元素及化合物1.docx

1、元素及化合物1元素及化合物许建雄 张新民元素化合物知识虽然内容繁多，但其中有许多内容和化学基本理论紧密联系在一起，复习时可以用化学理论去统帅和掌握元素化合物知识，而不需死记硬背。根据物质结构和元素周期表，可以一地判断某主族元素及其化合物的通性，同主族元素或同周期元素的性质的递变规律；根据强弱电解质理论，可以推测知一种盐的水溶液是中性、酸性还是碱性；根据离子反应发生的条件和金属活动顺序表或非金属活泼性顺序，可以推测一反应是否发生；根据化学平衡和沙特列原理，可以知道如何促进或抑制某一反应的进行因此，在复习元素化合物知识时，对那些可以从化学理论上加以概括的内容，不仅要知其然，还要知其所以然。一、非金

2、属非金属元素包括碳族氮、氧、卤等，在复习过程中首先根据气态氢化物、单质、氧化物对应水化物，相应含氧的盐，从物质结构，化学平衡、氧化 电解质溶液以等几方面进行归纳和总结。1、碳族高考只考碳族元素的试题不多，而是与其他族的元素揉合在一起来考查：（1）金刚石与晶体硅、CO2与SiO2的结构和性质的比较；由SiO2晶体结构推测二聚硅酸根离子及C60分子的结构把物质结构变成热点命题。（2）CO是还原性，CO2在化学实验、化学计算（混合气体）占有重要的位置，也是化学与生物学的相互联系的重要物质。（3）Na2CO3、NaHCO3、Ca(HCO3)2在离子共存、离子反应中，物质鉴别中经常出现。运用碳族知识解决

3、有关实际问题是今后命题的趋向。能够对无机非金属材料有大致印象，并认识到化学在现代社会、现代科技中的重要作用，掌握新型无机非金属材料的区别及其特点，将是高考命题的又一热点。2、氮族运用“元素周期律”的规律演绎出氮族元素的相似性和递变性及其原因。它涉及物质多，反应复杂，大多为氧化还原反应和离子反应，氮和磷及其化合物知识是高考命题的重点，并以这些知识为载体联系化学基本概念、基本理论等知识对考生进行综合能力的考查。（1）NH3分子结构、水溶性（喷泉实验）及铵根离子鉴定是高考命题热点之一，尤其是NH3作为唯一显碱性的气态氧化物和NH3H2O唯一溶于水的弱碱从命题趋势上看，常用类比法来间接考查NH3的结构

4、，推断题中NH3往往是一重大突破口，NH3的还原性在高考中也屡次出现，氧化产物表现价态常为+2或0，氨水的密度和浓度关系判断常与H2SO4相比较，NH4+是与生物学科的结合点,值得注意.(2)HNO3的氧化性及其还原产物是氧化还原反应关注的热点,尤其HNO3与Fe粉的作用，变化更多；NH3、NO、NO2、HNO3之间的互相转化；工业上用NH3制硝酸，可从原料的利用率、能量的利用率及环保等多方面考查；硝酸盐与生物学科联系，是学科之间的结合点。3、氧族近年来，涉及氧族元素的试题，常把它和卤素元素、氮族元素联系在一起归纳到元素周期中完成对某些物质性质推断，或比较几种相关物质的性质，题型有选择题、计算

5、题、填空题，以实验题、推断题出现几率较高。（1）以硫及其化合物的转变、性质、制取等知识为载体进行综合性考查：一是单纯测试SO2等化合物的选择题，难度不大；二是由SO2特性，结合其他物质及氧化还原反应理论，考查能力的推断题和讨论计算题难度较大；（2）浓硫酸的特性和硫酸盐、亚硫酸盐性质是高考的热点知识，常与其他各族元素以及氧化还原反应等理论密切联系在一起，考查判断、归纳等思维能力，除保留选择题、填空题外，推断题是命题的方向。（3）以化工生产、生活和社会生活中的各类有关问题为背景，考查硫、氮、碳的氧化物对大气的污染及其处理，同时，综合利用有限的资源。近几年来，以环境保护问题考查迁移能力也是个新的亮点

