高考第二轮复习——无机推断与综合学案含答案

高考第二轮复习——无机推断与综合学案含答案

年 级 高三 学 科 化学 版 本 苏教版 内容标题 无机推断与综合 ‎【本讲教育信息】‎ 一、教学内容：‎ 无机推断与综合 二、教学目标 掌握无机推断题的解题思路和方法，信息的理解和分析 三、教学重点、难点 无机推断题的解题思路和方法，信息的理解和分析 四、教学过程：‎ 无机推断题是高考常见题型之一，其集基本概念、基本理论、元素及其化合物等知识于一体，几乎覆盖了大纲要求的全部知识点，具有考查面广、综合性强、思考容量大等特点，能较好地考查学生对已学过的知识进行重组、转换、迁移和解决问题的能力、逻辑推理能力以及分析综合能力。‎ ‎（一）无机推断题的分析思路 由于无机推断题综合性强，涉及面广，对思维能力要求较高，所以必须先理清思路。按以下步骤分析题目，往往能迅速理清思路，高效解题。‎ 审题→挖掘、筛选信息→联系已学知识→寻找突破点→推理判断→得出结论→正向求证 审题，就是阅读题目的过程。先阅读全题形成一个整体印象，再仔细领会题意，反复推敲、认真辨析，注意题目所给的限制性语句，把条件找准、找全。已知条件找出来以后，经过与大脑中储存的知识信息相比较，对信息、条件进行加工、筛选，目的是找出解决问题的突破点。突破点可以是物质的特殊性质、反应所需的特殊条件、反应所产生的特殊现象等。找到突破点后再联系已学过的知识，进行推断，推断时既可正向推断，又可逆向推断，通过筛选、论证，然后得出结论。最后按正向顺序代入推断结果进行检验以确保答案的准确性。‎ ‎（二）基本解题方法: “突破点”法 找准突破点是解无机推断题的关键，也是解无机推断题的基本方法。根据“突破点”的类型不同，可分为以下几种：‎ ‎1. 以特殊现象为突破点 ‎［例1］ 下图每一方框中的字母代表一种反应物或生成物。产物J是含A金属元素的胶状白色沉淀，I为NaCl溶液，D是淡黄色固体单质。试填写下列空白：‎ ‎（1）L的化学式为__________________‎ ‎（2）F的化学式为__________________‎ ‎（3）J受热分解反应的化学方程式为 ___‎ ‎（4）H和G之间反应的化学方程式为 _______‎ 解析：此题的突破点是：D是淡黄色固体单质，且能够在空气中燃烧，则D应是单质硫，G应是SO2，H应是H2S，L应是H2O。又因为J是含A金属元素的白色沉淀，再结合I为NaCl，则F应为Na2S，E是AlCl3，二者与水混合发生双水解反应。‎ 答案：（1）H2O；（2）Na2S；（3）； （4）‎ ‎2. 以特殊性质和反应为突破点 ‎［例2］ A、B、C、D、E、F六种物质的相互转化关系如下图所示（反应条件未标出），其中反应①是置换反应。‎ ‎（1）若A、D、F都是非金属单质，且A、D所含元素同主族，A、F所含元素同周期，则反应①的化学方程式是____________________________________。‎ ‎（2）若A是常见的金属单质，D、F是气态单质，反应①在水溶液中进行，则反应②（在水溶液中进行）的离子方程式是_________________________；已知1 g D与F反应生成B时放出92.3 kJ热量，写出该反应的热化学方程式________________________________。‎ ‎（3）若B、C、F都是气态单质，且B有毒，③和④两个反应中都有水生成，反应②需要放电才能发生， A、D相遇有白烟生成， 则C的电子式是________________，反应③的化学方程式是_________________________________________。