高考化学一轮冲刺培优计划“题在书外,理在书中”的陌生元素.pdf
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1、三、拓展点 “题在书外,理在书中”的陌生元素 铍及其化合物的 特性 铍和铝有相似的化学性质 1二者均不仅能溶于酸溶液,也能溶于碱溶液,放出H2。 Be2NaOH 2H2O=Na2Be(OH)4H2 或 Be2NaOH=Na 2BeO2 H2; 2Al2NaOH 6H2O=2NaAl(OH)43H2 或 2Al2NaOH 2H2O=2NaAlO 23H2。 2二者的氢氧化物均为两性氢氧化物,易溶于强碱溶液。 Be(OH)22NaOH=Na2Be(OH)4 或 Be(OH) 22NaOH=Na2BeO22H2O; Al(OH)3NaOH=NaAl(OH)4 或 Al(OH) 3NaOH=NaAlO
2、22H2O。 3BeCl2和 AlCl3均为共价化合物,易升华,易溶于有机溶剂。 4铍、铝与冷的浓硝酸接触,发生“钝化”现象。 5铍、铝的盐都易水解。 示例1铝、铍及其化合物具有相似的化学性质,已知反应:BeCl2 Na2BeO2 2H2O=2NaCl 2Be(OH)2能完全进行,则下列推断正确的是 () ABe(OH)2既能溶于盐酸,又能溶于 NaOH 溶液 B BeCl2水溶液的导电性强,故 BeCl2是离子化合物 CNa2BeO2溶液的 pH7 ,将其蒸干并灼烧后得到的残留物为 BeO DBeCl2溶液的 pH7 ,将其蒸干并灼烧后得到的残留物是 BeCl2 分析 铝、 铍及其化合物具有
3、相似的化学性质,Be(OH2)与 Al(OH)3性质相似,Be(OH)2 既能溶于盐酸,又能溶于NaOH 溶液, A 正确;某些共价化合物水溶液的导电性也较强, B 错误; Na2BeO2溶液蒸干灼烧后得到 Na2BeO2, C 错误; BeCl2溶液 pH7 ,蒸干并灼烧 后得到的残留物是BeO,D 错误。 答案 A 锌及其化 合物 1锌及其化合物“心连心 ” 2金属锌的化学性质 (1)与空气中的水、CO2、O2反应 CO22O23H2O4Zn=ZnCO3 3Zn(OH)2 (2)与大多数非金属反应 2ZnO2= 2ZnO ,ZnX2= ZnX2(X 为 F、Cl、Br 、I) (3)与酸、
4、碱的反应 Zn2HCl=ZnCl2 H2 Zn2H2O2NaOH=Na2Zn(OH)4 H2 或 Zn 2NaOH=Na 2ZnO2 H2 (4)与盐溶液的置换反应 ZnCu 2=CuZn2 3氧化锌 两性氧化物 ZnO 2HCl=ZnCl2 H2O ZnO 2NaOH H2O=Na2Zn(OH)4 或 ZnO 2NaOH=Na 2ZnO2H2O 4氢氧化锌 两性氢氧化物 (1)两性 Zn(OH)22H =Zn22H 2O Zn(OH)22OH =Zn(OH) 4 2 或 Zn(OH) 2 2OH =ZnO 2 2 2H2O (2)受热分解 Zn(OH)2= ZnOH2O (3)制法 Zn 2
5、Zn(OH) 4 2=2Zn(OH) 2 或 Zn 2 ZnO2 2 2H2O=2Zn(OH) 2 5锌盐 (1)ZnSO4 与可溶性钡盐反应 ZnSO4BaCl2=ZnCl2BaSO4 与强碱溶液反应 ZnSO4溶液中加入少量 NaOH 溶液: Zn 22OH =Zn(OH)2 ZnSO4溶液中加足量 NaOH 溶液: Zn 24OH =Zn(OH)4 2 或 Zn 2 4OH=ZnO2 2 2H2O 与 Na2Zn(OH) 4或 Na2ZnO2反应生成 Zn(OH) 2沉淀。 (2)Na2Zn(OH)4或 Na2ZnO2 与少量盐酸反应: Na2Zn(OH)42HCl=Zn(OH)2 2N