6、。4、卤素（1）氯气及氯的几种重要化合物的性质、用途等是历年高考重点考查的知识，尤以NaClO氧化性及ClO的水解颇受关注；（2）与其他元素（如Fe、S等）或通过电解食盐水溶液组成框图题，考查推理能力；（3）以Cl2为氧化剂或以盐酸为强酸设计计算题。（4）以Cl2的性质及其实验室制取装置为基础，综合考查卤素单质的制备、收集、性质、尾气处理等问题。（5）以卤素及其重要化合物结合其他元素及其化合物知识为载体，考查应用基本概念和基本理论的综合能力；（6）联系生活、生产实际，以新颖的信息题、推断题，考查迁移应用能力；（7）卤素及其化合物可参与有机反应，如生成卤化烃、酰卤等，考查学科内综合能力。二、金属

7、金属元素包括碱金属，该 铁等知识复习时应从单质氧化物对应水化物及盐为知识主线，从物质结构、化学平衡、氧化还原、电解质溶液和冶炼等方面进行归纳和总结。1、碱金属（1）钠的重要性质及保存与用途，尢以钠与水、钠与盐溶液作用的反应原理及现象分析有关反应的离子方程式的正误判断，既要注意以钠的性质这一核心内容为载体，又要注意钠能与氢、氮等元素形成离子化合物（NaOH、Na3N）的主要性质（如水解），这是推断题、简答题、计算题、无机化学信息题、框图题的命题方向。（2）Na2O、Na2O2分别与CO2、H2O的有关反应，会从电子转移的角度来加以解释，并注意、反应前后的气体体积差和固体质量在计算中的应用。（3）

8、NaOH的性质，特别是它在某些特殊氧化还原反应（如歧化反应）中的强碱性介质的作用。（4）Na2CO3、NaHCO3的稳定性，水溶性比较及相互转化、鉴别和与强酸溶液的反应原理。Na2CO3、NaOH、Na2O2的性质在日常生活和工农业生产中的作用颇受青睐。（5）碱金属元素性质的递变规律。（6）用焰色反应检验金属钠和钾以及它们的离子的实验操作技能；钠、钾活泼性大小的比较实验；两种氢化物、两类碳酸盐的性质及鉴别实验。命题的走向是：掌握讨论方法解题，如（a）讨论反应发生的程度；（b）讨论反应物是否过量；（c）讨论反应物或生成物的组成范围；（d）讨论不定方程的解。混合物计算常用解题技巧有：端值法、平均值

9、法、列举法等。2、几种重要金属（1）镁、铝化合物的考题，在高考卷中重现率极高。尤其是Al3+或AlO2与其他离子在溶液中的共存问题连年出现，成为名副其实的热点，近年来镁、铝及其化合物的有关知识点与工业生产相结合的应用性试题也不断出现，涉及上述考点的试题一般有选择、填空、框图推断和综合型计算题，对此应予以重视。（2）铁是中学教材中唯一的一种变价金属元素，并在生产上有着极其重要用途；以铁为载体，结合基本概念、理论和其他元素，在化学实验和化学计算题中都有非常精彩的试题，是高考命题的热点。（3）铁的三种价态之间的相互转化的氧化还原反应，历来是高考的热点。（4）了解金属冶炼的一般原理、铁的合金及钢铁腐蚀

10、与防护，利用化学原理分析解释炼铁炼钢中的一些实际问题及环保问题已成为高考命题的热点。例1鉴别CO2和SO2的下列方法中正确的是（ ） A、将气体通入到澄清石灰水中B、将气体通入到氢氧化钠溶液中C、将气体通入到品红试液中D、将气体通入到酸性高锰酸钾溶液中解析：由于CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O，CaCO3+H2O+CO2=Ca(HCO3)2 SO2+Ca(OH)2=CaSO3+H2O，CaSO3+H2O+SO2=Ca(HSO3)2Ca(HCO3)2和Ca(HSO3)2都是易溶的物质，当CO2和SO2；通入到澄清石灰水中都有先沉淀，沉淀最终溶解的现象，故无法鉴别CO2和SO2；B项，C

