2020届二轮复习元素及其化合物学案（全国通用）

2020届二轮复习元素及其化合物学案（全国通用）

专题五　元素及其化合物 最新考纲解读 命题热点透析 命题热点 考查方式 1.了解常见金属的活动顺序。 2.了解常见金属及其重要化合物的制备方法， 掌握其主要性质及其应用。 3.了解合金的概念及其重要应用。 4.了解常见非金属元素单质及其重要化合物 的制备方法，掌握其主要性质及其应用。 5.了解常见非金属单质及其重要化合物对环 境的影响。 6.以上各部分知识的综合应用。 1.钠及其化合物(Na2O2、 NaHCO3、Na2CO3)的性质 2.Al 及其化合物的性质 3.Fe2＋与 Fe3＋之间的转换关 系及鉴别 4.铜的冶炼及铜的化合物[铜 绿、CuO、Cu(OH2)]的性质 5.常见非金属元素及其化合 物的重要性质和用途 6.常见非金属单质及其重要 化合物对环境的影响 本专题在高考 中以选择题和 非选择题的形 式出现，通常 以无机工艺流 程为载体，考 查物质间的转 化，也可与实 验相联系，考 查物质鉴别与 性质探究 主干知识梳理 一、金属及其化合物 1．掌握常见物质的颜色 Na2O(□1 白色)、Na2O2(□2 淡黄色)、MgO(□3 白色、熔点高)、Al2O3(□4 白 色、熔点高)、Fe2O3(□5 红棕色)、FeO(□6 黑色)、Fe3O4(□7 黑色、具有磁性)、 CuO(□8 黑色)、Cu(OH)2(□9 蓝色)、Fe(OH)2(□10 白色)、Fe(OH)3(□11 红褐色)。 2．熟记四种物质的俗名 Na2CO3—□12 纯碱、□13 苏打，NaHCO3—□14 小苏打， KAl(SO4)2·12H2O—□15 明矾，CuSO4·5H2O—□16 胆矾、蓝矾。 3．知道十一种物质的重要用途 钠——制 Na2O2、冶炼 Ti 等金属、钠钾合金作原子反应堆导热剂 铁粉——袋装食品中的脱氧剂 生石灰(CaO)——袋装食品中的干燥剂 氧化铁(Fe2O3)——红色涂料、冶炼铁 氧化铝(Al2O3)——耐火材料、冶炼铝 氢氧化铝——中和胃酸 明矾(KAl(SO4)2·12H2O)——净水剂 氯化铁——印刷电路板回收铜、净水剂 小苏打(NaHCO3)——治疗胃酸过多、发酵粉、灭火剂 纯碱(Na2CO3)——去油污 高铁酸钠(Na2FeO4)——杀菌、消毒、净水 4．掌握两个数据 等量的铝与足量的 NaOH 溶液、盐酸反应，产生 H2 的量相等，消耗 NaOH、 HCl 的物质的量之比为 □17 1∶3。 5．掌握常见认识误区 (1)Na2O2 的认识误区 ①Na2O2 □18 不是碱性氧化物。 ②Na2O2 与 CO2 或 H2O 反应时，Na2O2 既是□19 氧化剂又是□20 还原剂。 ③过氧化钠中阴离子为 □21 O2－2 。 (2)铝及其重要化合物“两性”的理解 ①铝可与强酸、强碱反应，但铝不能叫两性元素。 ②Al2O3、Al(OH)3 分别属于□22 两性氧化物、□23 两性氢氧化物，但它们只 能与□24 强酸、强碱反应。 ③既能与酸反应生成气体，又能与碱反应生成气体的物质未必一定是 Al， 还可能是□25 (NH4)2CO3 或 NH4HCO3 等。 (3)Fe3＋、Fe2＋的检验误区 ①溶液中加入 KSCN 溶液，溶液变红色，只能说明溶液中含有 □26 Fe3＋，无 法证明是否含有 □27 Fe2＋。 ②当溶液中含有 Fe3＋时，若要检验是否含 Fe2＋只能利用 Fe2＋的□28 还原性， 如加入 KMnO4 溶液，看紫色是否褪去。 ③某溶液中加入碱溶液后，最终得到红褐色沉淀，并不能断定该溶液中一定 含有 Fe3＋，也可能含有 Fe2＋。 二、非金属及其化合物 1．Si 与强碱溶液的反应 非金属单质与碱液反应一般无 H2 放出，但 Si 除外： □1 Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。 2．