专题09 元素及其化合物之间的转化关系及综合推断高考化学二轮核心考点总动员附解析.docx

专题09 元素及其化合物之间的转化关系及综合推断高考化学二轮核心考点总动员附解析.docx

《专题09 元素及其化合物之间的转化关系及综合推断高考化学二轮核心考点总动员附解析.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《专题09 元素及其化合物之间的转化关系及综合推断高考化学二轮核心考点总动员附解析.docx（56页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

专题09元素及其化合物之间的转化关系及综合推断高考化学二轮核心考点总动员附解析

专题09元素及其化合物之间的转化关系及综合推断

2017年高考化学二轮核心考点总动员

【母题再现】

题型介绍：

元素及化合物综合应用型试题在高考中为必考题型，在各省市及全国卷中均有出现。

在考查形式上通常以工艺流程题，物质制备、性质探究类试题，综合推断试题（少数省市，逐渐淡化），还有结合物质结构进行推断等。

元素及化合物知识，在考查中与基本概念、基本理论、实验等知识融入越来越深，这也就要求我们队元素及化合物知识不再是单纯的记和背了，而是从原理的角度进行掌握，进行整体分析，通过联系、对比、归纳等方法进行解决。

高考选题：

【2016年高考新课标Ⅲ卷】（14分）

以硅藻土为载体的五氧化二钒（V2O5）是接触法生成硫酸的催化剂。

从废钒催化剂中回收V2O5既避免污染环境又有利于资源综合利用。

废钒催化剂的主要成分为：

物质

V2O5

V2O4

K2SO4

SiO2

Fe2O3

Al2O3

质量分数/%

2.2~2.9

2.8~3.1

22~28

60~65

1~2

<1

以下是一种废钒催化剂回收工艺路线：

回答下列问题：

（1）“酸浸”时V2O5转化为VO2+，反应的离子方程式为___________，同时V2O4转成VO2+。

“废渣1”的主要成分是__________________。

（2）“氧化”中欲使3mol的VO2+变为VO2+，则需要氧化剂KClO3至少为______mol。

（3）“中和”作用之一是使钒以V4O124−形式存在于溶液中。

“废渣2”中含有_______。

（4）“离子交换”和“洗脱”可简单表示为：

4ROH+V4O124−

R4V4O12+4OH−（以ROH为强碱性阴离子交换树脂）。

为了提高洗脱效率，淋洗液应该呈_____性（填“酸”“碱”“中”）。

（5）“流出液”中阳离子最多的是________。

（6）“沉钒”得到偏钒酸铵（NH4VO3）沉淀，写出“煅烧”中发生反应的化学方程式____________。

【答案】

（1）V2O5＋2H＋=2VO2＋＋H2O；SiO2；

（2）0.5；（3）Fe（OH）3、Al（OH）3；（4）碱；（5）K＋；（6）2NH4VO3

V2O5＋H2O＋2NH3↑。

【考点定位】考查物质制备工艺流程图分析

【名师点睛】本题是工艺流程问题，涉及氧化还原反应方程式的书写、步骤的分析、氧化还原反应的计算、元素及其化合物的性质等知识，发挥理论对实践的指导作用，将其应用于实践来解决实际问题，达到学以致用的目的。

充分体现了“源于教材又不拘泥于教材”的指导思想，在一定程度上考查了学生的知识的灵活运用能力和分析问题解决问题的能力。

书写离子反应方程式，首先找出反应物和生成物，然后判断此反应是否属于氧化还原反应，最后根据原子守恒、反应前后电荷守恒配平其他；工艺流程中充分把握题目所给数据，如本题中SiO2的质量分数在60%～65%，因此滤渣1的主要成分是SiO2，因为SiO2属于酸性氧化物，不与硫酸反应；氧化还原反应实质是电子的得失或偏移，即得失电子数目守恒，氧化还原反应的计算常常采用得失电子数目守恒进行计算，即氧化剂的物质的量×变价原子个数×化合价的变化值=还原剂的物质的量×变价原子个数×化合价的变化值，本题是3×1×1=n（KClO3）×1×6，解得x=0.5mol；化学平衡原理适用于任何化学平衡，如果改变影响平衡的一个条件，化学平衡会向能够减弱这种改变的方向移动。