11、O2和SO2通入到NaOH(aq)中无明显示现象，故无法鉴别；C项SO2具有漂白性而CO2不具有（SO2的漂白性中学阶段只限于漂白品红）；D项，SO2具有还原性而CO2不具备。参考答案：CD点译：本题以CO2和SO2气体的鉴别为切入点，考查学生对CO2、SO2性质的共同点和不同点的把握情况例2右图是石英晶体平面示意图，它实际上是立体的网状结构，其中硅和氧的原子数之比为 。原硅酸根离子的结构可表示为 二聚硅酸根离子只有硅氧键，它的结构可表示为 。解析：通过示意图可以看出，一个Si原子周围有四个氧原子，一个氧原子周围有两个硅原子，故晶体中Si、O原子个数比应为12。根据题给信息中原硅酸根离子的结构

12、图，可推导出原硅酸分子的结构应为 ，那么二聚硅酸可视为两个原硅酸分子间脱去一个水分子而成：二聚硅酸再脱去6个H+，可形成带6个负电荷的二聚硅酸根离子，其结构平面图为 点评：碳族元素中的金刚石、石墨、晶体硅、石英等是原子晶体，学习本节知识时应对常见的几种晶体的结构、性质有一个较全面的了解。例3上世纪80年代后期人们逐渐认识到，NO在人体内起着多方面的重要生理作用。下列关于NO的说法不正确的是（ ） A、NO分子中有极性共价键 B、NO是造成光化学烟雾的因素之一 C、NO是汽车尾气的有害成分之一 D、NO分子所含电子总数为偶数解析：NO是由非金属元素氮和氧通过极性共价键而形成的极性分子，NO是造成

13、光化学烟雾的因素之一，它主要来源于煤和石油产品的燃烧、汽车尾气及HNO3工厂废气等。1个NO分子所含电子的总数为7+8=15，故D选项不正确。点译：本题从环境保护和原子结构两个方面考察学生对NO的性质和结构的掌握情况。例4下图中，A是一种无色液体，G是极易溶于水的碱性气体，Y是胃酸的主要成分，K是不溶于稀硝酸的白色沉淀，反应是工业制X的主要反应之一。请按要求填空：（1）写出下列物质的化学式：A： ，E： ，F： ，Y： 。（2）反应的化学方程式为 。（3）1molB通过反应得到1molF，B中F的质量分数为72%，则B的化学式为 。解析：（1）由G为极易容于水的碱性气体则G为NH3；又D+EN

14、H3；A（无色液体）D+C，则D为H2（因电解液体时不可能得到N2），E为氮气；又C+NH3A+J则C为O2，A为H2O，J为NO；因为Y为胃酸的主要成分，则Y为HCl，又 HClX+K（不溶于稀HNO3的白色沉淀），则K为AgCl，X为酸且物质I中含Ag 又由反应：4NH3+5O2 4NO+6H2O是制备X的主要反应之一，所以X为HNO3而H2O+HNO+HNO3，则H为NO2，又F+HNO3H2O+NO2+I（含Ag+）所以I为AgNO3，F为Ag。（3）因BN2+Ag，故B中只含N和Ag两种元素，根据题意设B的化学式的AgNn,，则有=，n=3，B的化学式为AgN3。答案：（1）H2O

15、N2 Ag HCl(2)4NH3+5O2 4NO+6H2O(3)AgN3点译：NH3是中学化学中唯一溶于水显碱性的气体，胃酸的主要成分是盐酸，在今后的推断中要注意隐含条件的使用。例5强热硫酸亚铁固体可发生如下反应：2FeSO4 Fe2O3+SO2+SO3，若将此反应生成的气体通入BaCl2溶液中，则（ ）解析：SO2、SO3的混合气体溶于水，发生反应SO3+H2O=H2SO4，同时放出大量的热，使SO2的溶解度减小而逸同SO2气体，又由H2SO4+BaCl2=BaSO4+2HCl知析出的沉淀为BaSO4，在酸性溶液中不可能产生BaSO3沉淀。所以本题的答案为B、D。答案：BD点译：硫酸在我国古