SiO2 的性质 二氧化硅存在以下两个反应：①SiO2＋4HF===□2 SiF4↑＋2H2O；②SiO2＋ 2NaOH===□3 Na2SiO3＋H2O，但二氧化硅不是两性氧化物。 3．浓度变化对反应的影响 (1)Cu＋H2SO4(稀)―→□4 不反应； Cu＋2H2SO4(浓) ===== △ □5 CuSO4＋SO2↑＋2H2O。 (2)MnO2＋HCl(稀)―→□6 不反应； MnO2＋4HCl(浓) ===== △ □7 MnCl2＋2H2O＋Cl2↑。 (3)3Cu＋8HNO3(稀)===□8 3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O； Cu＋4HNO3(浓)===□9 Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。 4．注意区分 SO2 的还原性和漂白性 如 SO2 使溴水褪色体现了 SO2 的□10 还原性；而 SO2 的漂白性是由于它溶于 水与有色物质直接化合，形成□11 不稳定的无色化合物。 5．NH3 的实验室制法 (1)反应原理：□12 2NH4Cl＋Ca(OH)2 ===== △ 2NH3↑＋CaCl2＋2H2O。 (2)实验装置：固体＋固体 ― ― → △ 气体。 (3)净化措施：用□13 碱石灰干燥。 (4)收集方法：用□14 向下排空气法收集。 (5)验满方法：□15 用湿润的红色石蕊试纸或蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口。 6．氯及其化合物中的热点 (1)HClO、HClO2、HClO3、HClO4 酸性依次□16 增强，但氧化性依次□17 减弱； (2)HCl 的特殊制法，浓盐酸中滴加□18 浓 H2SO4。 (3)Cl2 实验室制法，氧化剂可以为{□19 KMnO4 □20 MnO2（ △ ） □21 K2Cr2O7 □22 KClO3（ △ ） 7．卤素化合物以次氯酸盐为重点 (1)ClO－类似 NO－3 ，酸性环境氧化性□23 增强，但 ClO－又不同于 NO－3 ，任 何环境都体现氧化性，如 ClO－与 I－、Fe2＋均不能共存。 (2)ClO－体现水解性，因 HClO 酸性很弱，ClO－水解显示碱性，如 Fe3＋＋ 3ClO－＋3H2O===□24 Fe(OH)3↓＋3HClO。 8．两大强酸与金属反应的有关规律 (1)硝酸与金属反应时存在着如下几条规律，可作为硝酸与金属反应计算的 依据： ①反应中生成的 NO 和 NO2 气体的物质的量之和等于反应中被还原的□25 硝酸的物质的量。 ②反应中生成的 NO 和 NO2 的物质的量与生成的硝酸盐中 NO －3 的物质的 量之和等于□26 参加反应的硝酸的物质的量。 ③反应所生成的氮的氧化物与 O2 混合后被水恰好完全吸收时消耗的 O2 的 量决定于反应的□27 金属的物质的量，定量关系可依据电子得失守恒确定。 (2)硫酸与金属反应的规律 ①稀硫酸具有□28 弱氧化性，与金属活动性顺序表中排在氢后面的金属不反 应，其氧化性由溶液中的 H＋表现；浓硫酸具有□29 强氧化性，能氧化绝大多数 金属，其氧化性由 H2SO4 分子中的＋6 价 S 表现，是强氧化性酸。 ②浓硫酸与足量活泼金属反应时，其还原产物除 SO2 外，还有 □30 H2。这是 因为随着反应的进行，硫酸不断消耗，水不断生成，硫酸的浓度逐渐变小，浓硫 酸变成了稀硫酸，此时由 H＋表现氧化性，生成 H2。 ③浓硫酸与金属活动顺序表中排在氢后面的金属反应时，不论金属是否足量， 酸均□31 不可能消耗完，还原产物只有 □32 SO2。 高频考点探究 考点 1　元素及其化合物的性质与转化 例 1　在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是(　　) A．NaHCO3(s) ― ― → △ Na2CO3(s) ― ― → 饱和石灰水 NaOH(aq) B．