本题难度适中。

解题技巧：

一、元素及化合物的推断

1、无机推断题解题策略

无论推断题属于哪种形式，均遵循这样的推断思路：

迅速浏览、整体扫描、产生印象、寻找“突破口”，突破点由点到面、随时检验，注意联系、大胆假设、全面分析（正推或逆推），验证确认。

解题的关键是仔细审题，依物质的特性或特征转化来确定“突破口”，顺藤摸瓜，进而完成全部未知物的推断。

我们可以将推断题的解题方法及推理过程表示如下：

推断题

结论―→验证

2、无机推断题的分析思路及解题方法

（1）无机框图推断题的分析思路

①认真审题：

见题后先迅速浏览一遍，从题干→问题→框图，尽量在框图中把相关信息表示出来。

②找突破口---题眼

③大胆猜测

④验证确认

（2）无机推断题的解题方法

①顺推法：

顺推是根据题设条件和转化关系方框图，从最初反应物入手，利用给定反应物的结构和性质特点，顺着转化关系往后推，从而解决问题。

②逆推法：

有的推断题，最初条件意义并不明确，但某一结果有较明确的含义，求解时，从这一结果入手，采用逆推模式，逆向逐层推理，可顺利达到解决问题的目的。

③假想验证法：

假设思维模式是由题设条件和转化关系图找出题目突破口，并对有关内容建立假设，然后将假设结果代入题中验证分析，由此可使问题得以解决。

假设模式的思维途径可表示为：

3、无机推断题的突破口

此类问题在解题过程中首先通过突破口，进行推断，然后结合相应的理论进行解题。

在解题过程中常见的突破口有：

（1）特殊颜色

①焰色反应：

Na+（黄色）、K+（紫色）

②浅黄色固体：

S或Na2O2或AgBr

③使品红溶液褪色的气体：

SO2（加热后又恢复红色）、Cl2（加热后不恢复红色）

④有色溶液：

Fe2+（浅绿色）、Fe3+（黄色）、Cu2+（蓝色）、MnO4-（紫色）

有色固体：

红色（Cu、Cu2O、Fe2O3）、红褐色[Fe（OH）3]

蓝色[Cu（OH）2]　　　　　　黑色（CuO、FeO、FeS、CuS、Ag2S、PbS）

黄色（AgI、Ag3PO4）　　白色[Fe（0H）2、CaCO3、BaSO4、AgCl、BaSO3]

有色气体：

Cl2（黄绿色）、NO2与溴蒸气（红棕色）

⑤特征反应现象：

白色沉淀[Fe（OH）2]

红褐色[Fe（OH）3]

（2）特殊性质

很多物质表现出特殊的物理或化学性质，具有一些特征反应，或在反应中能产生特殊现象，

①受热分解产生2种或3种气体的反应：

铵盐：

NH4HCO3、（NH4）2CO3、NH4HSO3、（NH4）2SO3、NH4HS、（NH4）2S等

NH4HCO3

NH3↑+CO2↑+H2O

硝酸盐：

Cu（NO3）2、AgNO3

2Cu（NO3）2

2CuO+4NO2↑+O2↑

②与水反应产生气体

单质：

Na、F2等

化合物：

Na2O2、Mg3N2、Al2S3、CaC2等

　强烈双水解的物质：

Al3+与CO

（HCO

）、S2-（HS-）、AlO

等

（3）特殊转化个关系：

无机物之间有一些重要的衍变关系，在物质之间按照一定规律反应时，会形成一定的特征的转化关系。

如：

①直线型转化：

NH3、H2S、C、Na等

金属

碱性氧化物

碱

盐

非金属

酸性氧化物

酸

盐

②交叉型转化：

③三角形转化：

（4）应用数据：

物质转化时式量的变化、各元素含量、相对密度等数据都是解题的关键点，可综合物质结构、性质、相互转化关系进行推断，如CO→CO2，NO→NO2，SO2→SO3，转化时分子中都增加１个氧，式量变化均为16。

