【备考2022】高考化学一轮复习第13讲元素及其化合物的综合应用考点二非金属及其化合物的应用（解析版）
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第13讲 元素及其化合物的综合应用
学习目标
1.掌握常见金属及非金属元素知识网络构建及重要方程式的书写。
2.了解其它元素及其化合物的性质。
考点二 非金属及其化合物的应用
知识点一 非金属及其化合物之间的转化
1．碳、硅及其化合物
(1)知识网络构建
(2)重要反应必练
写出下列反应的化学方程式，是离子反应的写离子方程式。
①Si和NaOH溶液的反应：Si＋2OH－＋H2O===SiO＋2H2↑；
②SiO2和NaOH溶液的反应：SiO2＋2OH－===SiO＋H2O；
③SiO2和C的反应：SiO2＋2CSi＋2CO↑；
④SiO2和氢氟酸的反应：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O；
⑤向Na2SiO3溶液中通入过量CO2气体：SiO＋2CO2＋2H2O===H2SiO3↓＋2HCO；
⑥Mg在CO2中燃烧：2Mg＋CO22MgO＋C；
⑦向澄清石灰水中通入少量CO2气体：Ca2＋＋2OH－＋CO2===CaCO3↓＋H2O；
⑧向澄清石灰水中通入过量CO2气体：OH－＋CO2===HCO；
⑨除去CO2中的CO：CO＋CuOCO2＋Cu；
⑩生产普通玻璃的原理：Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑、CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑。
2．氯气及其化合物
(1)知识网络构建
(2)重要反应必练
写出下列反应的化学方程式，是离子反应的写离子方程式。
①Cl2和H2O的反应：Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO；
②Cl2和NaOH溶液的反应：Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O；
③Cl2和石灰乳的反应：Cl2＋Ca(OH)2===Ca2＋＋Cl－＋ClO－＋H2O；
④把Cl2通入Na2SO3溶液中：Cl2＋SO＋H2O===SO＋2H＋＋2Cl－；
⑤将Cl2和SO2混合通入H2O中：SO2＋Cl2＋2H2O===4H＋＋2Cl－＋SO；
⑥将Cl2通入氢硫酸溶液中：Cl2＋H2S===S↓＋2H＋＋2Cl－；
⑦将浓盐酸和MnO2混合加热：MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O；
⑧电解饱和食盐水：2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－；
⑨将浓盐酸与漂白液混合：Cl－＋ClO－＋2H＋===Cl2↑＋H2O；
⑩将浓盐酸与KClO3溶液混合：6H＋＋5Cl－＋ClO===3Cl2↑＋3H2O；
?向KMnO4固体滴加浓盐酸;2MnO＋16H＋＋10Cl－===2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O；
?向漂白粉溶液中通入少量CO2气体：Ca2＋＋2ClO－＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO。
3．硫及其化合物
(1)知识网络构建
(2)重要反应必练
写出下列反应的化学方程式，是离子反应的写离子方程式。
①S溶于热的烧碱溶液生成两种钠盐：3S＋6OH－2S2－＋SO＋3H2O；
②把H2S气体通入CuSO4溶液中：H2S＋Cu2＋===CuS↓＋2H＋；
③Na2S溶液在空气中放置变浑浊：2S2－＋O2＋2H2O===2S↓＋4OH－；
④铜丝在硫蒸气中燃烧：2Cu＋SCu2S；
⑤将SO2气体通入氢硫酸中：SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O；
⑥把H2S气体通入FeCl3溶液中：H2S＋2Fe3＋===S↓＋2Fe2＋＋2H＋；
⑦SO2通入足量的澄清石灰水中：SO2＋Ca2＋＋2OH－===CaSO3↓＋H2O；
⑧SO2通入溴水中，使溴水褪色：SO2＋Br2＋2H2O===SO＋2Br－＋4H＋；
⑨用足量氨水吸收SO2尾气：2NH3·H2O＋SO2===2NH＋SO＋H2O；
Cu和浓硫酸的反应：Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O；
?C和浓硫酸的反应：C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O；
?把浓H2SO4滴到Na2SO3固体上：H2SO4(浓)＋Na2SO3===Na2SO4＋H2O＋SO2↑。
4．氮及其化合物
(1)知识网络构建
(2)重要反应必练
写出下列反应的化学方程式，是离子反应的写离子方程式。
①N2和H2的反应：N2＋3H22NH3；