Al(s) ― ― →NaOH（aq） NaAlO2(aq) ― ― → 过量HCl（aq） Al(OH)3(s) C．AgNO3(aq) ― ― → 氨水 [Ag(NH3)2]＋(aq) ― ― → 蔗糖（aq） Ag(s) D．Fe2O3(s) ― ― →Al 高温 Fe(s) ― ― →HCl（aq） FeCl3(aq) 答案　A 解析　A 项，NaHCO3 受热分解生成 Na2CO3、CO2 和 H2O，Na2CO3 与饱和 石灰水反应生成 CaCO3 和 NaOH，两步反应均能实现；B 项，Al 与 NaOH 溶液 反应生成 NaAlO2 和 H2，NaAlO2 与过量盐酸反应生成 NaCl、AlCl3 和 H2O，第 二步反应不能实现；C 项，AgNO3 中加入氨水可获得银氨溶液，蔗糖中不含醛 基，蔗糖不能发生银镜反应，第二步反应不能实现；D 项，Al 与 Fe2O3 高温条件 下发生铝热反应生成 Al2O3 和 Fe，Fe 与 HCl 反应生成 FeCl2 和 H2，第二步反应 不能实现。 常见元素及其化合物的转化关系 1．钠及其重要化合物 2．铝及其重要化合物 3．铁及其重要化合物 4．铜及其重要化合物 5．氯及其重要化合物 6．硫及其重要化合物 7．氮及其重要化合物 8．碳、硅及其化合物 1．化学在生活中有着广泛的应用，下列对应关系错误的是(　　) 化学性质 实际应用 A Al2(SO4)3 和小 苏打反应 泡沫灭火器灭火 B 铁比铜金属性强 FeCl3 腐蚀 Cu 刻制印刷电路 板 C 次氯酸盐具有氧化性 漂白粉漂白织物 D HF 与 SiO2 反应 氢氟酸在玻璃器皿上刻蚀标 记 答案　B 解析　FeCl3 与 Cu 的反应 2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2 不能用来比较铁与 铜的金属性强弱，B 错误。 2．下列各组物质中，满足表中图示物质在一定条件下一步转化关系的组合 有(　　) 序号 X Y Z W ① Cu CuSO4 Cu(OH)2 CuO ② Na NaOH Na2CO3 NaCl ③ Cl2 Ca(ClO)2 HClO HCl ④ Fe FeCl3 FeCl2 Fe(OH)2 A．①②③ B．①③④ C．②③ D．①④ 答案　A 解析　①Cu ― ― → 浓硫酸 CuSO4 ― ― →NaOH Cu(OH)2 ― ― → △ CuO ― ― →H2或CO Cu， 正确；②Na ― ― →H2O NaOH ― ― →CO2 Na2CO3 ― ― → 盐酸 NaCl ― ― → 电解 Na，正确； ③Cl2 ― ― →Ca（OH）2 Ca(ClO)2 ― ― →CO2 HClO ― ― → 光照 HCl ― ― →MnO2或电解 Cl2，正确； ④Fe ― ― →Cl2 FeCl3 ― ― →Fe Fe2＋ ― ― →NaOH Fe(OH)2，但 Fe(OH)2―→Fe 不能一 步实现，④错误。 3．短周期主族元素 V、W、X、Y、Z 的原子序数依次增大。由这五种元素 组成的九种物质中，n、r、u 是气体单质，其余均为化合物；n 是黄绿色气体，m 是能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的无色气体，p 是无色液体，q 是淡黄色固体。 它们的转化关系如图所示。 下列说法正确的是(　　) A．实验室制取 m 和 u 时，气体发生装置可以相同 B．原子半径：W>X>Y C．反应①、②均为置换反应 D．n 与 t 溶液反应时，t 作还原剂 答案　A 解析　n、r、u 是气体单质，其余均为化合物；n 是黄绿色气体，应为氯气； m 是能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的无色气体，应为 NH3；p 是无色液体，应为 水；q 是淡黄色固体，应为 Na2O2；Na2O2 与水反应生成的气体 u 为氧气，t 为 NaOH；氯气和氨气反应生成的 r 为氮气，s 为氯化铵，氯化铵和氢氧化钠混合加 热生成氨气、水和氯化钠，其中 v 为 NaCl。