专题九无机化合物.docx
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专题九无机化合物
专题九无机化合物及其应用
（1）理解并能应用常见金属的活动顺序。
写出金属活动性顺序表：
以及由此延伸的金属离子活动性顺序表（注意不同状况下H+及Fe3+的排序）：
例题１：
（2007江苏16）某合金（仅含铜、铁）中铜和铁的物质的量之和为ymol，其中Cu的物质的量分数为a，将其全部投入50mLbmol·L－1的硝酸溶液中，加热使其充分反应（假设NO是唯一
的还原产物）。
下列说法正确的是
A．若金属有剩余，在溶液中再滴入硫酸后，金属又开始溶解
B．若金属全部溶解，则溶液中一定含有Fe3＋
C．若金属全部溶解，且产生336mL气体（标准状况），则b=0.3
D．当溶液中金属离子只有Fe3＋、Cu2＋时，则a与b的关系为：
b≥80y（1－a/3）
【类题演练】A、B、C、D、E分别是Cu、Ag、Fe、Al、Mg五种金属中的一种。
已知：
①A、C均能与稀硫酸反应放出气体；②B与D的硝酸盐反应，置换出单质D；③C、E在冷浓硫酸中发生钝化。
由此可判断A、B、C、D、E依次为
A．Fe、Cu、Al、Ag、MgB．Al、Cu、Mg、Ag、Fe
C．Mg、Cu、Al、Ag、FeD．Mg、Ag、Al、Cu、Fe
（2）了解常见金属（如Na、Al、Fe、Cu等）及其重要化合物的主要性质和重要应用。
钠的主要物理性质：
钠的主要化学性质：
钠的主要化合物及性质：
铝在空气中加热的现象和解释：
铝的金属性与非金属性的表现：
铝的化合物的两性：
“铝三角”：
铁的物理性质：
铁的化学性质（+2价）：
铁的化学性质（+3价）：
“铁三角”：
铜的物理性质：
铜的主要化合物及颜色：
铜的化合物的化学性质及相互转化：
例题２：
已知Ba（AlO2）2可溶于水。
右图表示的是向A12（SO4）3溶液中逐滴加入Ba（OH）2溶液时，生成沉淀的物质的量y与加人Ba（OH）2的物质的量x的关系。
下列有关叙述正确的是
A．a—b时沉淀的物质的量:
A1（OH）3比BaSO4多
B．c—d时溶液中离子的物质的量：
AlO2－比Ba2+多
C．a—d时沉淀的物质的量：
BaSO4可能小于A1（OH）3
D．d—e时溶液中离子的物质的量：
Ba2+可能等于OH－
【类题演练】
有镁、铝混合粉末10.2g，将它溶于500mL4mol·L－1的盐酸中，若要使沉淀质量达到最大值，则需加入2mol·L－1的氢氧化钠溶液的体积为
A．1000mLB．500mLC．100mLD．1500mL
例题３：
有两个实验小组的同学为探究过氧化钠与二氧化硫的反应，都用如下图所示的装置进行实验。
通入SO2气体，将带余烬的木条插入试管C中，木条复燃。
请回答下列问题：
（1）第1小组同学认为Na2O2与SO2反应生成了Na2SO3和O2，该反应的化学方程式是：
（2）请设计一种实验方案证明Na2O2与SO2反应生成的白色固体中含有Na2SO3。
（3）第2小组同学认为Na2O2与SO2反应除了生成Na2SO3和O2外，还有Na2SO4生成。
为检验是否有Na2SO4生成，他们设计了如下方案：
白色
沉淀
将B中反应后的固体溶解于水
BaCl2溶液
稀硝酸
仍有部分白色沉淀不溶解，证明有Na2SO4生成
上述方案是否合理?
