第二节　资源综合利用　环境保护教学实录

高三二轮复习-元素化合物综合应用创新题

[课题诠释]无机综合应用题是高考常考的题型之一，它集元素化合物知识、基本概念、基本理论和化学计算等知识于一体，且试题结构紧凑、文字表述少、包含信息多。具有考查面广、创新性强、思维容量大的特点。这种题型能较好地考查考生的综合分析能力和逻辑推理能力。该类型试题层次分明，区分度高，其中无机推断题是一种重要形式，浓缩了元素及其化合物知识，此类试题具有极强的学科特色，题材广、可考查内容多和容易控制卷面难度的题型特点，因而成了高考命题中一种十分重要的命题形式，如2016年浙江理综27题对常见金属Mg、Al、Fe及其化合物性质与转化进行考查；2016年北京理综27题以化学工艺流程形式对铅的化合物性质进行了综合考查。2015年全国卷Ⅱ第28题对消毒剂ClO2的综合考查，全国卷Ⅰ第28题对碘及其化合物的综合考查；2014年新课标全国卷Ⅱ第27题对铅及其化合物进行考查等。2016年全国卷Ⅱ第28题对铁的化合物的性质的综合考查。

一

信息提供型元素化合物创新题

此类题目往往起点高、落点低，考查的是对信息的获取与问题解决能力，解题的关键是理解新信息。当遇到这一类题时，第一步是读题，陌生度较高的信息应逐字逐句地阅读，挖掘关键字，排除定势思维的影响；第二步是联想，在读题的基础上结合题目的问题联想分析考查的知识模块，提取出已学的相关化学知识；第三步是解题，按要求填好相应的问题答案，使化学意义顺畅。

[典题示例] 【示例1】 (解题规范)(2015·浙江理综) Ⅰ.(6分)请回答：

(1)H2O2的电子式________。

(2)镁燃烧不能用CO2灭火，用化学方程式表示其理______________________________。

(3)在AgCl沉淀中加入KBr溶液，白色沉淀转化为淡黄色沉淀，写出反应的离子方程式_______________________。

(4)完成以下氧化还原反应的离子方程式：

(

)MnO4＋(

)C2O4＋________===(

)Mn＋(

)CO2↑＋________ Ⅱ.(12分)化合物甲和NaAlH4都是重要的还原剂。一定条件下金属钠和H2反应生成甲。甲与水反应可产生H2，甲与AlCl3反应可得到NaAlH4。将4.80 g甲加热至完全分解，得到金属钠和2.24 L(已折算成标准状况)的H2。

请推测并回答：

(1)甲的化学式________。

(2)甲与AlCl3反应得到NaAlH4的化学方程式____________________________________。

(3)NaAlH4与水发生氧化还原反应的化学方程式_________________________________。

(4)甲在无水条件下可作为某些钢铁制品的脱锈剂(铁锈的成分表示为Fe2O3)，脱锈过程发生反应的化学方程式________________________。

(5)某同学认为：用惰性气体赶尽反应体系中的空气，将铁和盐酸反应后的气体经浓硫酸干燥，再与金属钠反应，得到的固体物质即为纯净的甲；取该固体物质与水反应，若能产生H2，即可证明得到的甲一定是纯净的。

判断该同学设想的制备和验纯方法的合理性并说明理由__________________________。

[标准答案] Ⅰ.(1)

点燃(2)2Mg＋CO2=====2MgO＋C(2分) (1分) －2－2＋ 佛冈县第一中学 陈榕炽

1

(3)AgCl(s)＋Br(aq)===AgBr(s)＋Cl(aq)(1分) (4)2MnO4＋5C2O4＋16H===2Mn＋10CO2↑＋8H2O(2分) Ⅱ.(1)NaH(2分) (2)4NaH＋AlCl3===NaAlH4＋3NaCl(2分) (3)NaAlH4＋2H2O===NaAlO2＋4H2↑(2分) (4)3NaH＋Fe2O3===2Fe＋3NaOH(2分) (5)制备过程不合理，因为盐酸易挥发，H2中混有HCl，导致产物中有NaCl(2分) 验纯方法不合理，如果有Na残留，Na与水反应也产生H2；没有考虑混入的NaCl(2分) [评分细则] Ⅰ.(1)写成离子化合物的形式不给分(2)漏掉条件扣1分(3)、(4)写成化学方程式或不配平不给分Ⅱ.(2)、(3)、(4)不配平不给分(5)没有判断结论扣1分

[点评]