实验室用氯化铵和消石灰混合加热 制取 NH3，用氯酸钾和二氧化锰混合加热制 O2，均可利用大试管加热装置进行， A 正确；由分析可知短周期主族元素 V、W、X、Y、Z 依次为 H、N、O、Na、 Cl，其中钠的原子半径在短周期主族元素中最大，而 N 与 O 的核电荷数越大， 原子半径越小，则原子半径：Na>N>O，B 错误；反应①是置换反应，而反应② 为 Na2O2 与水反应生成氧气和 NaOH 的反应，不是置换反应，C 错误；Cl2 溶于 NaOH 生成 NaCl、NaClO 及水，Cl2 既作还原剂，又作氧化剂，D 错误。 考点 2　元素及其化合物的性质实验探究 例 2　根据 SO2 通入不同溶液中的实验现象，所得结论不正确的是(　　) 实验 现象 结论 A 含 HCl、BaCl2 的 FeCl3 溶 液 产生白色沉淀 SO2 有还原性 B H2S 溶液 产生黄色沉淀 SO2 有氧化性 C 酸性 KMnO4 溶液 紫色溶液褪色 SO2 有漂白性 D Na2SiO3 溶液 产生胶状沉淀 酸性：H2SO3>H2SiO3 答案　C 解析　SO2 被 FeCl3 氧化生成 SO2－4 ，再与 BaCl2 反应产生白色沉淀，体现了 SO2 的还原性，A 正确；SO2 与 H2S 溶液发生反应 SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O， 体现了 SO2 的氧化性，B 正确；SO2 使酸性 KMnO4 溶液褪色，体现了 SO2 的还 原性，C 错误；SO2 与 Na2SiO3 溶液反应产生胶状沉淀，根据强酸制弱酸，可得 出酸性：H2SO3>H2SiO3，D 正确。 1．重要金属及其离子的性质与检验 (1)Na 分别与 H2O 和乙醇发生的反应均属于置换反应，二者现象明显不同， 前者剧烈，后者缓慢。 (2)焰色反应是元素的性质，无论游离态还是化合态，均具有相同的焰色反 应，它不是化学变化，在观察钾元素的焰色反应时，应通过蓝色的钴玻璃片。 (3)引发铝热反应的操作是高考实验考查的热点，具体操作是先铺一层 KClO3，然后插上镁条，最后点燃镁条。 并不是 Al 与所有金属氧化物均能组成铝热剂，该金属氧化物对应的金属活 泼性应比铝弱。 (4)Al2O3、Al(OH)3 与 NaOH 溶液的反应常用于物质的分离提纯。Al(OH)3 不 溶于氨水，所以实验室常用铝盐和氨水来制备 Al(OH)3。 (5)利用偏铝酸盐制备 Al(OH)3，一般不用强酸，因为强酸的量控制不当会使 制得的 Al(OH)3 溶解。若向偏铝酸盐溶液中通入 CO2，生成的 Al(OH)3 不溶于碳 酸，CO2 过量时生成 HCO－3 ，不过量时生成 CO2－3 ，书写离子反应方程式时要特 别注意。 (6)向含 Fe2＋的溶液中加入硝酸、KMnO4 溶液、氯水等具有氧化性的物质时， 溶液会出现浅绿色―→黄色的颜色变化，该现象可用于 Fe2＋的检验。 (7)Fe3＋的检验方法较多，如观察溶液颜色法(黄色)、NaOH 溶液法(生成红褐 色沉淀)、KSCN 溶液法(生成红色溶液)，前面两种方法需溶液中 Fe 3＋浓度较大 时才适用，最好也最灵敏的方法是 KSCN 溶液法。Fe 2＋的检验可采用先加入 KSCN 溶液后再加入氧化剂的方法；也可用铁氰化钾检验 Fe2＋，现象是生成蓝 色沉淀 Fe3[Fe(CN)6]2。 (8)配制 FeCl2 溶液既要防氧化(加入 Fe 粉)，又要防水解(加入盐酸)；配制 FeCl3 溶液要加入浓盐酸防止水解。 (9)制备 Fe(OH)2 的方法很多，原则有两点：一是溶液中的溶解氧必须提前除 去；二是反应过程中必须与 O2 隔绝。