‎ ‎（4）若A、D为短周期元素单质，且所含元素的原子序数A是D的2倍，所含元素的原子核外最外层电子数D是A的2倍，③和④两个反应中都有红棕色气体生成，则反应④的化学方程式是_________________________________________。‎ 解析：（1）题給信息是A、D、F都是非金属单质，且A、D所含元素同主族，反应①是置换反应，所以，先考虑A、D要么是氯、溴，要么是碳、硅，而F又是非金属，对照框图分析，确定应是碳、硅。‎ ‎（2）由于A是常见的金属单质，D、F是气态单质，反应①在水溶液中进行，A+F反应生成E，C+F也生成E，说明A金属有可变价态，A是Fe，B是HCl，C是FeCl2，D是H2, E是FeCl3，F是Cl2。‎ ‎（3）关键是抓住B、C、F都是气态单质，且B有毒，反应②需要放电才能发生， A、D相遇有白烟生成，不难看出A是NH3，B是Cl2，C是N2，D是HCl，E是NO，F是O2。‎ ‎（4）若A、D为短周期元素单质，且所含元素的原子序数A是D的2倍，自然会使人想起元素Mg和C符合，再根据“③和④两个反应中都有红棕色气体生成”这一信息，可以确定有HNO3参加反应，最后确定A是Mg，B是CO2，C是MgO，D是C，E是Mg（NO3）, F是HNO3。‎ 答案：（1）SiO2＋2CSi＋2CO↑ ‎ ‎（2）2Fe2＋＋Cl2＝2Fe3＋＋2Cl－ H2（g）＋Cl2（g）＝2HCl（g）；ΔH＝－184.6 kJ·mol－1 ‎ ‎（3）∶N N∶ 4NH3＋5O24NO＋6H2O ‎（4）C＋4HNO3CO2↑＋4NO2↑＋2H2O ‎3. 以特殊数据为突破点 ‎［例3］ 已知甲、乙、丙为常见单质，A、B、C、D、X、Y、Z为常见化合物，Y的相对分子质量比Z小16，乙与丙的相对分子质量相同，B的相对分子质量比D的小2，B与X的相对分子质量相同，各物质转化关系如下图（各反应条件已略去）。‎ ‎（1）丙和B的分子式分别为_____________和_____________‎ ‎（2）Y转化为Z的化学方程式为__________________________‎ ‎（3）B与D反应的化学方程式为__________________________‎ 解析：甲、乙、丙为常见单质，且乙与丙的相对分子质量相同，Y的相对分子质量比Z小16，即Z比Y多一个氧原子。根据题中“”和“”两条线，应能判断出是连续氧化过程（此为该题突破点），则初步推断丙为O2，乙为S，C为SO2，D为SO3，A、B均为氧化物。‎ 又根据C+A→Y，即SO2+A→Y，则A为碱性氧化物，可知甲为常见金属钠，A为Na2O，B为Na2O2，则X为Na2S，Y为Na2SO3，Z为Na2SO4。‎ 答案：（1）O2；Na2O2 （2）2Na2SO3+O2=2Na2SO4 （3）2SO3+2Na2O2=2Na2SO4+O2↑‎ ‎4. 以理论知识为突破点 ‎［例4］ A、B、C是中学化学中常见的三种化合物，它们各由两种元素组成。甲、乙为两种单质。这些化合物和单质之间存在如下的关系：‎ 据此判断：‎ ‎（1）在A、B、C这三种化合物中，必定含有乙单质的元素的是___________（用A、B、C字母填写）‎ ‎（2）单质乙必定是_____________（填“金属”或“非金属”），其理由是____________。