16、代称为绿矾油。例6下列化学反应和事实，说明利用了硫酸的什么性质，填在各小题的横线上。（1）浓硫酸可作气体干燥剂 ；（2）CuSO45H2O=CuSO4+5H2O ；（3）2NaCl+H2SO4(浓)=Na2SO4+2HCl ；（4）FeS+ =FeSO4+H2S ；（5）Zn+H2SO4(稀)=ZnSO4+H2 ；（6）Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2 ；（7）Cu+2H2SO4(浓)=CuSO4+SO2+2H2O ；（8）S+2H2SO4(浓)=3SO2+2H2O ；解析：硫酸是高沸点酸，具有强酸性，利用该性质可制取很多气体。浓硫酸具有强吸水性、强脱水性和强氧化性，在不同反应中

17、可分别体现出来。浓硫酸的吸水性表现为吸收游离态的水和结晶水，脱水性则表现为浓H2SO4使H、O按21的原子个数比从有机物中脱出来生成水。硫酸电离出的H+和中+6价的硫均有氧化性，但浓硫酸的氧化性指的是+6价硫表现出的性质。参考答案：（1）吸水性（2）吸水性（3）难挥发性（4）强酸性（5）酸性（6）强酸性和难挥发性（7）酸性和强氧化性（8）强氧化性点译：本题主要考查硫酸的性质及用途，以及学生对反应中硫酸所起作用的正确判断能力。能力层次：理解。例7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。通往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：

18、（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：上述方案是否合理？ 。请简要说明两点理由： ； 。解析：若Na2O2与SO2发生反应：2Na2O2+2SO2=2Na2SO3+O2，则其生成物Na2SO3可与酸（盐酸或H2SO4）作用产生能使品红溶液褪色的气体，则白色固体中含Na2SO3。（3）由于稀HNO3具有强氧化性可

19、将BaSO3氧化成为BaSO4，或反应后的固体仍有残留强氧化剂Na2O2时，溶于水后，它能将氧化成为，故所给方案不合理。答案：（1）：2Na2O2+2SO2=2Na2SO3+O2（2）取白色固体，加稀硫酸，产生能使品红溶液褪色的气体（3）不合理稀硝酸能将亚硫酸钡氧化为硫酸钡如果反应后的固体中还残留Na2O2，溶于水后能将亚硫酸根氧化成硫酸根点译：Na2O2有氧化性，SO2有还原性，本题是对Na2O2、SO2性质和实验操作的综合考察。例8溴化碘（IBr）的化学性质与卤素单质相似，能与大多数金属反应生成卤化物，和某些非金属反应生成相应的卤化物，与水反应的化学方程式是IBr+H2O=HBr+HIO，

20、下列关于IBr的叙述错误的是（ ） A、固体IBr是分子晶体 B、在很多反就应中IBr是氧化剂 C、和NaOH反应生成NaBr和NaIO D、和水反应IBr既是氧化剂又是还原剂解析：此题为信息给予题，关键抓住IBr的化学性质与卤素单质相似性以及IBr与水的反应来分析解答。因卤素单质在很多反应中作氧化剂。而IBr能跟大多数金属反应，也和某些非金属反应，故IBr常作氧化剂。由IBr跟水的反应生成IBr和HIO很容易判断出IBr与NaOH溶液反应应生成NaBr和NaIO。在IBr中因Br的非金属性强于碘，因而共用电子对偏向于Br原子一方，使得Br呈1价，I呈+1价。在IBr与水反应前后，Br和I的化

21、合价均不变，故IBr既不是氧化剂又不是还原剂。参考答案：D点译：本题以卤素的性质为切入点，以“拟卤素”的有关知识为载体，综合考查学生的信息迁移能力和思维的灵活性。能力层次：综合应用。例9ClO2是一种消毒杀菌效率高、二次污染小的水处理剂。实验室可通过以下反应制得ClO2：2KClO3+ +H2SO4 2ClO2+K2SO4+2CO2+2H2O下列说法正确的是（ ） A、KClO3在反应中得到电子B、ClO2是氧化产物C、H2C2O4在反应中被氧化D、1mol KClO3参加反应有2mol电了转移解析：本题以氧化还原反应为命题背景，考查考生将书本知识与题给信息相联系的灵活运用知识的能力。由所给反