②把NH3通入水中：NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－；
③实验室利用NH4Cl固体、Ca(OH)2固体混合加热制备NH3
2NH4Cl＋Ca(OH)22NH3↑＋2H2O＋CaCl2；
④NH3的催化氧化：4NH3＋5O24NO＋6H2O；
⑤NH4HCO3溶液中加入过量稀NaOH溶液：NH＋HCO＋2OH－===NH3·H2O＋CO＋H2O；
⑥NO2溶于水：3NO2＋H2O===2H＋＋2NO＋NO；
⑦NO2被烧碱溶液吸收生成两种钠盐：2NO2＋2OH－===NO＋NO＋H2O；
⑧物质的量之比为1∶1的NO和NO2混合气体恰好被烧碱溶液吸收生成一种钠盐
NO＋NO2＋2OH－===2NO＋H2O；
⑨Cu和稀HNO3的反应：3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O；
⑩Cu和浓HNO3的反应：Cu＋4H＋＋2NO===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O；
?Fe和过量稀HNO3的反应：Fe＋4H＋＋NO===Fe3＋＋NO↑＋2H2O；
?C和浓HNO3的反应：C＋4H＋＋4NOCO2↑＋4NO2↑＋2H2O；
?浓硝酸见光分解：4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O。
知识点二 新型无机框图推断题
1．熟记典型物质
(1)金属及其化合物：Na、Na2O2、Na2CO3、NaHCO3；Al、Al2O3、Al(OH)3；Fe、FeCl3等。
(2)非金属及其化合物：C、CO2；Si、SiO2；Cl2、HClO；S、SO2、H2SO4；N2、NO2、NH3、HNO3等。
2．重要物质的物理性质
(1)有色气体：NO2(红棕色)、Cl2(黄绿色)；无色、刺激性气味的气体：SO2、NH3、HCl。
(2)溶液中的有色物质：Cu2＋(蓝色)、Fe2＋(浅绿色)、Fe3＋(棕黄色)、MnO[紫(红)色]。Br2在水中显黄(橙)色，在有机溶剂中显橙(红)色；I2在水中显黄(褐)色，在有机溶剂中显紫(红)色。
(3)有色固体：(淡)黄(棕)色固体：Na2O2、S、FeS2、FeCl3；黑色固体：MnO2、C、CuO、FeO、Fe3O4；紫(黑)色固体：KMnO4、I2；(紫)红色固体：Cu。
(4)有色沉淀：①白色沉淀：H2SiO3、AgCl、BaSO4(不溶于酸)、BaSO3、Mg(OH)2、Al(OH)3、BaCO3、CaCO3、CaSO4、MgCO3等；②红褐色沉淀：Fe(OH)3；③蓝色沉淀：Cu(OH)2；④黑(褐)色沉淀：CuS、FeS。
3．既能与强酸溶液反应又能与强碱溶液反应的物质
(1)金属单质：Al。
(2)两性物质：两性氧化物如Al2O3，两性氢氧化物如Al(OH)3，以及氨基酸等。
(3)弱酸弱碱盐：如(NH4)2CO3、CH3COONH4等。
(4)弱酸的酸式盐：如NaHCO3、Ca(HCO3)2、NaHSO3等。
4．熟悉常见的转化关系
(1)直线型转化关系
ABC
①X为O2
Na―→Na2O―→Na2O2
N2―→NO―→NO2或NH3―→NO―→NO2
S―→SO2―→SO3或H2S―→SO2―→SO3
C―→CO―→CO2或CH4―→CO―→CO2
醇―→醛―→羧酸
②X为CO2
NaOHNa2CO3NaHCO3
③X为强酸，如HCl
NaAlO2Al(OH)3AlCl3
Na2CO3NaHCO3CO2
④X为强碱，如NaOH
AlCl3Al(OH)3NaAlO2
(2)交叉型转化
(3)三角型转化
(4)注意反应形式与物质的关系，特别是置换反应
①金属―→金属：金属＋盐―→盐＋金属，铝热反应。
②金属―→非金属：活泼金属＋H2O(或H＋)―→H2，2Mg＋CO22MgO＋C。
③非金属―→非金属：2F2＋2H2O===4HF＋O2，2C＋SiO2Si＋2CO↑，C＋H2O(g)CO＋H2，X2＋H2S===2HX＋S↓。
④非金属―→金属：用H2、C冶炼金属。
题组练习
题组一 常见的物质转化关系
1．(2020·贵州模拟)在给定条件下，下列选项中所示的物质间转化均能一步实现的是( )
A．粗硅SiCl4Si
B．Mg(OH)2MgCl2(aq)Mg
C．Fe2O3FeCl3(aq)无水FeCl3
D．SSO3H2SO4
答案 A
解析 B项，电解熔融的MgCl2可制得镁，电解MgCl2溶液：MgCl2＋2H2OMg(OH)2↓＋H2↑＋Cl2↑，错误；C项，FeCl3溶液蒸干过程中发生反应：FeCl3＋3H2OFe(OH)3↓＋3HCl↑，错误；D项，硫燃烧不能生成SO3，错误。
2．纯净物X、Y、Z转化关系如下图所示，下列判断正确的是( )
A．X可能是金属铜 B．Y不可能是氢气
C．Z可能是氯化钠 D．Z可能是三氧化硫
破题要领 将选项物质代入看能否实现箭头方向的转化。
答案 A