‎ ‎（3）单质乙的化学式可能是_____________，则化合物B的化学式是___________。‎ 解析：本题是元素及其化合物知识的综合题，意在考查考生对元素及其化合物的知识网络的掌握情况和必要的分析、判断和推理能力。已知单质甲和单质乙反应，单质甲和化合物B反应，都能得到A。说明乙、B中含有相同元素，即B中含有乙元素，A中一定含乙元素。又已知“A+B→乙+C”（突破点），再根据乙为单质，且由A、B反应生成，则该反应必为氧化还原反应，乙元素在A、B中分别呈正、负化合价，所以乙是非金属。联想到中学范围内同一元素不同价态间的氧化还原反应，自然会想到N和S。将N和S分别代入关系图尝试，可得单质乙的化学式是S或N2，化合物B的化学式是H2S和NH3。‎ 答案：（1）A、B ‎（2）非金属 化合物A、B反应生成单质乙，则反应必为氧化还原反应，乙单质的元素在A、B中分别呈正、负化合价，所以乙是非金属 ‎（3）S或N2 H2S或NH3‎ ‎5. 以高频物质为突破点 ‎［例5］ 下图表示以NH4NO3和D物质为初始反应物发生的一系列变化。在常温下，A为液体，F为不溶于水和碱溶液的白色固体，B、G和I为无色气体，G能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。‎ 请填空：‎ ‎（1）D是_____________，E是___________，H是____________。‎ ‎（2）写出下面反应的离子方程式：‎ ‎④是_____________；⑤是_____________‎ 解析：推断题中通常有一种元素或物质出现的频率特高，与其它元素或物质发生交联关系，其它元素或物质的推断都依赖于它，这样的元素或物质的推断就是解题的突破点。‎ 观察整个框图，A出现3次，G出现3次，所以先集中突破推断出A和G。由NH4NO3分解得到液态物质A，可知A一定是H2O；而G是“能使湿润的红色石蕊试纸变蓝”的气体，故G必为NH3。又由图中反应：E+A（H2O）→F+G（NH3），且E是B、D的高温化合产物，故E为Mg3N2，B为N2，D为Mg，逐层分析后不难解此题。‎ 答案：（1）Mg Mg3N2 Mg（NO3）2‎ ‎（2）Mg+2NH4+= Mg2++2NH3↑+H2↑ Mg2++2NH3·H2O=Mg（OH）2↓+2NH4+‎ ‎6. 以离子反应和离子共存为突破点：‎ ‎［例6］ 有一无色透明溶液，欲确定是否含有下列离子：H+、K+、Mg2+、Al3+、Fe2+、Ba2+‎ NO3－、SO42－、Cl－、I－、HCO3－，取该溶液的实验如下：‎ 实验步骤 实验现象 ‎（1）取少量该溶液，加几滴甲基橙 溶液变红色 ‎（2）取少量该溶液加热浓缩，加Cu片和浓硫酸，加热 有无色气体产生，气体遇空气可以变成红棕色 ‎（3）取少量该溶液，加BaCl2溶液 有白色沉淀生成 ‎（4）取（3）中的上层清液，加AgNO3‎ 有稳定的白色沉淀生成，且不溶于稀硝酸 ‎（5）取少量该溶液，加入NaOH溶液 有白色沉淀生成，当NaOH过量时，沉淀部分溶解 由此判断：‎ ‎（1）溶液中一定存在的离子是 ；溶液中肯定不存在的离子是：‎ ‎（2）为进一步确定其它离子，应该补充的实验及对应欲检验离子的名称（如为溶液反应，说明使用试剂的名称。