（5）把握信息：

题目给予的新信息可与旧知识形成一个新的知识体系，题干中的“常见”“过量”等字眼为推断限定了范围；而反应条件、某些物质的频繁出现等隐含信息即是解题的重要突破口。

二、化学流程题

1、解答无机化工流程题的基本步骤

（1）从题干中获取有用信息，了解生产的产品。

（2）然后整体浏览一下流程，基本辨别出预处理、反应、提纯、分离等阶段。

（3）分析流程中的每一步骤，从以下几个方面了解流程：

①反应物是什么；

②发生了什么反应；

③该反应造成了什么后果，对制造产品有什么作用；

抓住一个关键点：

一切反应或操作都是为获得产品而服务。

（4）从问题中获取信息，帮助解题。

2、解答无机化工流程图题的策略

（1）粗读题干，挖掘图示

图示中一般会呈现超出教材范围的知识，但题目中往往会有提示或者问题中不涉及，所以一定要关注题目的每一个关键字，尽量弄懂流程图，但不必将每一种物质都推出，只需问什么推什么。

如制备类无机化工题，可粗读试题，知道题目制取什么、大致流程和有什么提示等。

（2）携带问题，精读信息

这里信息包括三个方面：

一是主干，二是流程图示，三是设置问题。

读主干抓住关键字、词；读流程图，重点抓住物质流向（“进入”与“流出”）、实验操作方法等。

（3）跳跃思维，规范答题

答题时应注意前后问题往往没有“相关性”，即前一问未答出，不会影响后面答题。

3、无机化工流程题的解题思路：

无机工艺流程题考虑的问题主要有以下几方面：

一是选择将原料转化为产品的生产原理；二是除杂并分离提纯产品；三是提高产量和产率；四是减少污染，注意环保，发展“绿色化学”；五是考虑原料的来源丰富和经济成本；六是生产设备简单，生产工艺简便等。

命题者围绕以上几方面设问，我们的解题思路是：

（1）从生产目的（标）出发，读懂框图（流程）。

解答时要看框内，看框外，里外结合；边分析，边思考，易处着手；先局部，后全盘，逐步深入。

（2）分析流程中的每一步骤，从几个方面了解流程：

A.反应物是什么，B.发生了什么反应，C.该反应造成了什么后果，对制造产品有什么作用。

抓住一个关键点：

一切反应或操作都是为了获得产品。

（3）从问题中获取信息，帮助解题，了解流程后着手答题。

对反应条件的分析可从以下几个方面着手：

对反应速率有何影响、对平衡转化率有何影响、对综合生产效益有何影响（如可以从原料成本，原料来源是否广泛、是否可再生，能源成本，对设备的要求，环境保护等方面考虑）。

【特别提醒】注意答案的文字叙述规范

（1）洗涤沉淀：

往漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流下后，重复以上操作2～3次。

（2）从溶液中得到晶体：

蒸发浓缩→冷却结晶→过滤→洗涤→干燥。

（3）在写某一步骤是为了除杂时，应该注明“是为了除去某某杂质”，只写“除杂”等笼统的回答是不给分的。

（4）看清楚是写化学反应方程式还是离子方程式，注意配平。

【考点揭秘】

高频考点一：

以工艺流程题考查元素及化合物知识

【典例】【百强校·2016届泉州五中最后一卷】硫酸铅，又名石灰浆，可用于铅蓄电池、纤维增重剂、涂料分析试剂。

工业上通常用自然界分布最广的方铅矿（主要成分为PbS）生产硫酸铅。

工艺流程如下：

已知：

①Ksp（PbSO4）=1.08×10-8，Ksp（PbCl2）=1.6×l0-5。

②PbCl2（s）+2C1-（aq）

PbCl42-（aq）△H>0

③Fe3+、Pb2+以氢氧化物形式开始沉淀时的PH值分别为1.9和7。

（1）流程中加入盐酸可以控制溶液的pH<1.9，主要目的是__________________________。

反应过程中可观察到淡黄色沉淀，则①对应的离子方程式为_____________________。

（2）②所得的滤液A蒸发浓缩后再用冰水浴的目的是_____（请用平衡移动原理解释）

（3）④中对应反应的平衡常数表达式________。

（4）上述流程中可循环利用的物质有_________________。

（5）炼铅和用铅都会使水体因重金属铅的含量增大而造成严重污染。

水溶液中铅的存在形态主要有Pb2+、Pb（OH）+、Pb（OH）2、Pb（OH）3-、Pb（OH）42-。

各形态的铅浓度分数x与溶液pH变化的关系如图所示：

①探究Pb2+的性质：

向含Pb2+的溶液中逐滴滴加NaOH，溶液变浑浊，继续滴加NaOH溶液又变澄清；pH≥13时，溶液中发生的主要反应的离子方程式为_________________.。