。
请简要说明两点理由：
①；②。
【类题演练】
（1）物质X是中学化学中的常见物质，X既能与稀硫酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应。
①若X为氧化物，X的化学式是____________。
②若X为单质，X用于焊接钢轨反应的化学方程式是_________________________。
③若X与稀硫酸反应生成无色无味的气体A，与浓氢氧化钠溶液加热反应生成气体B。
等物质的量的A和B在水溶液中反应又生成X。
X与稀硫酸反应的离子方程式是；
X与足量稀氢氧化钠溶液反应的离子方程式是。
（2）在宇航器中，可以不断的将座舱内的空气通过盛有金属过氧化物（以过氧化钠为例）的容器，以除去A。
反应的化学方程式是。
科学家设计出新的航天飞船内的空气更新系统。
其中一步是A和氢气在200℃~250℃时，镍催化剂作用下，生成甲烷和另一种物质。
该反应的化学方程式是___________。
例题４：
硫酸亚铁（FeSO4·7H2O）是一种重要的食品和饲料添加剂。
实验室通过下列实验由废铁屑制备FeSO4·7H2O晶体：
①将5%Na2CO3溶液加入到盛有一定量废铁屑的烧杯中，加热数分钟，用倾析法除去Na2CO3溶液，然后将废铁屑用水洗涤2～3遍；
②向洗涤过的废铁屑加入过量的稀硫酸，控制温度50～80℃之间至铁屑耗尽；
③趁热过滤，将滤液转入到密闭容器中，静置、冷却结晶；
④待结晶完毕后，滤出晶体，用少量冰水洗涤2～3次，再用滤纸将晶体吸干；
⑤将制得的FeSO4·7H2O晶体放在一个小广口瓶中，密闭保存。
请回答下列问题：
（1）实验步骤①的目的是______________，加热的作用是____________________。
（2）实验步骤②明显不合理，理由是_______________________。
（3）实验步骤④中用少量冰水洗涤晶体，其目的是_____________；_______________。
（4）经查阅资料后发现，硫酸亚铁在不同温度下结晶可分别得到FeSO4·7H2O、FeSO4·4H2O和FeSO4·H2O。
硫酸亚铁在不同温度下的溶解度和该温度下析出晶体的组成如下表所示（仅在56.7℃、64℃温度下可同时析出两种晶体）。
温度/℃
0
10
30
50
56.7
60
64
70
80
90
溶解度/g
14.0
17.0
25.0
33.0
35.2
35.3
35.6
33.0
30.5
27.0
析出晶体
FeSO4·7H2O
FeSO4·4H2O
FeSO4·H2O
请根据表中数据作出硫酸亚铁的溶解度曲线。
⑤若从硫酸亚铁溶液中结晶出FeSO4·4H2O晶体，应控制的结晶温度（t）的范围为__________。
例题５：
（2007广东23）已知某混合金属粉末，除铝处还含有铁、铜中的一种或两种，所含金属的量都在5%以上。
请设计合理实验探究该混合物金属粉末中铁、铜元素的存在。
仅限选择的仪器和试剂：
烧杯、试管、玻璃棒、量筒、容量瓶、滴管、药匙；
1mol·L－1硫酸、2mol·L－1硝酸、2mol·L－1NaOH溶液、20%KSCN溶液。
完成以下实验探究过程：
⑴提出假设：
假设1该混合金属粉末中除铝外还含有元素；
假设2该混合金属粉末中除铝外还含有元素；
假设3该混合金属粉末中除铝外还含有Fe、Cu元素；
⑵设计实验方案：
基于假设3，设计出实验方案
⑶实验过程
根据⑵的实验方案，叙述实验操作、预期现象和结论。
编号
实验操作
预期现象和结论
①
②
③
④
练习：
１．用下面两种方法可以制得白色的Fe（OH）2沉淀。
方法一：
用不含Fe3+的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。
（1）用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入。
（2）除去蒸馏水中溶解的O2常采用的方法。
（3）生成白色Fe（OH）2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液。
这样操作的理由是。
方法二：
如图装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备。
（1）在试管Ⅰ里加入的试剂是。
（2）在试管Ⅱ里加入的试剂是。
（3）为了制得白色Fe（OH）2沉淀，在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是。
（4）这样生成的Fe（OH）2沉淀能较长时间保持白色，其理由是。
（3）了解常见非金属（如H、C、N、O、S、Si、Cl等）及其化合物的主要性质和重要应用。
写出含碳物质的主要化合价和对应的物质：