不必写详细步骤） ‎ 解析：无色透明溶液，说明原溶液中无Fe2+；取少量该溶液，加几滴甲基橙，溶液变红色，证明有H+，同时无HCO3－；取少量该溶液加热浓缩，加Cu片和浓硫酸，加热有无色气体产生，气体遇空气可以变成红棕色，说明有NO3－，无I－和Fe2+；取少量该溶液，加BaCl2溶液，有白色沉淀生成，说明有SO42－，无Ba2+，取（3）中的上层清液，加AgNO3有稳定的白色沉淀生成，且不溶于稀硝酸，并不能说明有Cl－，因为前面反应加进了Cl－；取少量该溶液，加入NaOH溶液，有白色沉淀生成，当NaOH过量时，沉淀部分溶解，说明有Mg2+和Al3+。‎ 答案：（1）NO3－、SO42－ 、Mg2+、Al3+； Fe2+、HCO3－、I－、Ba2+‎ ‎（2）K+的检验可以用焰色反应；Cl－的检验：往溶液中加足量的硝酸钡溶液，过滤后，向滤液中加硝酸银溶液，再加稀硝酸，白色沉淀不溶解。‎ 说明：‎ 无机推断题常见突破点归纳 ‎1. 特殊颜色 ‎（1）火焰颜色 苍白色：H2在C12中燃烧 蓝色：CO在空气中燃烧 ‎ 淡蓝色：H2S、CH4、H2在空气中燃烧 焰色反应：Na+（黄色）、K+（紫色）‎ ‎（2）有色溶液 浅绿色: Fe2+ 黄色: Fe3+ 蓝色:Cu2+ 紫红色:MnO4－‎ ‎（3）有色固体 红色：Cu、Cu2O、Fe2O3 红褐色：Fe（OH）3 绿色： Cu2（OH）2CO3 、 FeSO4·7H2O 蓝色：Cu（OH）2、CuSO4·5H2O 黑色：CuO、FeO、FeS、CuS、MnO2、PbS、炭黑 浅黄色：S、Na2O2、AgBr、 FeS2 黄色：AgI、Ag3PO4 ‎ 白色：Fe（OH）2、CaCO3、BaSO4、AgCl、BaSO3‎ ‎（4）有色气体：‎ 黄绿色：Cl2 红棕色：NO2‎ ‎2. 特殊性质 ‎（1）溶于水显碱性的气体或能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体只有NH3‎ ‎（2）在空气中迅速由无色变为红棕色的气体只有NO ‎（3）引起温室效应的气体CO2等, 形成酸雨的气体SO2。‎ ‎（4）遇SCN－ 显红色的只有Fe3+‎ ‎（5）常见的可溶于NaOH溶液的白色沉淀有A1（OH）3和Zn（OH）2，可溶于NaOH溶液的金属氧化物有Al2O3和ZnO。‎ ‎（6）能与盐酸作用产生无色无味的气体，且通入澄清石灰水中能产生白色沉淀的，只有含CO32－或HCO3－的物质。‎ ‎（7）能与盐酸作用产生有刺激性气味的无色气体，且通入品红溶液中能使之褪色，加热又复原的只有含SO32－或HSO3－的物质。‎ ‎（8）能与浓H2SO4、铜片共热产生红棕色气体的晶体只有硝酸盐。‎ ‎（9）通入CO2能产生白色胶状沉淀且不溶于任何酸的溶液中一定含有SiO32－。‎ ‎（10）不溶于水又不溶于稀盐酸或稀硝酸的化合物有：BaSO4（白色）、AgCl（白色）、CuS（黑色）、PbS（黑色）等。‎ ‎（11）有消毒、杀菌和漂白作用的物质有：HClO、H2O2、Na2O2、O3和SO2等。‎ ‎3. 特征反应 ‎（1）能与强酸反应产生气体的物质：‎ 活泼的金属：Na、Al、Zn等；不稳定的弱酸盐：碳酸盐、碳酸氢盐、硫化物、亚硫酸盐等。‎ ‎（2）能与强碱或其溶液反应产生气体的物质：‎ 单质：Al、Si；盐类：铵盐、羧酸盐（与碱石灰共热）等。‎ ‎（3）既能与强酸又能与强碱溶液反应的物质：金属单质：Al、Zn等；两性氧化物：Al2O3、ZnO等；氢氧化物：Al（OH）3、Zn（OH）2等；弱酸的铵盐：NH4HCO3、（NH4）2CO3、（NH4）2S、（NH4）2SO3等；弱酸的酸式盐：NaHCO3、NaHS、NaHSO3、氨基酸和蛋白质等。‎ ‎（4）能够连续氧化的反应：Na、S、N、C等元素的单质或化合物。