②除去溶液中的Pb2+：

科研小组用一种新型试剂可去除水中的痕量铅和其他杂质离子，

实验结果记录如下：

I．由表可知该试剂去除Pb2+的效果最好，请结合表中有关数据说明去除Pb2+比Fe3+效果好的理由是______________。

Ⅱ．若新型试剂（DH）在脱铅过程中主要发生的反应为：

2DH（s）+Pb2+⇌D2Pb（s）+2H+，则脱铅时最合适的pH约为________。

【答案】

（1）防止Fe3+的水解形成沉淀

；

（2）用冰水浴的目的是用冰水浴使反应

逆向移动，使PbCl4-不断转化为PbCl2晶体而析出。

（3）

；（4）盐酸和氯化铁；

（5）

加入试剂Pb2+比Fe3+效果好的理由是加入试剂，二价铅离子浓度转化率为（0.1-0.004）/0.1*100%=96%，三价铁离子浓度转化率为（0.12-0.04）/0.12*100%=67%,所以去除二价铅离子比三价铁离子的效果好。

6。

考点：

化学与工艺流程，无机综合知识考查

【学科网名师揭秘】工艺流程题的关键搞清楚物质之间的转化，从框图（转化图）中看，加入了什么物质，发生什么反应，然后如何分离。

从考察情况来看，前面两步就是元素及化合物知识结合基本原理的应用，后面就是实验问题。

学科网

[来源:

学科网ZXXK]

高频考点二：

以探究元素性质考查元素及化合物知识

【典例】【百强校·2016届南昌市第二中学、临川区第一中学等4月联考】（15分）银氨溶液可用于检测CO气体，实验室研究的装置如图：

已知：

①银氨溶液的化学式为:

Ag（NH3）2OH

②反应结束后试管C底部有黑色

沉淀生成，

③分离出上层清液和底部黑色

固体备用。

（1）甲酸（HCOOH）遇浓硫酸分解生成CO和H2O，该反应体现浓硫酸的性。

（2）装置A中软管的作用是。

（3）为验证上层清液中产物的成分，进行如下实验：

a．测得上层清液pH为10。

b．向上层清液中滴加几滴Ba（OH）2溶液，发现有白色浑浊出现，同时产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体。

c．取新制的银氨溶液滴加几滴Ba（OH）2溶液，无明显现象。

①实验c的目的是。

②根据上述实验现象判断，上层清液中产物成分为（填化学式）。

（4）设计实验证明黑色固体的成分是Ag：

可供选择的试剂有：

浓硫酸、浓硝酸、NaOH溶液、NaCl溶液。

取少量上述黑色固体，用蒸馏水洗净，，说明黑色固体是Ag单质。

（补充必要的实验内容及实验现象）

（5）从银氨溶液中回收银的方法是：

向银氨溶液中加入过量盐酸，过滤，向沉淀AgCl中加入羟氨（NH2OH），充分反应后可得银，羟氨被氧化为N2。

①写出生成AgCl沉淀的离子反应。

②若该反应中消耗3.3g羟氨，理论上可得银的质量为g。

【答案】

（1）脱水性（1分）

（2）恒压，使甲酸溶液能顺利滴下（2分）

（3）①对比试验，排除银氨溶液对产物检验的干扰（2分）②（NH4）2CO3（2分）

（4）滴加浓硝酸，固体全部溶解并有少量红棕色气体产生，继续滴加NaCl溶液，能产生白色沉淀。

（3分）（5）①[Ag（NH3）2]++OH—+3H++Cl—＝AgCl↓＋2NH4++H2O（3分）②10.8（2分）

【解析】

考点：

本题主要是考查性质实验方案的设计

【学科网名师揭秘】这类探究题以元素及化合物知识为基础，源与课本，但又高于课本；是在课本知识的基础上进行了合理的迁移和应用。

在解题过程中，通过课本知识，结合基本理论进行分析，最后得出结论。

试题中通常还会出现物质的检验与鉴别，实质上考查物质的性质。

学科网

高频考点三：

以物质制备考查元素及化合物知识

【典例】【百强校•2016届银川二中等3校下学期第一次联考】碱式氯化镁（MgOHCl）常用于塑料添加剂，工业上制备方法较多，其中利用氢氧化镁热分解氯化铵制氨气并得到碱式氯化镁的工艺属于我国首创。