6、aCl 2H2O 或 Na2ZnO 2 2HCl=Zn(OH)2 2NaCl 与足量盐酸反应: Na2Zn(OH)44HCl=ZnCl22NaCl 4H2O 或 Na2ZnO 2 4HCl=ZnCl22NaCl 2H2O 与少量CO2反应: Na2Zn(OH)4CO2=Zn(OH)2 Na2CO3H2O 或 Na2ZnO2 CO2H2O=Zn(OH) 2 Na2CO3 与足量CO2反应: Na2Zn(OH)42CO2=Zn(OH)2 2NaHCO3 或 Na2ZnO 2 2H2O 2CO2=Zn(OH)2 2NaHCO3 与可溶性锌盐发生相互促进的水解反应,生成Zn(OH) 2沉淀。 示例2锌
7、和铝都是活泼金属,其氢氧化物既能溶于强酸溶液,又能溶于强碱溶液, 但是 Al(OH) 3不溶于氨水,而 Zn(OH) 2能溶于氨水,生成 Zn(NH 3)4 2。 回答下列问题: (1)单质铝溶于NaOH 溶液后,溶液中铝元素的存在形式为_(用化学式表示)。 (2)写出锌和NaOH溶液反应的离子方程式: _ _ 。 (3)下列各组中的两种溶液,用相互滴加的实验方法可以鉴别的是_(填序号 )。 Al2(SO4)3和 NaOH Al2(SO4)3和氨水 ZnSO4和 NaOH ZnSO4和氨水 (4)写出可溶性铝盐和氨水反应的离子方程式: _ _ 。 试 解 释 实 验 室 不 宜 用 可 溶 性
8、 锌 盐 与 氨 水 反 应 制 取 氢 氧 化 锌 的 原 因 : _ 。 分析 (1)Al 与 NaOH 溶液反应生成NaAl(OH)4或 NaAlO2。 (2)锌与 NaOH 溶液反应的离子方程式为 Zn2OH 2H 2O=Zn(OH)4 2 H 2 或 Zn 2OH =ZnO2 2 H2 (3)Al2(SO4)3与 NaOH 溶液滴加顺序不同,现象不同,可鉴别; Al2(SO4)3与氨水滴 加顺序不同,现象相同,不可鉴别;ZnSO4与 NaOH 溶液滴加顺序不同,现象不同,可 鉴别; ZnSO4与氨水滴加顺序不同,现象不同,可鉴别。 (4) 可 溶 性 铝 盐 与 氨 水 反 应 生
9、成Al(OH)3, 反 应 的 离 子 方 程 式 为 Al 3 3NH3 H2O=Al(OH)3 3NH 4,因 Zn(OH)2能溶于氨水,故在实验室里不能用可溶性锌 盐与氨水反应制取Zn(OH) 2。 答案 (1)Al(OH)4 (或 AlO 2) (2)Zn 2OH 2H 2O=Zn(OH)4 2H 2 (或 Zn2OH =ZnO2 2 H 2 ) (3) (4)Al 33NH 3 H2O=Al(OH)3 3NH 4 可溶性锌盐与氨水反应产生的Zn(OH) 2可 溶于过量氨水中,生成Zn(NH 3)4 2,氨水的用量不易控制 其他具有金属性和非金属性的元素 Cr 和 B 1铬的氧化物与氢
10、氧化物 (1)Cr2O3和 Cr(OH)3显两性,其转化关系如下: Cr 3(紫色 ) OH H Cr(OH)3(灰蓝色 ) OH H Cr(OH)4 (绿色 ) 反应的离子方程式: Cr 33OH=Cr(OH) 3 Cr(OH) 3OH =Cr(OH) 4 Cr 34OH =Cr(OH)4 Cr(OH) 4 H=Cr(OH) 3 H2O Cr(OH) 33H =Cr33H 2O Cr(OH)4 4H=Cr34H 2O (2)铬( )最重要的化合物为K2Cr2O7,在水溶液中 Cr2O 2 7 和 CrO 2 4 存在下列平衡: 2CrO 2 4 2H Cr2O 2 7 H 2O (黄色 )(