‎ ‎（5）双水解反应：含有弱碱阳离子（如：Al3＋、Fe3＋）与含有弱酸阴离子（如：HCO3－、CO32－、HS－、S2－、ClO－、AlO2－等）‎ ‎4. 常见的工业生产：石灰石高温煅烧、氯碱工业、漂白粉的制取、接触法制硫酸、合成氨工业、氨催化氧化制硝酸、电解法制金属（镁、铝）等。‎ 无机综合：‎ 无机综合题一般以环境、能源、生产、生活中的化学为框架，设计必要的信息，要求学生在理解元素及其化合物的基础上，对题中所给的信息，特别是那些数据所蕴含的化学意义要去分析和理解，找到它们与所需解决问题的内在关系。同时，还要求学生对化学实验的基本操作、物质的分离与提纯、误差分析等相关内容有较好的认识。‎ ‎［例7］ 火力发电厂燃煤排烟，释放出大量的氮氧化物、二氧化硫和二氧化碳等气体。北京某热电厂同时具有烟气脱硝、脱硫、二氧化碳捕集（脱碳）设施，成为高效、节能、绿色环保燃煤电厂。请回答：‎ ‎（1）脱硫方法：碳酸钙（CaCO3）作吸收剂与水配制成浆液，在吸收塔中洗涤烟气并吸收SO2，得到产品石膏（CaSO4 •2H2O），生产流程是：‎ 其中属于复分解反应的化学方程式是 ；属于氧化还原反应的方程式是 。‎ ‎（2）脱碳方法：‎ ①二氧化碳转化为甲醇。反应的化学方程式是 CO2+3H2CH3OH+H2O ，图例7是改变温度时化学反应速率随时间的变化示意图，则反应的正反应方向是______热（填“吸”或“放”）反应。‎ ②二氧化碳转化为其它能源物质。一定条件下，将‎1 L CO2与‎4 L H2混合，恰好完全反应生成某种烃，反应的化学方程式是______________________________________。‎ ③烟气喷氨脱碳技术。喷淋氨水吸收过量的二氧化碳所得产物的名称是 ，该产物与过量的NaOH溶液共热产生的气体可循环使用，其离子反应方程式是 。‎ ‎（3）脱硝方法：催化还原法，用CO（NH2）2‎ ‎（尿素）作还原剂，在加热条件下催化还原氮氧化物，1mol CO（NH2 ）2反应时失去6 mol电子，尿素与二氧化氮反应的化学方程式是___________________________________________________________________。‎ 解析：本题考查的是以SO2环境污染的治理为主体的无机综合题。（1）按照题意，用CaCO3脱硫时，由H2SO3→CaSO3的过程为复分解反应，方程式为：H2SO3＋Ca（OH）2＝CaSO3↓＋2H2O；而由CaSO3→CaSO4的过程为氧化还原反应，方程式为：2CaSO3＋O2＝2CaSO3。‎ ‎（2）①中根据题给信息，温度升高，平衡逆向移动，说明正反应是放热反应；②根据信息，结合质量守恒定律，可知：CO2＋4H2＝CH4＋2H2O；③用喷淋氨水吸收过量的CO2时，由于酸过量，故产物为酸式盐：CO2＋NH3＋H2O＝NH4HCO3，产物与过量的NaOH溶液共热时的方程式为：2NaOH＋NH4HCO3＝Na2CO3＋NH3↑＋2H2O。放出的NH3可以循环利用。‎ ‎（3）用CO（NH2）2（尿素）作还原剂还原氮氧化物，1mol CO（NH2）2反应时失去6 mol电子，根据得失电子守恒，可写出尿素与NO2反应的方程式：‎ CO（NH2）2＋2NO2＝2N2↑＋CO2↑＋3H2O 答案：（1）H2SO3＋Ca（OH）2＝CaSO3↓＋2H2O；2CaSO3＋O2＝2CaSO3‎ ‎（2）①放热反应；②CO2＋4H2＝CH4＋2H2O；‎ ‎③碳酸氢铵，2NaOH＋NH4HCO3＝Na2CO3＋NH3↑＋2H2O ‎（3）CO（NH2 ）2＋2NO2＝2N2↑＋CO2↑＋3H2O ‎［例8］ MnO2和锌是制造干电池的主要原料。