某科研小组同学根据该原理设计了如图实验装置来制备碱式氯化镁并探究氨的催化氧化反应，其中CuO的质量为8.0g。

请回答下列问题：

（1）装置A中发生反应生成碱式氯化镁的化学方程式为_____________________________。

（2）反应过程中持续通入N2的作用有两点：

一是使装置A中产生的氨气完全导出，二是____________。

（3）一段时间后，你认为装置F中可观察到什么现象？

________________________。

（4）用离子方程式解释装置G中溶液变成蓝色的原因：

__________________________。

（5）反应完毕，装置C中的氧化铜完全反应，由黑色变为红色，称其质量为6.8g，且生成的气体可直接排放到大气中，则红色固体是_______，该反应中电子转移的物质的量为____mol。

（6）请你设计一个实验方案，证明装置C中完全反应后的红色固体中含氧化亚铜。

已知：

①Cu2O+H+=Cu2++Cu②限选试剂：

2mol/LH2SO4溶液、12mol/LH2SO4溶液、2mol/LHNO3溶液、10mol/LHNO3溶液

实验步骤

预期现象和结论

步骤1：

取装置C中反应后的少许固体于试管中

步骤2：

___________________________________

______________________________________

【答案】

（1）Mg（OH）2+NH4Cl

MgOHCl+NH3↑+H2O（2分）；

（2）防倒吸（2分）；

（3）生成红棕色气体（2分）（4）3Cu＋8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑＋4H2O（2分）；

（5）Cu和Cu2O（2分）；0.15（2分）；

（6）步骤2：

向试管中加入2mol/LH2SO4溶液（1分）；溶液中出现蓝色，说明红色固体中含有Cu2O（1分）。

×2=0.15mol。

（6）装置C中完全反应后的红色固体中含氧化亚铜的实验方法是取装置C中反应后的少许固体于试管中，然后向其中加入2mol/LH2SO4溶液，Cu与硫酸不能发生反应，而Cu2O会与稀硫酸发生反应Cu2O+H+=Cu2++Cu，使溶液中出现蓝色，说明红色固体中含有Cu2O。

考点：

考查碱式氯化镁的制备及氨的催化氧化反应探究的知识。

【学科网名师揭秘】解答物质制备试题的一般程序是：

第一，认真阅读题干，抽取有用信息；第二，仔细观察装置图（或框图），联想熟悉的实验，观察装置图（或框图），找出每件仪器（或步骤）与熟悉的某一实验相似的地方，分析每件仪器中所装药品的作用；第三，通读问题，整合信息作出答案，把所有的问题进行综合分析，运用题给信息和化学基础知识作出正确答案。

学科网

高频考点四：

以综合推断形式考查元素及化合物知识

【典例】【百强校·2016届江西师大附中期末】物质A－G有下图所示转化关系（部分反应物、生成物没有列出）。

其中A为某金属矿的主要成分，经过一系列反应可得到B和C。

单质C可与E的浓溶液发生反应，G为砖红色沉淀。

请回答下列问题：

（1）写出下列物质的化学式：

B、G；

（2）C与硫磺在加热条件下的生成物与足量浓硝酸反应的离子方程式为：

。

（3）反应

的化学方程式是；

（4）将0.23molB和0.11mol氧气放入容积为1L的密闭容器中，发生反应

，在一定温度下，反应达到平衡，得到0.12molD，则反应的平衡常数K=。

若温度不变，再加入0.50mol氧气后重新达到平衡，D的体积分数（填“增大”、“不变”或“减小”）。

【答案】

（1）SO2；Cu2O（每空1分，共2分）

（2）Cu2S+12H++10NO3-＝2Cu2++SO42-+10NO2↑+2H2O（2分）

（3）Cu+2H2SO4（浓）

CuSO4+SO2↑+2H2O（2分）（4）23.8mol-1·L（2分）；减小（2分）

考点：

本题主要结合无机框图推断，考查常见无机物之间的相互转化关系，以及化学平衡的移动知识的综合应用。

【学科网名师揭秘】这类试题以元素及化合物转化为基础。

在解题过程中要抓住题眼（突破口），使用发散思维，从不同的多个角度去思考问题。

在高考题，这类试题的开发度越来越高。

【直击高考】

1．【2016年高考北京卷】（12分）以废旧铅酸电池中的含铅废料（Pb、PbO、PbO2、PbSO4及炭黑等）和H2SO4为原料，制备高纯PbO，实现铅的再生利用。

