高三化學(xué)一輪專題復(fù)習(xí)講義

元素及其化合物

非金屬及其化合物(一、碳硅鹵素及其重要化合物)

【復(fù)習(xí)目標(biāo)】

1.構(gòu)建碳、硅、鹵素及其重要化合物性質(zhì)及用途的知識(shí)體系，形成知識(shí)立體網(wǎng)絡(luò)。

2.加強(qiáng)這部分知識(shí)的綜合運(yùn)用，提升學(xué)生的綜合能力。

【重點(diǎn)突破】

碳、硅、鹵素及其重要化合物性質(zhì)這部分知識(shí)在流程圖題中的綜合運(yùn)用

【真題再現(xiàn)】

例1.(2016?江蘇16)以電石渣[主要成分為Ca(OH)2和CaCCh]為原料制備KCICh的流程如

下：

H2OCl2KC1

電石渣一*打漿—?氯化一?過濾一*轉(zhuǎn)化—……—KCICh固體

濾渣

(1)氯化過程控制電石渣過量，在75。(3左右進(jìn)行。氯化時(shí)存在CL與Ca(OH)2作用生

成Ca(C10)2的反應(yīng),Ca(C10)2進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為Ca(C103)2,少量Ca(C10)2分解為CaCl2

和。2。

①生成Ca(C10)2的化學(xué)方程式為。

②提高CL轉(zhuǎn)化為Ca(C103)2的轉(zhuǎn)化率的可行措施有(填序號(hào))。

A.適當(dāng)減緩?fù)ㄈ隒L速率B.充分?jǐn)嚢铦{料C.加水使Ca(OH)2完全溶解

(2)氯化過程中C12轉(zhuǎn)化為Ca(C103)2的總反應(yīng)方程式為

6Ca(OH)2+6C12==Ca(ClO3)2+5CaC12+6H2。,氯化完成后過濾。

70

60

(50

0

X

孝40

0

一

。30

也

溪

斐20

10

020406080100

溫度("C)

①濾渣的主要成分為(填化學(xué)式)。

②濾液中Ca(C103)2與CaCb的物質(zhì)的量之比?[Ca(C103)2]：?[CaCl2]1：5(填

“>”、或“=”)。

(3)向?yàn)V液中加入稍過量KC1固體可將Ca(C103)2轉(zhuǎn)化為KC1O3,若溶液中KCICh的

含量為lOOg-L1,從該溶液中盡可能多地析出KCICh固體的方法是0

解析：(1)①2cl2+2Ca(OH)2=Ca(ClO)2+CaC12+2H2。②A項(xiàng)，適當(dāng)減緩CL通入速率可以

使Cb被Ca(0H)2充分吸收而反應(yīng)，可以提高CL的轉(zhuǎn)化率，正確；B項(xiàng)，充分?jǐn)嚢铦{

料可以增大反應(yīng)物的接觸面積，使Cb被Ca(0H)2充分吸收而反應(yīng)，可以提高CL的轉(zhuǎn)

化率，正確；C項(xiàng)，加水使Ca(0H)2完全溶解，Ca(0H)2濃度降低，不利于吸收，錯(cuò)誤。

(2)①CaCCh不溶于水，與CL不反應(yīng)，Ca(0H)2微溶，因此濾渣的主要成份為CaCCh、

Ca(OH)2=②由于CL還能于Ca(0H)2反應(yīng)生成Ca(ClO)2、CaCb、H20,因此濾液中

Ca(ClO3)2與CaCb的物質(zhì)的量之比?[Ca(C103)2]：?[CaCl2]<l：5。(3)根據(jù)圖像可

知氯酸鉀的溶解度受溫度影響最大，因此從該溶液中盡可能多地析出KC103固體的方

法是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶。

答案：(1)?2C12+2Ca(OH)2=Ca(ClO)2+CaC12+2H2O②AB

(2)①CaCCh、Ca(OH)2②<

(3)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶

小結(jié):無機(jī)工業(yè)流程題能夠以真實(shí)的工業(yè)生產(chǎn)過程為背景,體現(xiàn)能力立意的命題為指導(dǎo)思想,

能夠綜合考查學(xué)生各方面的基礎(chǔ)知識(shí)及將已有知識(shí)靈活應(yīng)用在生產(chǎn)實(shí)際中解決問題的

能力，所以這類題成為近年來高考的必考題型。流程題的解題思路為：明確整個(gè)流程

及每一部分的目的一仔細(xì)分析每步反應(yīng)發(fā)生的條件以及得到的產(chǎn)物的物理或化學(xué)性質(zhì)