硫的物理性质硫在空气中燃烧的现象
二氧化硫的物理性质
二氧化硫的化学性质：
硫酸酸性的表现形式：
浓硫酸的特性并各举一例
硅的物理性质和应用
二氧化硅的俗称和应用
二氧化硅的化学性质
氮元素的化合价及对应的物质
硝酸酸性的表现
硝酸强氧化性的表现
什么是“钝化”并举例
氨气的物理性质
氨水的性质
氨气的化学性质
铵盐的化学性质
氨气的检验方法
实验室制备氨气的方法
例题６：
（2007广东6）下列说法正确的是
A．硅材料广泛用于光纤通讯B．工艺师利用盐酸刻蚀石英制作艺术品
C．水晶项链和餐桌上的瓷盘都是硅酸盐制品D．粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应
【类题演练1】
（2007·上海市十一所示范校·联考）下列实验能说明氮元素的非金属性较活泼的事实是
A．常温下氮气很稳定B．氨气极易溶于水且易液化
C．硝酸易挥发D．硝酸是强酸
【类题演练2】（2006广东3）下列表述正确的是
①人造刚玉熔点很高，可用作高级耐火材料，主要成分是二氧化硅
②化学家采用玛瑙研钵摩擦固体反应物进行无溶剂合成，玛瑙的主要成分是硅酸盐
③提前建成的三峡大坝使用了大量水泥，水泥是硅酸盐材料
④夏天到了，游客佩戴由添加氧化亚铜的二氧化硅玻璃制作的变色眼镜来保护眼睛
⑤太阳能电池可采用硅材料制作，其应用有利于环保、节能
A．①②③B．②④C．③④⑤D．③⑤
例题７：
卤素互化物是指不同卤素原子之间以共价键结合形成的化合物，XX’型卤素互化物与卤素单质结构相似、性质相近。
试回答下列问题：
⑴卤素互化物BrCl能发生下列反应：
H2O＋BrCl===HBrO＋HClKBr＋BrCl===KCl＋Br2
①写出KI与IBr反应的化学方程式。
②写出苯与（C6H6）与ICl发生取代反应生成一卤代物的化学方程
式____________________________。
⑵右图是部分卤素单质和XX’型卤素互化物的沸点与其相对分子质量的关系图。
它们的沸点随着相对分子质量的增大而升高，其原因是______________。
⑶试推测ICl的沸点所处的最小范围______________。
【类题演练】（2007·南通市九校·联考）A～D是含同一非金属元素的四种物质，相互之间有如下图的转化关系，其中A是单质，D是最高价氧化物的水化物，易溶于水。
那么A可能是
A．SB．Cl2
C．FeD．Si
练习：
１．2005年江苏酸雨污染有所加重，酸雨发生频率为34.1％，上升了6.2个百分点，每三场雨中就有一场多是酸雨。
某校研究性学习小组拟对本市空气中二氧化硫含量（mg·m-3）进行测定。
经查阅资料可用以下方法测定：
实验原理：
大气中的二氧化硫用甲醛溶液吸收后，生成稳定的羟甲基磺酸加成化合物，再加入氢氧化钠使加成化合物分解，释放出二氧化硫与副玫瑰苯胺、甲醛作用，生成紫红色化合物。
据其颜色深浅，用分光光度计在577nm处进行测定。
分光光度计是利用分光光度法对物质进行定量定性分析的仪器。
而分光光度法则是通过测定被测物质在特定波长时光的吸收度，对该物质进行定性和定量分析。
其工作原理可以简单的用公式表示为A=KC，其中A为吸光度，K为一定条件下的常数，C为溶液浓度。
实验步骤：
（1）采样：
①如果你是该兴趣小组成员，你对采样的地点和时间有何建议：
②用右图装置采样，通过50L空气后，将吸收液移入100ml容量瓶，用少量吸收液分两次洗涤吸收装置，合并洗涤液于容量瓶中，定容备用。
用多孔球泡而不用导管的原因是。
（2）吸光度与SO2含量标准曲线的绘制：
在6支25ml比色管中，用每毫升含25μg二氧化硫的标准液配置下表标准SO2含量系列。
二氧化硫标准系列
管号
0
1
2
3
4
5
标准液（ml）
0
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
吸收液（ml）
10.00
9.80
9.60
9.40
9.20
9.00
二氧化硫含量（μg）
0
5.00
10.00
15.00
20.00
25.00
用10mL比色皿，以水为参比，测定各管吸光度，实验结果如下。
管号
0
1
2
3
4
5
吸光度
0
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
以吸光度值为纵坐标，二氧化硫含量（μg/10mL）为横坐标，绘制标准曲线
（3）准确量取容量瓶中溶液10mL加入比色皿，测得其吸光度值为0.10，则空气中二氧化硫含量为mg·m-3。
我国环境空气质量标准中对每次空气质量测定中SO2的最高浓度限值（mg/m3）：
一级标准：
0.15二级标准：
0.50三级标准：
0.70。
则该市空气为级标准。