其工作流程如下：

（1）过程Ⅰ中，在Fe2+催化下，Pb和PbO2反应生成PbSO4的化学方程式是__________。

（2）过程Ⅰ中，Fe2+催化过程可表示为：

i：

2Fe2++PbO2+4H++SO42−＝2Fe3++PbSO4+2H2O

ii:

……

①写出ii的离子方程式：

________________。

②下列实验方案可证实上述催化过程。

将实验方案补充完整。

a.向酸化的FeSO4溶液中加入KSCN溶液，溶液几乎无色，再加入少量PbO2，溶液变红。

b.______________。

（3）PbO溶解在NaOH溶液中，存在平衡：

PbO（s）+NaOH（aq）

NaHPbO2（aq），其溶解度曲线如图所示。

①过程Ⅱ的目的是脱硫。

滤液1经处理后可在过程Ⅱ中重复使用，其目的是_____（选填序号）。

A．减少PbO的损失，提高产品的产率

B．重复利用氢氧化钠，提高原料的利用率

C．增加Na2SO4浓度，提高脱硫效率

②过滤Ⅲ的目的是提纯，综合上述溶解度曲线，简述过程Ⅲ的操作_______________________。

【答案】

（1）Pb+PbO2+2H2SO4==2PbSO4+2H2O。

（2）①2Fe3＋+Pb+SO42—==PbSO4+2Fe2＋；

②取a中红色溶液少量，加入过量Pb，充分反应后，红色褪去。

（3）①A、B；②将粗PbO溶解在一定量35%NaOH溶液中，加热至110℃，充分溶解后，趁热过滤，冷却结晶，过滤、洗涤并干燥得到PbO固体。

2．【2016年高考海南卷】（8分）KAl（SO4）2·12H2O（明矾）是一种复盐，在造纸等方面应用广泛。

实验室中，采用废易拉罐（主要成分为Al，含有少量的Fe、Mg杂质）制备明矾的过程如下图所示。

回答下列问题：

（1）为尽量少引入杂质，试剂①应选用___（填标号）。

A．HCl溶液B．H2SO4溶液C．氨水D．NaOH溶液

（2）易拉罐溶解过程中主要反应的化学方程式为________。

（3）沉淀B的化学式为________；将少量明矾溶于水，溶液呈弱酸性，其原因是__________。

（4）已知：

Kw=1.0×10-14，Al（OH）3

AlO2-+H++H2OK=2.0×10-13。

Al（OH）3溶于NaOH溶液反应的平衡常数等于_________。

【答案】（8分）

（1）d（2分）

（2）2Al+2NaOH+2H2O==2NaAlO2+3H2↑（2分）

（3）Al（OH）3Al3+水解，使溶液中H+浓度增大（每空1分，共2分）

（4）20（2分）

考点：

考查铝的性质及物质制备工艺流程的知识。

【名师点睛】工艺流程题，就是将化工生产过程中的主要生产阶段即生产流程用框图形式表示出来，并根据生产流程中有关的化学知识步步设问，形成与化工生产紧密联系的化工工艺试题。

制备类工艺流程题一般由多步连续的操作组成，每一步操作都有其具体的目标、任务。

审题的重点要放在与题设有关操作的目标、任务上，分析时要从成本角度（原料是否廉价易得）、环保角度（是否符合绿色化学的要求）、现实角度等方面考虑；解答时要看框内，看框外，里外结合；边分析，边思考，易处着手；先局部，后全盘，逐步深入。

而且还要看清问题，不能答非所问。

要求用理论回答的试题应采用“四段论法”：

本题改变了什么条件（或是什么条件）→根据什么理论→所以有什