解析 A项，若X是Cu，Y是Cl2，Cu在Cl2中燃烧生成CuCl2，电解CuCl2溶液生成Cu和Cl2，符合图中转化关系，正确；B项，若X是Cl2，Y是H2，H2在Cl2中燃烧生成HCl，HCl溶于水生成盐酸，电解盐酸则生成H2和Cl2，也符合图中转化关系，错误；C项，若Z是氯化钠，则X、Y分别是Na和Cl2中的一种，电解氯化钠水溶液生成的是H2、Cl2、NaOH，不符合图中转化关系，错误；D项，若Z是SO3，而X、Y分别是O2和SO2中的一种，SO3溶于水生成硫酸，电解硫酸溶液实质是电解水，产生H2和O2，不符合图中转化关系，错误。
3．甲、乙、丙、丁四种物质存在如下转化关系：
甲丙丁
(1)若甲、乙均为空气的主要成分，甲所含元素的简单阴离子的结构示意图为__________。
(2)若乙是生活中常见的金属单质，丙→丁的离子方程式为____________________________。
(3)若丙既能与强酸又能与强碱反应，则丙的化学式为____________(任写1种)。
答案 (1) (2)2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
(3)Al(OH)3(或NaHCO3)
4．单质Z是一种常见的半导体材料，可由X通过如下图所示的路线制备。其中X为Z的氧化物；Y为氢化物，分子结构与甲烷相似。回答下列问题：
(1)能与X发生化学反应的酸是________；由X制备Mg2Z的化学方程式为______________________________________________________________________________。
(2)由Mg2Z生成Y的化学方程式为_________________________________________________，
Y分子的电子式为______________________________________________________________。
(3)Z、X中共价键的类型分别是__________、________。
破题要领——提取关键信息
关键信息 信息的分析与迁移
① 作半导体材料的单质常见物质是硅
② 硅的氧化物只有SiO2
③ 类比甲烷的化学式确定Y为SiH4
答案 (1)氢氟酸(HF) SiO2＋4Mg2MgO＋Mg2Si
(2)Mg2Si＋4HCl===2MgCl2＋SiH4↑
(3)非极性键 极性键
解析 根据题意，单质Z为半导体材料，则Z是Si元素；其氧化物为二氧化硅，SiO2可与氢氟酸反应；根据流程图可知，二氧化硅与Mg反应生成Mg2Si，Mg2Si与盐酸反应生成的Y为氢化物，分子结构与甲烷相似，则Y的分子式是SiH4，加热分解可得到Si单质。
小结
不能一步实现的反应归纳
(1)H2S(或S)不能一步转化为SO3。
(2)N2(或NH3)不能一步转化为NO2。
(3)SiO2不能与水反应生成H2SiO3。
(4)Fe2O3、Al2O3、CuO等不溶性金属氧化物都不能一步生成相应的氢氧化物。
题组二 “归中”转化关系
5．(2020·福州高三模拟)已知A、B、C、D是中学化学的常见物质，且A、B、C均含有同一种元素。在一定条件下它们之间的相互转化关系如图所示(部分反应中的H2O已略去)。
请回答下列问题：
(1)若A可用于自来水消毒，D是生产、生活中用量最大、
用途最广的金属单质，加热蒸干B的溶液不能得到B，则B的化学式是__________；工业上制取A的离子方程式为__________________________________________________________。
(2)若A是一种碱性气体，常用作制冷剂，B是汽车尾气之一，遇空气会变色，则反应①的化学方程式为___________________________________________________________________。
(3)若D是氯碱工业的主要产品之一，B物质具有两性，则反应②的离子方程式是______________________________________________________________________________。
(4)若A、C、D都是常见气体，C是导致酸雨的主要气体，则反应③的化学方程式为______________________________________________________________________________。
某同学将搜集到的一定量的酸雨保存在密闭容器中，每隔一定时间测酸雨的pH，发现在起始一段时间内，酸雨的pH呈减小趋势，用离子方程式解释原因：___________________________________。
答案 (1)FeCl3 2Cl－＋2H2O2OH－＋Cl2↑＋H2↑
(2)4NH3＋5O24NO＋6H2O
(3)Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O
(4)2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O 2H2SO3＋O2===4H＋＋2SO
解析 (1)氯气常用于自来水消毒，则A为Cl2；铁是使用最广泛的金属单质，D是铁，则B为FeCl3，C是FeCl2。
(2)碱性气体为NH3，汽车尾气中遇空气会变色的气体是NO。