同时要牢记 Fe(OH)2 转化为 Fe(OH)3 时沉 淀的颜色变化(白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色)。 (10)Fe(OH)3 胶体的制备方法是将饱和 FeCl3 溶液滴加到沸水中，加热至液体 呈红褐色后立即停止加热。胶体不带电，带电的是胶粒。 2．性质探究实验方案设计的一般方法 (1)比较金属的活动性：①与水或酸反应的难易；②利用置换反应；③设计 成原电池，其负极活泼性强；④利用电解时的放电顺序；⑤比较最高价氧化物对 应水化物的碱性强弱。 (2)比较非金属的活动性：①利用置换反应；②与氢气反应的难易；③气态 氢化物的稳定性、还原性；④比较最高价氧化物对应水化物的酸性强弱。 (3)比较酸(碱)的酸(碱)性强弱：较强的酸(碱)能制得较弱的酸(碱)。 4．利用如图所示装置进行下列实验，能得出相应实验结论的是(　　) 选项 ① ② ③ 实验结论 A 稀硫酸 Na2S AgNO3 与 AgCl 的浊液 Ksp(AgCl)> Ksp(Ag2S) B 浓硫酸 蔗糖 溴水 浓硫酸具有脱水 性、氧化性 C 稀盐酸 Na2SO3 Ba(NO3)2 溶液 SO2 与可溶性钡 盐均可生成白色 沉淀 D 浓硝酸 Na2CO3 Na2SiO3 溶液 酸性：硝酸>碳酸 >硅酸 答案　B 解析　A 中①②反应生成的气体为 H2S，在试管中会首先与③AgNO3 中的 Ag＋结合生成 Ag2S 沉淀，与 Ksp 无关，A 错误；B 中①②反应生成的二氧化硫气 体使溴水褪色，说明浓硫酸有氧化性，蔗糖变黑，说明浓硫酸有脱水性，B 正确； C 中①②反应生成的气体为 SO2，通入 Ba(NO3)2 溶液后被 H＋和 NO －3 氧化为 SO 2－4 ，SO 2－4 和 Ba2＋生成硫酸钡沉淀，C 错误；D 中浓硝酸有挥发性，挥发出的硝 酸也会与 Na2SiO3 溶液反应得到硅酸沉淀，因此不能证明酸性：硝酸>碳酸>硅酸， D 错误。 5．某同学利用下列装置探究 Na 与 CO2 反应的还原产物，已知 PdCl2＋CO＋ H2O===Pd(黑色)↓＋CO2＋2HCl。下列相关分析错误的是(　　) A．Ⅰ中发生反应可以是 Na2CO3＋H2SO4===Na2SO4＋H2O＋CO2↑ B．Ⅱ中浓硫酸的目的是干燥 CO2 C．实验时，Ⅲ中石英玻璃管容易受到腐蚀 D．步骤Ⅳ的目的是证明还原产物是否有 CO 答案　A 解析　Ⅰ中应该利用大理石和稀盐酸在简易装置中反应制取二氧化碳，发生 反应是 CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑，A 错误；钠能与水反应，二氧化 碳必须干燥，故Ⅱ中浓硫酸的目的是干燥 CO2，B 正确；实验时，Ⅲ中高温条件 下反应产生的碳酸钠会与二氧化硅反应，故石英玻璃管容易受到腐蚀，C 正确； 步骤Ⅳ利用 PdCl2 与一氧化碳反应产生黑色物质，目的是证明还原产物是否有 CO，D 正确。 考点 3　新情境下化学方程式的书写 例 3　Ⅰ.化合物 Mg5Al3(OH)19(H2O)4 可作环保型阻燃材料，受热时按如下化 学方程式分解： 2Mg5Al3(OH)19(H2O)4 ===== △ 27H2O↑＋10MgO＋3Al2O3 (1)写出该化合物作阻燃剂的两条依据________________________。 (2)用离子方程式表示除去固体产物中 Al2O3 的原理________________。 (3)已知 MgO 可溶于 NH4Cl 的水溶液，用化学方程式表示其原理______。 Ⅱ.磁性材料 A 是由两种元素组成的化合物，某研究小组按如图流程探究其 组成： 请回答： (1)A 的组成元素为________(用元素符号表示)，化学式为____________。 (2)溶液 C 可溶解铜片，例举该反应的一个实际应用_____________________。 (3)已知化合物 A 能与稀硫酸反应，生成一种淡黄色不溶物和一种气体(标况 下的密度为 1.518 g·L－1)，该气体分子的电子式为______________________。