22、应可知，KClO3中氯元素化合价从+5价降低为+4价，每摩尔KClO3得到1mol电子，而被还原成为ClO2，H2C2O4中碳元素化合价从+3价升高到+4价，H2C2O4作还原剂被氧化。故本题答案为A、C。点译：水的杀菌消毒是历年高考的热点，在平时的学习中应注意这方面的知识积累。例10已知与在水溶液中有如下反应：4+6HCHO（CH2）6N4+4+6H2O现在一失去标签的铵态氮肥，为了测定其含氮量，称取2.00g样品溶于水，加入足量HCHO溶液配成100mL溶液，再取出10.0mL，滴入0.100molL1NaOH溶液25.0mL时恰好完全反应。求该铵盐中氮元素的质量分数。解析：铵盐组成中不仅

23、H+OH可求出2.00g样品中： 所以n()n(R)=m1=0.0250，整理得：x=62.0m。讨论如下：（1）当m=1时，x=62.0，此时R为，合理。（2）当m=2时，x=124，没有相对分子质量为124的R2，不合理。（3）当m3时，都不合理。故该盐为NH4NO3，氮元素的质量分数为35.0%。参考答案：35.0%点译：本题从铵盐与HCO定量反应为切入点考查学生的计算能力。例11A是一种无色透明的晶体，进行如下实验取少量A晶体做焰色反应实验，透过蓝色钴玻璃观察，火焰呈紫色。取少量A晶体溶于水可以得到无色的溶液，该溶液使石蕊变红。取少量A的溶液加过量氨水，有白色沉淀B生成。过滤除去中的B

24、后，在滤液中滴加氯化钡溶液，有白色沉淀C生成，C不溶于稀硝酸。取少量B滴加氢氧化钠溶液，得无色溶液D。取少量B滴加盐酸，得无色溶液E。将47.4gA晶体在120下加热脱水，剩余物的质量为25.8g。根据上述实验现象和结果确定A、B、C、D、E，写出它们的化学式。解析：由实验A晶体的焰色反应，火焰呈紫色可知，A中含有K+；由实验可知A晶体中含有；C为；又由A+NH3H2OB白色沉淀，B+NaOHD无色溶液，B+HClE无色溶液可知：A中含有Al3+，B为Al(OH)3，D为，E为AlCl3，所以A应为由K+，Al3+和组成的物质，由于K2SO4、皆不分解，故其分子中必含H2O。，所以A的化学式为

25、：KAl(SO4)212H2O。答案：A：KAl(SO4)212H2O B：Al(OH)3 C：BaSO4 D：NaAlO2点译：本题离子检验推导和化学计算综合命题有一定的难度。是对平时所学知识的一次综合考察。例12某种含有少量氧化钠的过氧化钠的过氧化钠试样（已知试样质量为1.560g，锥形瓶和水的质量为190.720g），利用下图装置测定混合物中Na2O2的质量分数，每隔相同时间读得电子天平的数据如表：读数次数质量（g）锥形瓶+水+试样第1次192214第2次192164第3次192028第4次192010第5次192010（1）写出Na2O2和H2O反应的化学方程式 。（2）计算过氧化钠质

26、量分数时，必需的数据是 ，不必作第6次读数的原因是 。（3）测定上述样品（1.560g）中Na2O2质量分数的另一种方案，其操作流程如下：操作的名称是 需直接测定的物理量是 。测定过程中需要的仪器有电子天平、蒸发皿、酒精灯，还需要 、 （固定、夹持仪器除外）。在转移溶液时，如溶液转移不完全，则质量分数的测定结果 （填偏大、偏小或不变）。解析：（2）2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2和Na2O+H2O=2NaOH可知，只要知道试样质量、锥形瓶和水的质量，就可利用充分反应前后的质量差求得Na2O2的质量分数。由于第4次称量以后的读数皆为192.010g，说明锥型瓶内物质质量已达到恒重，故不必