某地有软锰矿和闪锌矿两座矿山，它们的主要成份为：‎ 软锰矿：MnO2含量≥65% Al2O3含量为4%‎ 闪锌矿：ZnS含量≥80% FeS、 CuS、 CdS含量各为2%‎ 电解法生产MnO2传统的工艺主要流程为：软锰矿加煤还原焙烧；用硫酸浸出焙烧料；浸出液经净化后再进行电解，MnO2在电解池的阳极析出。‎ 电解锌的传统生产工艺为：闪锌矿高温氧化脱硫再用热还原法还原得粗锌：‎ ‎2ZnS＋O22ZnO＋2SO2 ‎2C＋O22CO ZnO＋COZn（g）＋CO2‎ 将用热还原法制得的粗锌溶于硫酸，再电解ZnSO4溶液可生产纯度为99.95%的锌。‎ 现在生产MnO2和锌的新工艺主要是通过电解获得MnO2和锌，副产品是硫、金属铜和镉。简化流程图如下：‎ 试回答下列问题：‎ ‎（1）Zn的原子序数为30，它在元素周期表中的位置是 ；软锰矿、闪锌矿粉末与硫酸溶液共热时析出硫的反应为氧化－还原反应，例如：MnO2＋ZnS＋2H2SO4＝MnSO4＋ZnSO4＋S↓＋2H2O，据此写出MnO2在酸性溶液中与FeS发生氧化－还原反应的化学方程式 　　　　 ；软锰矿中Al2O3溶于硫酸的离子方程式 ；由滤渣甲回收硫黄的实验方法是 ；‎ ‎（2）用离子方程式表示浸出液A与适量Zn粉作用得到滤液B与滤渣乙的过程 ‎（3）滤渣丙的化学成分是 ；‎ ‎（4）用铁和铂电极电解MnSO4和ZnSO4的混合溶液可以得到Zn和MnO2，电解时，铁做 极，铁极发生的电极反应式为 。‎ ‎（5）试从环境保护和能量消耗的角度评价90年代新工艺有哪些优点 解析：本题是以工业上从闪锌矿和软锰矿为原料制取锰和锌的工艺流程为信息的无机综合题。分析题示流程图：软锰矿粉与闪锌矿粉与稀硫酸混合反应：‎ MnO2＋ZnS＋2H2SO4＝MnSO4＋ZnSO4＋S↓＋2H2O，得到固体S和其他不溶性固体杂质，由于S在‎300℃‎ 以上时变成气态，而其他杂质的沸点很高，故可用加热的方法从滤渣甲中回收硫。滤液A为MnSO4和ZnSO4以及少量的含有Cu、Cd离子的盐溶液，由于它们的金属性小于锌，故可用锌粉把Cu、Cd从它们的盐溶液中置换出来，得滤渣乙和滤液B，从而回收铜、镉等金属。此时，滤液B中除MnSO4和ZnSO4外还有少量的铁和铝的盐离子，由于Fe3＋、Al3＋离子在水溶液中极易水解，故可通过加入ZnCO3、MnCO3、ZnO等难溶性锌和锰的碳酸盐或氧化物的方法降低溶液中的H＋浓度，使形成Fe（OH）3，Al（OH）3沉淀析出，得滤渣丙。最后电解MnSO4和ZnSO4溶液，此时用铁作阴极、惰性电极作阳极。阴极反应为：Zn2＋＋2e－＝Zn，阳极反应为：Mn2＋＋2H2O－2e－＝MnO2＋4H＋。从而得到纯净的锌和MnO2。‎ 答案 （1）第四周期ⅡB族；MnO2＋2FeS＋6H2SO4＝Fe2（SO4）3＋3MnSO4＋2S¯＋6H2O，‎ Al2O3＋6H＋＝2Al3＋＋3H2O ， 加热 ‎（2）Zn＋Cu2＋＝Cu＋Zn2＋ Zn＋Cd2＋＝Cd＋Zn2＋ Zn＋2Fe3＋＝2Fe2＋＋Zn2＋‎ ‎（3）Fe（OH）3，Al（OH）3； （4）阴极；Zn2++2e－=Zn ‎ ‎（5）从环境保护角度评价：无SO2对大气的污染；从能量消耗角度评价：无高温焙烧热污染，不需要高温焙烧节约燃料。‎