一結(jié)合基礎(chǔ)理論與實(shí)際問題思考一注意答題的模式與要點(diǎn)。

解決本類題目的基本方法和步驟為：(1)從題干中獲取有用信息，了解生產(chǎn)的產(chǎn)品。(2)

然后整體瀏覽一下流程，基本辨別出預(yù)處理、反應(yīng)、提純、分離等階段。(3)分析流程

中的每一步驟。

從以下幾個(gè)方面了解流程：①反應(yīng)物是什么；②發(fā)生了什么反應(yīng)；③該反應(yīng)造成了什么

后果，對(duì)制造產(chǎn)品有什么作用。抓住一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：一切反應(yīng)或操作都是為獲得產(chǎn)品而服

務(wù)。

【知能整合】

1.碳、硅及其重要化合物

硅元素的非金屬性不強(qiáng)，但其具有“親氧”特性，使硅元素在自然界中沒有游離態(tài)，只有

化合態(tài)，其主要以二氧化硅和硅酸鹽的形式存在。對(duì)于碳、硅兩元素，復(fù)習(xí)時(shí)應(yīng)從以下幾個(gè)

方面掌握：

-40+2+4

(1)理清知識(shí)主線CH4-C—CO-C02

~40+4+4

SiH4-Si^SiO2(H2SiO3)

2.鹵素及其重要化合物

-10+1+3+5+7

(1)理清知識(shí)主線HC1—Cl2THe10—HC102—HC103THe104

(2)形成網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建

H2SO4Br2I2CuCl2FeClFeCl2

SO.HONaBrKI

22Fe

NaClO-~氈也氏NH3

HC1：NH4C1

MnO2%

CO+

NaOH2\Na

AgNO

H2O^?$XNaOH3

Ca(OH)2

光照CO2+H2O廠/cc、AgN€)3

。2-兀HC1O--------------Ca(ClO)2NaCrAgCl

例2.CO2的資源化對(duì)于構(gòu)建低碳社會(huì)具有重要意義。

(1)在太陽能的作用下，缺鐵氧化物如［Feo.Q］能分解CO2,其過程如圖1所示。過程

①的化學(xué)方程式是.O在過程②中每產(chǎn)生1

molO2,轉(zhuǎn)移電子

圖1

(2)高溫電解CO2和H2O是一種制備清潔燃料的新技術(shù)，其原理如圖2所示。電極a

圖2

(3)利用C02制備CH3OH的反應(yīng)如下：

反應(yīng)a：CO2(g)+H2(g)^^CO(g)+H2O(g)A7/i=+41.19kJmo「i

1

反應(yīng)b：CO(g)+2H2(g)^^CH3OH(g)A^2=-90.77kJ-mol

反應(yīng)c：CO2(g)+3H2(g)^CH3OH(g)+H2O(g)A7/3

AH3=kJ,mo「,反應(yīng)c的平衡常數(shù)表達(dá)式K=

⑷CO2是廉價(jià)的碳資源,將其甲烷化具有重要意義。其原理:CO2(g)+4H2(g)-CH4(g)

1

+2H2O(g)A^=-412.5kJmoF,其他條件不變，壓強(qiáng)對(duì)CCh的轉(zhuǎn)化率及CW

的選擇性的影響如圖3所示。CH4的選擇性=匚d’的物色吃…*100%，CO2

反應(yīng)的CO2的物質(zhì)的量

甲烷化反應(yīng)選擇0.1MPa(1個(gè)大氣壓)而不選擇更高壓強(qiáng)的原因是=

解析：(1)根據(jù)圖1所示，過程①是Feo,gO和C02反應(yīng)生成Fe3O4和C,化學(xué)方程式是1OFeo.90

+C02型睡3Fe3CU+C；過程②中Fe3O4-。2,氧元素化合價(jià)由-2升高為0,每產(chǎn)生

1mol02,轉(zhuǎn)移電子4m01。(2)根據(jù)圖2所示，電極a上丹0得電子生成H2,CCh得

電子生成CO,電極反應(yīng)式是H2O+2e-=H2+O2-和CG)2+2e-==CO+O2-。(3)反

1

應(yīng)a：CO2(g)+H2(g)^=^CO(g)+H2O(g)A/7i=+41.19kJ-moF反應(yīng)b：CO(g)+

1

2H2(g)^=^CH3OH(g)AH2=-90.77kJmor反應(yīng)c：CO2(g)+3H2(g)^^CH3OH(g)