本题要求根据物质的性质及其计算进行推理，考查了化学式、电子式、化学方程式的正确书写，根据题给信息设计实验的能力，并要求根据物质的组成判断物质的化学物质。定性与定量相结合推断物质，重点考查学生分析问题与解决问题的能力。将计算与物质的性质紧密联系起来，可培养学生的逻辑推理能力。无机推断是高考命题的一种经典题型，既能考查学生掌握元素及其化合物知识的熟悉程度，又能考查学生分析问题、逻辑推理及灵活运用知识的能力，因而无机推断对学生的学科素质要求较高，同时无机推断也是历年高考的难点之一，随着高考注重基础、凸显能力的命题趋势，无机推断更侧重于物质结构知识的考查、侧重于元素周期表周期律的考查、侧重于元素化合物性质的考查。同时化学实验出现在无机推断题、中化学计算分散在无机推断题中、与科技有关的化学物质出现在推断中。

【解后建模】

无机综合题的解题程序

在非金属元素中，以Cl、O、S、N、P、C、Si为重点。在金属元素中，以一、抓元素，Na、Al、Fe、Cu为重点。其中Cl、N、S、Na、Al、Fe六种元素的单质及知性质

其化合物性质最典型、最重要。

要熟悉含各元素的物质的一些特性，如含Fe3＋的溶液遇KSCN溶液变红色，二、明目的，含Fe2＋的溶液与碱溶液反应的特殊现象，Al、Al2O3、Al(OH)3的两性，知特性

NH3遇HCl、Cl2、HNO3产生白烟，NH3使湿润的红色石蕊试纸变蓝，SO2的漂白性等

要学会将元素化合物知识与元素周期律、物质结构、氧化还原反应、中和三、会结合

滴定、化学反应速率、化学平衡、电化学等密切结合起来

四、结合题将掌握的元素化合物知识与题目所给信息相结合，判断不同情况下框图中目信息作答

各字母代表的物质，进而结合物质的性质按要求回答问题

二

主题素材确定型元素化合物创新题

以某一主题组织素材的综合应用题，考查范围广，不但可考查常见元素的单质及其化合物的相互转化，还可结合基本理论进行考查，如：物质结构及元素周期律、化学平衡及电离平衡理论、氧化还原及电化学知识等。解答这一类题时，先要仔细审题，了解命题意图及考查的知识点，然后认真分析已知条件并结合已学知识分析注意事项、补充所缺项目，使整个题目前后连贯起来，规范做出正确答案。

－2－＋2＋－－

2

[典题示例] 【示例2】

(2016·课标全国Ⅱ，28节选)某班同学用如下实验探究Fe2＋、Fe3＋的性质。回答下列问题：

(1)丙组同学取10 ml 0.1 mol·L－1KI溶液，加入6 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液混合。分别取 2 mL 此溶液于3支试管中进行如下实验：

①第一支试管中加入1 mL CCl4充分振荡、静置，CCl4层显紫色；

②第二支试管中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液，生成蓝色沉淀；

③第三支试管中加入1滴KSCN溶液，溶液变红。

实验②检验的离子是________(填离子符号)；实验①和③说明：在I－过量的情况下，溶液中仍含有________(填离子符号)，由此可以证明该氧化还原反应为________。

(2)丁组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液，溶液变成棕黄色，发生反应的离子方程式为________________；一段时间后，溶液中有气泡出现，并放热，随后有红褐色沉淀生成。产生气泡的原因是________________，生成沉淀的原因是____________________ (用平衡移动原理解释)。

2＋2解析

(1) 根据Fe的检验方法，向溶液中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液，生成蓝色沉淀，一定含有Fe＋，则实验②检验的离子是Fe；碘易溶于CCl4，在CCl4中呈紫色，Fe遇KSCN溶液显红色，实验－3＋2＋3＋①和③说明，在I过量的情况下，溶液中仍含有Fe，由此可以证明该氧化还原反应为可逆反应，反应为2Fe＋2I3＋－2＋＋I2。(2)H2O2溶液中加入几滴酸化FeCl2溶液，溶液变成棕黄色，发生＋3＋的离子方程式为H2O2＋2Fe＋2H===2Fe＋2H2O，铁离子的溶液呈棕黄色；一段时间后，溶液中有气泡出现，并放热，随后有红褐色沉淀生成，产生气泡的原因是反应产生的Fe是H2O2分解的催化剂，促使H2O2分解生成O2，同时H2O2分解反应是放热反应，并促进了Fe水解平衡Fe＋3H2O 33＋3＋3＋2＋＋3H向正向移动，产生较多Fe(OH)3，聚集形成沉淀。

2＋3＋＋答案

(1)Fe

Fe

可逆反应

(2) H2O2＋2Fe＋2H===2Fe＋2H2O Fe催化H2O2分解产生O2

H2O2分解反应放热，促进Fe的水解平衡正向移动

三

元素化合物创新题中的环境保护与绿色化学

以单质及其化合物的性质，考查环境保护与绿色化学的应用是近几年高考命题的热点；是一类与社会、生产、生活结合较为紧密的一类题目，题中一些答案的制定经常具有一定的开放性，作答时，要联系生产、生活实际，充分利用化学语言，敢于下笔。