11、橙红色 ) 在碱性溶液中,Cr(OH) 4 可以被过氧化氢氧化成 CrO 2 4 。在酸性溶液中CrO 2 4 转变 为 Cr 2O 2 7 。 2硼及其化合物 (1)转化关系 (2)相应步骤涉及的反应 硼镁矿与烧碱溶液反应生成可溶于水的偏硼酸钠(NaBO2)和 Mg(OH) 2: 2MgO B2O32NaOH H2O=2NaBO22Mg(OH)2 向偏硼酸钠溶液中通入CO 2使 NaBO2转化成硼砂: 4NaBO2CO210H2O=Na2B4O5(OH)4 8H2O Na2CO3 将硼砂与硫酸反应,得到硼酸: Na2B4O5(OH)4 8H2OH2SO4=4H3BO3Na2SO45H2O 硼
12、酸加热分解得到氧化硼: 2H3BO3= B2O33H2O 用镁或铝还原B2O3制得硼: B2O33Mg= 3MgO 2B 硼和 NaOH 溶液反应生成NaBO 2(或 NaB(OH)4)和 H2: 2B2NaOH 2H2O=2NaBO23H2 或 2B 2NaOH 6H2O=2NaB(OH) 4 3H2 示例3以铬铁合金 (含少量Co、Ni、C 等元素 )为原料制备Cr2O3并获得副产品 FeC2O4 2H2O 的工艺流程如下: (1)工业上酸溶时通常用硫酸而不用盐酸的原因是 _ _ 。 (2)已知滤渣2 的主要成分是CoS 和 NiS,则滤渣1 的主要成分是_(填化学式 )。 (3)在加入
13、Na2S除杂前需将溶液pH 调到 4 左右, Cr 3、Fe2浓度与溶液 pH 之间的关 系如图,分析pH 调至4 左右的原因:pH过小,加入Na2S 后会产生 H2S 并逸出; _ _ 。 (4)已知 Cr(OH)3是两性氢氧化物,若沉铬时 pH 过大,则Cr(OH) 3会转化为 CrO 2, 该反应的离子方程式为_ ;证明 Cr(OH)3沉淀洗涤干净的方法是 _ _ 。 分析 (1)硫酸属于难挥发性酸,价格相对盐酸便宜,盐酸属于挥发性酸,使用盐酸会 提高成本,因此工业上一般使用硫酸;(2)滤渣 2 的成分是CoS 和 NiS,根据铁铬合金中的 成分,酸溶时,只有C 不与稀硫酸反应,因此滤渣
14、1 的成分是C;(3)根据题意, pH 过小, 加入 Na2S 后会产生 H2S并逸出, pH 过大,根据图像,Cr 3、Fe2在溶液中的浓度降低, 说明 Cr 3和 Fe2 转化成沉淀,因此pH 过大, Cr 3、Fe2会沉淀; (4)Cr(OH) 3表现两性, 与碱反应的离子方程式为Cr(OH) 3OH =CrO 22H2O,沉铬过程中溶液中含有SO 2 4 , 因此要证明沉淀已洗净,即证明溶液中不含SO 2 4,具体操作是取少量最后一次洗涤液于试 管中,滴加BaCl2溶液,若无明显现象,则说明沉淀已洗涤干净。 答案 (1)硫酸价格便宜,是难挥发性酸,盐酸易挥发(2)C(3)pH 过大,
15、Cr 3、Fe2 会沉淀(4)Cr(OH) 3 OH =CrO 2 2H2O取少量最后一次洗涤液于试管中,滴加 BaCl2溶液,若无明显现象,则说明沉淀已洗涤干净 (或其他合理答案) 专项增分集训 1碲是 A 族元素,其单质和化合物在化工生产等方面具有广泛地应用。 (1)TeO2是两性氧化物,微溶于水,可溶于强酸或强碱。 TeO2和 NaOH溶液发生反应 的离子方程式为_ _ 。 (2)从粗铜精炼的阳极泥(主要含有Cu2Te)中提取粗碲的一种工艺流程如图: 已知加压酸浸时控制溶液的pH 为 5.0, 生成 TeO2沉淀。如果 H2SO4溶液浓度过大, 产生的后果是_ _ 。 “加压酸浸”中为什
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