+H2O(g)Aft根據(jù)蓋斯定律反應(yīng)a+b得CO2(g)+3H2(g)-CH30H(g)+H20(g)

A〃3=+4L19kJ-mo「-90.77kJ-moF』一49.58kJ-mo「，反應(yīng)c的平衡常數(shù)表達(dá)式K

="C及H)：(H吸⑷根據(jù)圖示，在QiMPa時(shí)，CO2的轉(zhuǎn)化率及CH4的選擇性較高，

C(CO2)CJ(H2)

加壓CO2的轉(zhuǎn)化率及CH4的選擇性變化不大，且加壓會(huì)增大投資和能耗，CO2甲烷化

反應(yīng)選擇0.1MPa(1個(gè)大氣壓)而不選擇更高壓強(qiáng)。

答案：(1)1OFeo,90+CO2^E>3Fe3O4+C4

2

(2)CO2+2e=CO+O

(3)_4958C(CH3OH)C(H2O)

3

C(CO2)C(H2)

(4)在0.1MPa時(shí)，CO2的轉(zhuǎn)化率及CH4的選擇性較高，加壓CCh的轉(zhuǎn)化率及

的選擇性變化不大，且加壓會(huì)增大投資和能耗

小結(jié)：注重設(shè)計(jì)新的情境，提高學(xué)生分析問題、解決能力的能力。例如：結(jié)合題給信息，將

氧化還原的基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行綜合運(yùn)用。結(jié)合圖示信息，書寫電極反應(yīng)式時(shí)，應(yīng)用。2一來

配電荷守恒。同時(shí)運(yùn)用蓋斯定律進(jìn)行的相關(guān)計(jì)算。同時(shí)對(duì)化學(xué)平衡的相關(guān)知識(shí)進(jìn)

行了綜合運(yùn)用與考查。將書本上的知識(shí)進(jìn)行升華與提高。

【體系再構(gòu)】

【隨堂反饋】

基礎(chǔ)訓(xùn)練

1.下列是部分礦物資源的利用及產(chǎn)品流程，有關(guān)說法不正建的是

-----*除雜-------電解.

---鋁土礦A12O3A1

礦

0,---------Cu2S-^->Cu（fi）-也Cu（精）

______荷溫

物——黃銅礦

周溫------?Fe0+S02+ri§

資+C-1）Cl,/A+H,

----石英一高溫fSi（粗）一2）提純一"Si"高、-Si（純）

源

純堿+石英砂,小.

----石灰石

A.粗銅電解精煉時(shí)，粗銅作陽極

B.生產(chǎn)鋁、銅、高純硅及玻璃過程中都涉及氧化還原反應(yīng)

C.黃銅礦冶銅時(shí)，副產(chǎn)物SO2可用于生產(chǎn)硫酸，F(xiàn)eO可用作冶鐵的原料

D.粗硅制高純硅時(shí)，提純四氯化硅可用多次分儲(chǔ)的方法

2.下列有關(guān)從海帶中提取碘的實(shí)驗(yàn)原理和裝置能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?/p>

A.用裝置甲灼燒碎海帶

B.用裝置乙過濾海帶灰的浸泡液

C.用裝置丙制備用于氧化浸泡液中「的C12

D.用裝置丁吸收氧化浸泡液中「后的CL尾氣

3.通過海水晾曬可以得到粗鹽，粗鹽除含有NaCl外，還含有MgCL、CaCL、Na2s。4以及

泥沙等雜質(zhì)。以下是某興趣小組制備精鹽的實(shí)驗(yàn)方案，各步操作流程如圖。下列說法正確

的是

廣沉淀

BaCl?NaOHNazCO?」蒸發(fā)、結(jié)

粗鹽

①過量過量過量⑤［、舟加鹽酸晶、烘干

」濾液丁

②③④精鹽

A.實(shí)驗(yàn)過程中①、⑤步驟的操作分別是溶解、過濾

B.實(shí)驗(yàn)過程中步驟④的目的僅是除去溶液中的Ca2+

C.實(shí)驗(yàn)過程中步驟⑦中的蒸發(fā)所用到的儀器是酒精燈、玻璃棒、燒杯、鐵架臺(tái)（帶鐵

圈）

D.實(shí)驗(yàn)過程中②、④步驟互換，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果不影響