写 出该反应的离子方程式：_________________________________。 (4)写出 F→G 反应的化学方程式：___________________________________ _________________________________________________________。 设计实验方案探究溶液 G 中的主要微粒(不考虑 H2O、H＋、K＋、I－) _____________________________________________________________________ _______________________________________________________________。 答案　Ⅰ.(1)反应吸热降低温度，固体氧化物隔绝空气，水蒸气稀释空气 (2)Al2O3＋2OH－===2AlO－2 ＋H2O (3)MgO＋2NH4Cl＋H2O===MgCl2＋2NH3·H2O (或 NH4Cl＋H2ONH3·H2O＋HCl，MgO＋2HCl===MgCl2＋H2O) Ⅱ.(1)S，Fe　Fe3S4 (2)制印刷电路板 (3) 　Fe3S4＋6H＋===3H2S↑＋3Fe2＋＋S (4)H2SO3＋I2＋H2O===H2SO4＋2HI　取溶液 G，加入过量 BaCl2 溶液，若产 生白色沉淀，则有 SO2－4 ；过滤后取滤液，滴加 H2O2 溶液，若再产生白色沉淀， 则有 H2SO3 解析　Ⅰ.(1)在受热分解过程中需要吸收热量，且 MgO 和 Al2O3 熔点较高， 覆盖在表面可以起到隔绝空气的作用，生成的水蒸气起到稀释空气的作用。 (2)MgO 不能与 NaOH 溶液反应，而 Al2O3 能与 NaOH 溶液反应，所以可用 NaOH 溶液除去 Al2O3：2OH－＋Al2O3===2AlO－2 ＋H2O。 (3)NH4Cl 溶液由于 NH ＋4 水解使得溶液呈酸性而能与 MgO 反应：2NH4Cl＋ MgO＋H2O===MgCl2＋2NH3·H2O。 Ⅱ.(1)加入 KSCN 溶液呈血红色可知含有 Fe3＋，所以 B 是 Fe2O3，且 n(Fe2O3) ＝ 2.400 g 160 g·mol－1 ＝0.015 mol，黄色溶液 C 是 FeCl3 溶液；无色酸性溶液 F 能使棕 红色的 I2 的 KI 溶液变为无色，且酸性变强，所以可知无色气体 E 是 SO2，无色 酸性溶液 F 是 H2SO3，I2 可与 H2SO3 发生氧化还原反应生成 H2SO4 和 HI 而使溶 液 酸 性 变 强 ， 所 以 A 中 含 有 Fe 和 S 两 种 元 素 ， 且 n(S) ＝ 2.960 g－0.015 mol × 2 × 56 g·mol－1 32 g·mol－1 ＝0.04 mol，所以化合物 A 中 n(Fe)∶n(S) ＝0.015×2∶0.04＝3∶4，即化学式为 Fe3S4。 (2)FeCl3 可与 Cu 反应，所以可用来制印刷电路板。 (3)淡黄色不溶物是 S，由标准状况下的密度可知气体的摩尔质量为 1.518 g·L－1×22.4 L·mol－1≈34 g·mol－1，所以是 H2S，则发生反应的离子方程式为 Fe3S4＋6H＋===3Fe2＋＋3H2S↑＋S。 (4)I2 可将 H2SO3 氧化：H2SO3＋H2O＋I2===H2SO4＋2HI；G 中主要微粒是 SO2－4 、I－、H＋，还可能含有未反应的 H2SO3，SO2－4 可用 BaCl2 溶液检验，而 H2SO3 可先用氧化剂如 H2O2 氧化后再用 BaCl2 溶液检验。 “四步法”书写氧化还原类信息方程式： (1)将所给物质按反应物和生成物进行分类。 (2)确立氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物四种物质。 (3)依据得失电子守恒确定上述四种物质的反应系数比。 (4)根据原子守恒及电荷守恒(离子方程式)结合反应所处的环境补充其他反 应物或产物，然后配平。 注意介质的酸碱性：一般来说，反应物中有 H＋或 OH－，则生成物中有水； 反之，若反应物中有水，则产物中一般有 H＋或 OH－。 6．请写出下列不同情境下的化学方程式。 (1)氨气在微生物的作用下与氧气反应生成 HNO2，写出该反应的化学方程式： __________________________________________________。 (2)我国古代青铜器工艺精湛，有很高的艺术价值和历史价值，但出土的青 铜器大多受到了环境的腐蚀，故对其进行修复和防护具有重要的意义。采用“局 部封闭法”可以防止青铜器进一步被腐蚀。如将糊状 Ag2O 涂在被腐蚀部位， Ag2O 可与有害组分 CuCl2 发生复分解反应，该反应的化学方程式为___________。 (3)在含低价铁元素的硫酸盐溶液中，加入少量过氧化钠，观察到的现象是 有红褐色沉淀产生，溶液变黄色。则有关反应的离子方程式为___________。 (4)工业上常用铝土矿(主要成分为 Al2O3 和少量的 SiO2、Fe2O3 杂质)生产铵 明矾[NH4Al(SO4)2·12H2O]，其工艺流程如图所示： ①操作Ⅲ中发生反应的离子方程式为______________________________。 ②操作Ⅶ中发生反应的化学方程式为______________________________。 答案　(1)2NH3＋3O2 ===== 微生物 2HNO2＋2H2O (2)Ag2O＋CuCl2===2AgCl＋CuO (3)6Fe2＋＋3Na2O2＋6H2O===4Fe(OH)3↓＋2Fe3＋＋6Na＋ (4)①AlO－2 ＋CO2＋2H2O===HCO－3 ＋Al(OH)3↓ ②(NH4)2S2O8＋2H2O===2NH4HSO4＋H2O2 7．(1)KClO3 可以和草酸(H2C2O4)、硫酸反应生成高效的消毒杀菌剂 ClO2， 还生成 CO2 和 KHSO4 等物质。写出该反应的化学方程式：_____________。 (2)工业上，通过如下转化可制得 KClO3 晶体： NaCl 溶液 ― ― →80 ℃，通电 Ⅰ NaClO3 溶液 ― ― → 室温，KCl Ⅱ KClO3 晶体，完成Ⅰ中反应的 总化学方程式： NaCl＋ H2O ===== 通电 NaClO3＋____________。 (3)硫化氢具有还原性，可以和许多氧化剂反应。在酸性条件下，H2S 和 KMnO4 反应生成 S、MnSO4、K2SO4 和 H2O，写出该反应的化学方程式：______________________。 答 案 　 (1)2KClO3 ＋ H2C2O4 ＋ 2H2SO4===2ClO2 ↑ ＋ 2CO2 ↑ ＋ 2KHSO4 ＋ 2H2O (2)1　3　1　3H2↑ (3)5H2S＋2KMnO4＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋8H2O＋5S↓ 解析　(2)根据氧化还原反应的规律可知，NaCl 中 Cl 由－1 价升高为 NaClO3 中的＋5 价，则必有另一元素化合价降低，即氢元素的化合价从＋1 价降 低到 0 价，因此另一产物为 H2。 考点 4　元素化合物知识的综合应用——无机化工流程 例 4　Li4Ti5O12 和 LiFePO4 都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿(主要 成分为 FeTiO3，还含有少量 MgO、SiO2 等杂质)来制备。工艺流程如下： 回答下列问题： (1)“酸浸”实验中，铁的浸出率结果如图所示。由图可知，当铁的浸出率 为 70%时，所采用的实验条件为__________________。 (2)“酸浸”后，钛主要以 TiOCl2－4 形式存在，写出相应反应的离子方程式： ________________________________________________________________。 (3)TiO2·xH2O 沉淀与双氧水、氨水反应 40 min 所得实验结果如下表所示： 温度/℃ 30 35 40 45 50 TiO2·xH2O 转化率 /% 92 95 97 93 88 分析 40 ℃时 TiO2·xH2O 转化率最高的原因：_________________________。 (4)Li2Ti5O15 中 Ti 的化合价为＋4，其中过氧键的数目为________。 (5)若“滤液②”中 c(Mg2＋)＝0.02 mol·L－1，加入双氧水和磷酸(设溶液体积 增加 1 倍)，使 Fe3＋恰好沉淀完全即溶液中 c(Fe3＋)＝1.0×10－5 mol·L－1，此时 是否有 Mg3(PO4)2 沉淀生成？__________(列式计算)。[FePO4、Mg3(PO4)2 的 Ksp 分别为 1.3×10－22、1.0×10－24] (6)写出“高温煅烧②”中由 FePO4 制备 LiFePO4 的化学方程式： ____________________________________________________________。 解题关键　①抓住盐酸、氨水、磷酸、双氧水、氢氧化锂、碳酸、草酸等物 质发生的化学反应。 ②抓住混合物的分离方法。 答案　(1)100 ℃、2 h，90 ℃、5 h (2)FeTiO3＋4H＋＋4Cl－===Fe2＋＋TiOCl2－4 ＋2H2O (3)低于 40 ℃，TiO2·xH2O 转化反应速率随温度升高而增加；超过 40 ℃， 双氧水分解与氨气逸出导致 TiO2·xH2O 转化反应速率下降 (4)4 (5)Fe3＋ 恰好沉淀完全时，c(PO3－4 )＝ 1.3 × 10－22 1.0 × 10－5 mol·L －1 ＝1.3×10 －17 mol · L － 1 ， c3(Mg2 ＋ )·c2(PO3－4 ) 值 为 0.013 × (1.3×10 － 17)2 ≈ 1.7 × 10 － 40 ＜ Ksp[Mg3(PO4)2]，因此不会生成 Mg3(PO4)2 沉淀 (6)2FePO4＋Li2CO3＋H2C2O4 ===== 高温 2LiFePO4＋3CO2↑＋H2O 解析　(1)从图像直接可以看出，铁的浸出率为 70%时对应的温度、时间为 100 ℃、2 h 和 90 ℃、5 h。 (2)难点为生成物还有什么，FeTiO 3 中钛为＋4 价，铁为＋2 价，产物有 FeCl2，比较 FeTiO3 和 TiOCl 2－4 知，产物中一定有 H2O。值得注意的是 FeTiO3 与 盐酸反应是非氧化还原反应。 (3)联系化学反应速率、双氧水和氨水性质分析转化率。这类问题要从两个 角度分析，即低于 40 ℃时，随着温度的升高，反应速率加快；高于 40 ℃时，氨 水挥发速率加快、双氧水分解速率加快，导致反应物浓度降低，结果转化率降低。 (4)锂元素在化合物中只有一种化合价(＋1)，过氧键中氧显－1 价，由化合物 中元素化合价代数和等于 0，设 Li2Ti5O15 中－2 价、－1 价氧原子个数分别为 x、 y，有{x＋y＝15 2x＋y＝22，解得 x＝7，y＝8。所以，过氧键数目为8 2 ＝4。 (5)分两步计算：①计算 Fe 3＋完全沉淀时 PO 3－4 浓度。c(Fe3＋)·c(PO3－4 )＝ Ksp(FePO4)，c(PO3－4 )＝1.3 × 10－22 1.0 × 10－5 mol·L－1＝1.3×10－17 mol·L－1；②混合后， 溶液中 Mg2 ＋ 浓度为 c(Mg2 ＋ )＝0.01 mol·L － 1 ，c 3(Mg2 ＋ )·c2(PO3－4 )＝0.01 3 × (1.3×10－17)2≈1.7×10－40

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