（4）甲、乙两组同学测定结果相差较大，乙组同学测定空气中SO2含量偏小，试分析乙组同学出现误差的可能原因：
（两个所用药品和装置均无问题）
（5）请你提出江苏防治酸雨的两条主要措施：
（4）了解常见不同类型化合物之间转化的条件和方法，认识化学在海水、金属矿物等自然资源综合
利用方面的重要作用。
例题８：
（2007广东4）许多国家十分重视海水资源的综合利用。
不需要化学变化就能够从海水中获得的物质是
A．氯、溴、碘B．钠、镁、铝C．烧碱、氢气D．食盐、淡水
例题９：
（2007江苏20）右图中各物质均由常见元素（原子序数≤20）组成。
已知A、B、K为单质，且在常温下A和K为气体，B为固体。
D为常见的无色液体。
I是一种常用的化肥，在其水溶液中滴加AgNO3溶液有不溶于稀HNO3的白色沉淀产生。
J是一种实验室常用的干燥剂。
它们的相互转化关系如右图所示（图中反应条件未列出）。
请回答下列问题：
⑴I的化学式为；J的电子式为。
⑵反应①的化学方程式为。
⑶F的水溶液与氯气反应的离子方程式为。
例题１０：
（2007四川27）下图是无机物A～M在一定条件下的转化关系（部分产物及反应条件未列出）。
其中，I是由第三周期元素组成的单质中熔点最高的金属，K是一种红棕色气体。
已知：
4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2
请填写下列空白：
（1）在周期表中，组成单质G的元素位于第__________周期_________族。
（2）在反应⑦中氧化剂与还原剂的物质的量之比为___________________。
（3）在反应②、③、⑥、⑨中，既属于化合反应又属于非氧化还原反应的是_________（填写序号）。
（4）反应④的离子方程式是：
_______________________________________。
（5）将化合物D与KNO3、KOH共融，可制得一种“绿色”环保高效净水剂K2FeO4（高铁酸钾），同时还生成KNO2和H2O。
该反应的化学方程式是：
_____________________________________________________________________。
（5）了解金属材料在生产和生活中的重要应用。
认识常见无机物在生产中的应用和对生态环境的影响。
例题１１：
（2006天津理综8）引起下列环境污染的原因不正确的是
Ａ．重金属、农药和难分解有机物等会造成水体污染
Ｂ．装饰材料中的甲醛、芳香烃及氡等会造成居室污染
Ｃ．SO2、NO2或CO2都会导致酸雨的形成
Ｄ．CO2和氟氯烃等物质的大量排放会造成温室效应的加剧
例题１２：
（2007山东理综28）二氧化硫和氮的氧化物是常用的化工原料，但也是大气的主要
污染物。
综合治理其污染是环境化学当前的重要研究内容之一。
⑴硫酸生产中，SO2催化氧化生成SO3：
2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g）
某温度下，SO2的平衡转化率（α）与体系总压强（P）的关系如右图所示。
根据图示回答下列问题：
①将2.0molSO2和1.0molO2置于10L密闭容器中，反应达平衡后，体系总压强为0.10MPa。
该反应的平衡常数等于。
②平衡状态由A变到B时，平衡常数K（A）K（B）（填“＞”、“＜”或“＝”）。
⑵用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。
例如：
CH4（g）＋4NO2（g）＝4NO（g）＋CO2（g）＋2H2O（g）△H＝－574kJ·mol－1
CH4（g）＋4NO（g）＝2N2（g）＋CO2（g）＋2H2O（g）△H＝－1160kJ·mol－1
若用标准状况下4.48LCH4还原NO2至N2，整个过程中转移的电子总数为
（阿伏加德罗常数的值用NA表示），放出的热量为kJ。
⑶新型纳米材料氧缺位铁酸盐（MFe2Ox3＜x＜4，M＝Mn、Co、Zn或Ni）由铁酸盐（MFe2O4）经高温还原而得，常温下，它能使工业废气中的酸性氧化物分解除去。
转化流程如图所示：
请写出MFe2Ox分解SO2的化学方程式（不必配平）。
练习：
１．已知C、D、E、H为气体，反应①是工业生产中的重要反应，反应④⑥⑧是实验室重要的物质检验反应，这些物质有如图所示的转化关系（生成物中的水均已略出）。
试回答：
（1）写出化学式：
K：
H：
（2）反应⑦中A溶液显示的性质是（填序号：
A.氧化性；B.还原性；C酸性；D.碱性）
（3）若X是一种复盐（不考虑结晶水），X的化学式为：
。
（4）写出下列反应的离子方程式：
反应②；
反应③；
反应⑤。
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