4.氯可形成多種含氧酸鹽，廣泛應(yīng)用于殺菌、消毒及化工領(lǐng)域。實(shí)驗(yàn)室中利用下圖裝置（部

分裝置省略）制備KClCh和NaClO,探究其氧化還原性質(zhì)。

回答下列問題：

⑴盛放MnO2粉末的儀器名稱是，a中的試劑為。

(2)b中采用的加熱方式是,c中化學(xué)反應(yīng)的離子方程式是，

采用冰水浴冷卻的目的是。

(3)d的作用是，可選用試劑(填標(biāo)號(hào))。

A.Na2sB.NaClC.Ca(OH)2D.H2SO4

(4)反應(yīng)結(jié)束后，取出b中試管，經(jīng)冷卻結(jié)晶，,，干燥，得到

KCICh晶體。

(5)取少量KC103和NaClO溶液分別置于1號(hào)和2號(hào)試管中，滴加中性KI溶液。1

號(hào)試管溶液顏色不變。2號(hào)試管溶液變?yōu)樽厣?，加入CC14振蕩，靜置后CC14層顯一

色。可知該條件下KCICh的氧化能力NaClO(填“大于”或“小于”)。

拓展訓(xùn)練

5.(2022?南京三模)2022年2月，我國北京成功舉辦了第24屆冬季奧運(yùn)會(huì)。下列有關(guān)說

法正確的是)

A.速滑館“冰絲帶”使用二氧化碳制冷劑制冰，該制冰過程屬于化學(xué)變化

B.火炬“飛揚(yáng)”使用H2作燃料，火焰呈黃色是因?yàn)樵趪娍诟駯盘幫坑锈淃}

C.吉祥物“冰墩墩”外殼使用有機(jī)硅橡膠材料，該材料屬于硅酸鹽材料

D.賽事服務(wù)用車使用氫燃料電池車代替普通燃油車，有利于實(shí)現(xiàn)“碳中和”

6.(2020?江蘇)CCh/HCOOH循環(huán)在氫能的貯存/釋放、燃料電池等方面具有重要應(yīng)用。

(1)CO2催化加氫。在密閉容器中，向含有催化劑的KHCCh溶液(CO2與KOH溶液

反應(yīng)制得)中通入H2生成HCOCT,其離子方程式為；

其他條件不變，HCO3轉(zhuǎn)化為HCOCT的轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如圖1所示。反應(yīng)溫

度在40?80。＜3范圍內(nèi)，HCO9催化加氫的轉(zhuǎn)化率迅速上升，其主要原因是

圖1

(2)HCOOH燃料電池。研究HCOOH燃料電池性能的裝置如圖2所示，兩電極區(qū)間

用允許K+、H+通過的半透膜隔開。

半透膜

圖2

①電池負(fù)極電極反應(yīng)式為；放電過程中需補(bǔ)充的

物質(zhì)A為(填化學(xué)式)。

②圖2所示的HCOOH燃料電池放電的本質(zhì)是通過HCOOH與O2的反應(yīng)，將化學(xué)

能轉(zhuǎn)化為電能，其反應(yīng)的離子方程式為。

(3)HCOOH催化釋氫。在催化劑作用下，HCOOH分解生成CO2和H2可能的反應(yīng)機(jī)

理如圖3所示。

圖3

①HCOOD催化釋氫反應(yīng)除生成CO2外，還生成(填化學(xué)式)。

②研究發(fā)現(xiàn)：其他條件不變時(shí)，以HCOOK溶液代替HCOOH催化釋氫的效果更

佳，其具體優(yōu)點(diǎn)是o

【鞏固練習(xí)答案】

1.B2.B3.A

4.(1)圓底燒瓶、飽和食鹽水

(2)水浴加熱、C12+20H-=C10-+Cr+H20,避免生成NaCICh

(3)吸收尾氣(Cb)、AC

(4)過濾、少量(冷)水洗滌

(5)紫、小于

5.D

6.(1)HCO5+H2理㈣HCOCT+HzO溫度升高反應(yīng)速率增大，催化劑的活性增強(qiáng)

(2)①HCOCT+2OIT—2-一HCO3+H2OH2s。4

②2HCOOH+2OIT+O2=2HCO?+21t0(或2HCOO"+O2=2HCOD

(3)①HD②提高釋放氫氣的速率及純度

【課后作業(yè)】

1.如圖是利用二氧化硅制備硅及其化合物的流程，下列說法正確的是

A.SiCh屬于兩性氧化物B.盛放Na2cCh溶液的試劑瓶用玻璃塞

C.硅膠吸水后可重復(fù)再生D.圖中所示的轉(zhuǎn)化都是氧化還原反應(yīng)

