镍废料(含NiS、Al2O3、FeO、CaO、SiO2)为原料，制取醋酸镍的工艺流程图如下：

相关离子生成氢氧化物的pH和相关物质的溶解性如表：
金属离子
开始沉淀的pH
沉淀完全的pH
物质
20 ℃时溶解性(H2O)
Fe3＋
1.1
3.2
CaSO4
微溶
Fe2＋
5.8
8.8
NiF2
可溶
Al3＋
3.0
5.0
CaF2
难溶
Ni2＋
6.7
9.5
NiCO3
Ksp＝9.60×10－6
(1)调节pH步骤中，溶液pH的调节范围是_____________________。
(2)滤渣1和滤渣3主要成分的化学式分别是________、________。
(3)写出氧化步骤中加入H2O2发生反应的离子方程式__________________________。
(4)酸浸过程中，1 mol NiS失去6NA个电子，同时生成两种无色有毒气体。写出该反应的化学方程式______________________。
(5)保持其他条件不变，在不同温度下对含镍废料进行酸浸，镍浸出率随时间变化如图所示。酸浸的最佳温度与时间分别为________。

(6)沉镍过程中，若c(Ni2＋)＝2.0 mol·L－1，欲使100 mL该滤液中的Ni2＋沉淀完全[c(Ni2＋)≤10－5mol·L－1]，则需要加入Na2CO3固体的质量最少为________g。(保留小数点后1位有效数字)
【解析】　(1)调节pH的目的是沉淀Fe3＋、Al3＋，而不沉淀Ni2＋，故控制pH的范围为5.0≤pH＜6.7。(2)酸浸时含镍废料中只有SiO2不溶，而CaO与硫酸反应生成CaSO4和水，CaSO4微溶，故滤渣1为SiO2、CaSO4。根据题表中物质的溶解性，显然滤渣3为CaF2。(3)氧化步骤中加入H2O2，Fe2＋被氧化为Fe3＋，离子方程式为2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。(4)1 mol NiS失去6NA个电子，则NiS被氧化为SO2，同时生成两种无色有毒气体，则硝酸被还原为NO，根据得失电子守恒、原子守恒配平化学方程式。(5)根据题图，酸浸的温度与时间分别为70 ℃、120 min时，镍浸出率已较高，再升高温度，延长时间，镍浸出率变化不大，故酸浸的最佳温度与时间分别为70 ℃、120 min。(6)根据NiCO3的Ksp，当Ni2＋沉淀完全时，溶液中c(CO)＝≥mol·L－1＝0.96 mol·L－1，此时溶液中n(Na2CO3)≈0.96 mol·L－1×0.1 L＝0.096 mol，故需要加入Na2CO3固体的质量最少为(2.0 mol·L－1×0.1 L＋0.096 mol)×106 g·mol－1≈31.4 g。
【答案】　(1)5.0≤pH＜6.7
(2)SiO2、CaSO4　CaF2
(3)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
(4)NiS＋H2SO4＋2HNO3===NiSO4＋SO2↑＋2NO↑＋2H2O
(5)70 ℃、120 min
(6)31.4