[典题示例] 【示例3】

(2015·北京理综，27)研究CO2在海洋中的转移和归宿，是当今海洋科学研究的前沿领域。

(1)溶于海水的CO2主要以4种无机碳形式存在，其中HCO3占95%。写出CO2溶于水产生HCO3的方程式：_______________________________________。

(2)在海洋碳循环中，通过下图所示的途径固碳。

－－2＋＋3＋3＋3＋•

3

①写出钙化作用的离子方程式：_______________________。

光能②同位素示踪法证实光合作用的化学方程式如下，将其补充完整：________＋________=====(CH2O)x叶绿体＋xO2＋xH2O (3)海水中溶解无机碳占海水总碳的95%以上，其准确测量是研究海洋碳循环的基础。测量溶解无机碳，可采用如下方法：

①气提、吸收CO2。用N2从酸化后的海水中吹出CO2并用碱液吸收(装置示意图如下)。将虚线框中的装置补充完整并标出所用试剂。

18

②滴定。将吸收液吸收的无机碳转化为NaHCO3，再用x

mol·L－1HCl溶液滴定，消耗y mL HCl溶液。海水中溶解无机碳的浓度＝________ mol·L－1。

(4)利用如图所示装置从海水中提取CO2，有利于减少环境温室气体含量。

①结合方程式简述提取CO2的原理：___________________。

②用该装置产生的物质处理b室排出的海水，合格后排回大海。处理至合格的方法是_____________________________。

＋－－解析

(1)CO2溶于水生成H2CO3，H2CO3电离出H和HCO3

。(2) ①根据钙化作用的反应物是HCO3

和Ca，生成物是CaCO3和CO2，故不难写出反应的离子方程式为2HCO3＋Ca===CaCO3↓＋CO2↑＋H2O。②根据元素守恒及示踪原子的标记知，方程式中的填空为：xCO2和2xH2O。(3) ①该装置为洗气瓶的装置，要注意装置中长管进、短管出，且用分液漏斗滴加酸化所用试剂稀硫酸，因HCl易挥发出来影响后续的滴定而不能用盐酸。②根据该滴定过程得关系式：CO2～HCO3～HCl，n(CO2) ＝n(HCl)＝－182＋－2＋xy×10－3 molxy－1xmol·L×y×10L＝xy×10 mol，所以c(CO2)＝＝

mol·L。

－3z×10 Lz－1－3－3(4)①a室的电极连接电源的正极，作阳极，发生氧化反应：2H2O―4e=== O2↑＋4H，c(H)增大，H从 a 室通过阳离子交换膜进入 b 室，发生反应：HCO3＋H===CO2↑＋H2O。②海水的pH≈8，电解后的海水pH＜6，呈酸性；c室的反应：2H2O＋2e=== H2↑＋2OH，可用c室排出的碱液与从b室

4 －－＋－＋－＋＋

排出的酸液中和调至接近装置入口海水的pH，即处理合格。

答案

(1)CO2＋H2OH2CO3H＋HCO3

－2＋＋－H2CO3、

(2)①2HCO3＋Ca===CaCO3↓＋CO2↑＋H2O ②xCO2

2xH2O 18（3）①②

xyz(4)①a 室：2H2O―4e=== O2↑＋4H，H通过阳离子膜进入b室，发生反应：HCO3＋H===CO2↑＋H2O ②c室的反应：2H2O＋2e===H2↑＋2OH，用c室排出的碱液将从b室排出的酸液调至接近装置入口海水的pH 【高分必备】

1．环境污染的类型及防治措施

主要污染物及来源

主要危害

防治措施

①开发新能源，减少化石燃料的燃烧

－－－＋＋－＋①污染物：硫氧化物、氮氧化①危害人体健康

大气物、碳氢化合物、固体颗粒

②破坏建筑

污染

②来源：化石燃料的燃烧，工③影响动、植物生长

②对工业尾气进行处理

业烟尘

主要污染物及来源

④改变气候

主要危害

③立法管理

防治措施

①污染饮用水、影响①污染物：重金属盐、耗氧有人畜健康

①对废水进行无害化处水污机物，氮、磷化合物等

②来②影响植物生长

理后排放

染

源：工业废水、生活废水、实③形成水华、赤潮，②立法管理

验室和医院废水

影响水中生物生长

①污染物：重金属盐、废塑料、①对垃圾进行回收和分土壤工业废料、建筑垃圾

①使土壤板结、硬化

类处理，综合利用

污染

②来源：生活垃圾、工厂、建②水肥流失

②控制各种污水排放

筑、化肥、农药、各种废水

5

2.常见的环境污染及其成因

•

【规律总结】

实现绿色化学的过程、目标及措施

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