27、作第6次称量。（3）由本方案的操作流程可知，操作I是溶解，在将样品溶于盐酸的过程中，所用仪器有烧杯、玻璃棒，在将所得溶液转移至蒸发皿的过程中，用到仪器除烧杯、玻璃棒外还有蒸发皿，显然操作的名称为蒸发，还需用到的仪器有烧杯和玻璃棒。设样品的质量为m，其中Na2O2和Na2O的物质的量分别为r、y，充分反应后所得NaCl的质量为m2，则78gmol1x+62gy=m1 （x+y）258.5gmol1= m2 解得，显然溶液转移不完全时，m2碱小，则的物质的量增大而m不变，则Na2O2质量分数的测定结果偏大。答案：（1）2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2（2）试样质量、锥形瓶和水的质量、第4（

28、或5）次读数（或用具体数值表示）锥形瓶内质量已达恒重（3）蒸发 NaCl 烧杯 玻璃棒 偏大点译：本题涉及Na2O2性质部分比较浅显，但实验设计很有创意，应联系物理，化学的相关知识进行综合分析解答。例13把Ba(OH)2溶液滴入明矾溶液中，使全部转化成BaSO4沉淀，此时铝元素的主要存在形式是（ ） A、Al3+ B、Al(OH)3 C、 D、Al3+和Al(OH)3解析：由明矾的化学式Kal(SO4)212H2O可知，当其中的完全转化为沉淀时，需2倍于其物质的量的Ba2+，同时加入了4倍于其物质的量的OH，由Al3+4OH=+2H2O可知，此时铝元素的存在形式为。答案：C点译：本题主要考察碱

29、过量时铝在溶液中的存在形式例14海水的综合利用可以制备金属镁，其流程如下图所示：（1）若在空气中加热MgCl26H2O，生成的是Mg(OH)Cl或MgO，写出相应反应的化学方程式 。用电解法制取金属镁时，需要无水氯化镁。在干燥的HCl气流中加热MgCl26H2O时，能得到无水MgCl2，其原因是 。（7分）（2）Mg(OH)2沉淀中混有的Ca(OH)2应怎样除去？写出实验步骤。 。（3分）（3）实验室里将粗盐制成精盐的过程中，在溶解、过滤、蒸发三个步骤的操作中都要用到玻璃棒，分别说明在三种情况下使用玻璃棒的目的。溶解时： ；过滤时： ；蒸发时： 。（6分）解析：（1）根据Cl、H、O三种元素守

30、恒可知，在空气中加热MgCl26H2O除生成Mg(OH)Cl或MgO外，还必有HCl和H2O生成。MgCl26H2O=Mg(OH)Cl+HCl+5H2O；Mg(OH)Cl=MgO+HCl或MgCl26H2O=MgO+2HCl+5H2O；由上述反应可知MgCl2在受热时易水解，故为抑制其水解，且除去在加热过程中的水蒸气，可使MgCl26H2O在干燥的HCl气流中受热。（2）由于Mg(OH)2难溶于水，Ca(OH)2微溶于水，故要除去Mg(OH)2中的Ca(OH)2，需加入试剂使其将Ca(OH)2转化为易溶于水的物质，经搅拌、过滤、洗涤便可达到目的、这种可使其转化的物质一般选用MgCl2。溶液或M

31、g(NO3)2溶液。（3）在溶解固体或稀释液体的过程中，为加速其溶解，常用玻璃棒搅拌，在过滤时，为防止液体外洒，常用玻璃棒“引流”，而在蒸发结晶的过程中，为防止局部过热或晶体飞溅常用玻璃棒搅拌而使其受热均匀。答案：（1）MgCl26H2O=Mg(OH)Cl+HCl+5H2OMgCl26H2O=MgO+2HCl+5H2O或Mg(OH)Cl=MgO+HCl在干燥的HCl气流中，抑制了MgCl2水解，且带走MgCl26H2O受热产生的水汽，故能得到无水MgCl2。（2）加入MgCl2溶液，充分搅拌，过滤，沉淀用水洗涤。（3）搅拌，加速溶解 使待滤液体沿玻璃流入漏斗，防止外洒 搅拌，防止因局部过热液滴或晶体飞溅点译：盐类的水解和粗盐提纯的基本操作是本题考察的重点。例