2.我國科研人員發(fā)現(xiàn)，在鈣鈦礦活性層中引入稀土Eu3+/Eu2+離子對(duì)，通過循環(huán)反應(yīng)可消除

零價(jià)鉛和零價(jià)碘缺陷，大幅提高鈣鈦礦電池的使用壽命，其原理如圖。下列說法正確的

是

A.Eu3+/Eu2+離子對(duì)在反應(yīng)過程中不斷損耗，需定時(shí)補(bǔ)充

B.消除零價(jià)碘的過程中，Eu3+/Eu2+離子對(duì)發(fā)生還原反應(yīng)

C.消除零價(jià)鉛的反應(yīng)為2Eu3++Pb°=2Eu2++Pb2+

D.整個(gè)過程實(shí)質(zhì)上將電子從I。轉(zhuǎn)移給Pb。

3.KIO3是一種重要的無機(jī)化合物，可作為食鹽中的補(bǔ)碘劑?；卮鹣铝袉栴}:

(1)KI03的化學(xué)名稱是0

(2)利用“KC103氧化法”制備KI03工藝流程如下圖所示：

比0

泄液

“酸化反應(yīng)”所得產(chǎn)物有KH(IO3)2>C12和KClo“逐C12”采用的方法是?！盀V

液”中的溶質(zhì)主要是___?！罢{(diào)pH”中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

(3)KICh也可采用“電解法”制備，裝置如圖所示。

①寫出電解時(shí)陰極的電極反應(yīng)式。

②電解過程中通過陽離子交換膜的離子主要為，其遷移方向是o

③與“電解法，，相比，“KC103氧化法”的主要不足之處有(寫出一

點(diǎn))。

4.元素鈾(Ce)是一種重要的稀土元素。

(1)工業(yè)上用氟碳鈾礦(主要成分為CeFCCh)制備CeCh。焙燒過程中發(fā)生的主要反

應(yīng)的化學(xué)方程式為o

NaHCOa空氣

CeFCO,一誨燒氧化|除雜,CeO2

co2

(2)已知CeCb7H2O在空氣中易被氧化成四價(jià)鈾，反應(yīng)如下：

①CeCb-7H2O(s)=CeCb(s)+7H2O(g)KH\=akJ-moF1

1

@4CeC13(s)+O2(g)+14H2O(g)=4Ce(OH)4(s)+12HCl(g)Aft=6kJmor

③Ce(OH)4(s)=CeO2(s)+2H2O(g)Aft=ckJmor1

則4CeCb-7H2O(S)+O2(g)=4CeO2(s)+12HCl(g)+22H2O(g)NH=?

(3)CeCh是汽車尾氣凈化催化劑中最重要的助劑，工作原理如圖1所示。寫出過程①

發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：。

圖1co的消除過程

Tr"hr

-1

1mol-LCeCl3

圖2電解制備CeC>2

（4）已知Ce（OH）4極易分解，用如圖2所示裝置電解CeCb溶液在陰極區(qū)制得Cech。

電解過程中反應(yīng)體系的pH隨時(shí)間t的變化曲線如圖3所示。

①電解進(jìn)行1h內(nèi)溶液的pH迅速下降，可能原因是.

②請(qǐng)解釋生成CeO2的原理：。

（5）常溫下，當(dāng)溶液中某離子濃度W1.0xi（）-5mol.L-1時(shí)，可認(rèn)為該離子沉淀完全。用

Na2c2。4溶液對(duì)電解后的廢液處理得到Ce2（C2O4）3固體，則應(yīng)保持溶液中c（C2OF）

約為=（己知25。（3時(shí)，Mp[Ce2（C2O4）3]=1010-25）

5.（2022?江蘇學(xué)科基地二聯(lián)）某化學(xué)興趣小組同學(xué)展開對(duì)漂白劑亞氯酸鈉（NaClOz）的研究。

實(shí)驗(yàn)室制取亞氯酸鈉的裝置如圖所示：

ABCD

已知：C1O2濃度過高時(shí)易發(fā)生分解。

（1）裝置A中工業(yè)上常用H2c2。4代替Na2s。3來制備C1O2,反應(yīng)的化學(xué)方程式為

2NaClO3+H2C2O4=Na2CO3+CO2?+2C1O2T+H2O,相比較而言，用H2c2。4制備

C1O2,其優(yōu)點(diǎn)為o

（2）裝置C用于制備亞氯酸鈉（NaCICh）,裝置C中發(fā)生的離子方程式為=

裝置C中反應(yīng)為放熱反應(yīng)，在不改變反應(yīng)物濃度和體積及攪拌速率的條件下，為

了防止溫度過高，實(shí)驗(yàn)中可采取的措施：緩慢滴加濃硫酸、=