(3)常见的两性物质是Al2O3和Al(OH)3，D、C分别为NaOH和NaAlO2，故B为Al(OH)3。
(4)导致酸雨的主要气体是SO2，A与SO2均含有硫元素，且二者反应生成硫单质，故A为H2S。酸雨的主要成分是H2SO3，在放置过程中被氧化为H2SO4，酸性增强。
小结
常见的“归中”转化关系
(1)非氧化还原反应
①Al3＋＋AlO―→Al(OH)3。②CO＋CO2―→HCO。
(2)氧化还原反应
①Cl－＋ClO－Cl2。②S2－＋SOS。③H2S＋SO2―→S。
④NH3＋NOx―→N2。⑤Fe3＋＋Fe―→Fe2＋。
题组三 实验流程中的物质推断
6．已知有以下物质相互转化。
试回答下列问题：
(1)B的化学式为__________，D的化学式为__________________________________________。
(2)由E转变成F的化学方程式为____________________________。
(3)用KSCN溶液鉴别G溶液的离子方程式为_______________________________；
向G溶液中加入A，反应的离子方程式为_____________________________。
答案 (1)FeCl2 KCl
(2)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
(3)Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3 2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
解析 由白色沉淀E置于空气中转化为红褐色沉淀F，可见E为Fe(OH)2，F为Fe(OH)3，G为FeCl3，从而推断出A为Fe，B为FeCl2；焰色反应呈紫色，说明溶液中含有K＋，从而确定C为KOH。(1)B的化学式为FeCl2，D的化学式为KCl。(2)由E转变成F的化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。(3)用KSCN溶液鉴别FeCl3溶液的离子方程式为Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3；向FeCl3溶液中加入铁，反应的离子方程式为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。
题组四 化工生产流程中的物质推断
7．(2020·兰州质检)以黄铜矿(主要成分为CuFeS2，含少量杂质SiO2等)为原料，进行生物炼铜，同时得到副产品绿矾(FeSO4·7H2O)。其主要工艺流程如图所示：
已知：部分阳离子以氢氧化物形式开始沉淀和完全沉淀时溶液的pH如下表所示：
沉淀物 Cu(OH)2 Fe(OH)3 Fe(OH)2
开始沉淀pH 4.7 2.7 7.6
完全沉淀pH 6.7 3.7 9.6
(1)反应Ⅰ的化学方程式为______________________________________________________。
反应物中Fe元素被________(填“氧化”或“还原”)，其目的是_____________________。
(2)试剂a是________，具体操作为________________________________________________，
目的是________________________________________________________________________。
(3)反应Ⅲ的离子方程式为________________________________________________________。
试剂c参与反应的离子方程式分别为______________________________________________、
______________________________________________________________________________。
答案 (1)4CuFeS2＋2H2SO4＋17O2===4CuSO4＋2Fe2(SO4)3＋2H2O 氧化 将Fe元素氧化成Fe3＋易于利用其水解生成Fe(OH)3沉淀而达到分离
(2)CuO[或Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3等] 加入试剂调节pH至3.7～4.7之间 使Fe3＋形成Fe(OH)3沉淀，防止生成Cu(OH)2沉淀
(3)Cu2＋＋Fe===Cu＋Fe2＋ Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O
小结
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”，突破口由点到面、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
_21?????????è?????(www.21cnjy.com)_
粤公网安备 44030702000055号
