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-1-第9课时物质的转化、性质、用途与绿色化学[课型标签:题型课提能课]考点一常见物质的转化关系1.直线型转化关系ABC(1)X为O2NaNa2ONa2O2N2NONO2或NH3NONO2SSO2SO3或H2SSO2SO3CCOCO2或CH4COCO2(2)X为CO2NaOHNa2CO3NaHCO3(3)X为强酸(如HCl)Al2OAl(OH)3Al3+C23OHC3OCO2↑(4)X为强碱(如NaOH)Al3+Al(OH)3[Al(OH)4]-(5)X为FeCl2FeCl3FeCl2(6)X为CO2CO2CO2.交叉型转化关系-2-3.三角型转化关系4.物质转化中的置换反应(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+2H2O4HF+O2,2C+SiO2Si+2CO↑,C+H2O(g)CO+H2,X2+H2S2HX+S↓。(4)非金属金属:用H2、C冶炼金属。5.不能一步实现的转化关系(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。题型一直线转换型[典例1](2019·江苏卷)在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是()A.NaCl(aq)Cl2(g)FeCl2(s)B.MgCl2(aq)Mg(OH)2(s)MgO(s)C.S(s)SO3(g)H2SO4(aq)D.N2(g)NH3(g)Na2CO3(s)解析:氯气的氧化性强,与铁单质反应生成氯化铁,故A错误;氯化镁与石灰乳发生复分解反应生成氢氧化镁,氢氧化镁高温煅烧生成氧化镁和水,故B正确;硫单质在空气中燃烧只能生成-3-SO2,SO2与氧气在催化剂条件下生成SO3,故C错误;氨气与二氧化碳和氯化钠溶液反应生成碳酸氢钠,碳酸氢钠受热分解可生成碳酸钠,故D错误。答案:B[对点精练1](海南卷)单质Z是一种常见的半导体材料,可由X通过如图所示的路线制备。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:XMg2ZYZ(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、。解析:根据题意,单质Z为常见的半导体材料,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。答案:(1)氢氟酸(HF)SiO2+2MgO2↑+Mg2Si(2)Mg2Si+4HCl2MgCl2+SiH4↑(3)非极性键极性键题型二三角转换型[典例2](福建卷)纯净物X、Y、Z转化关系如图所示,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,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-4-SO3,而X、Y可能是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。答案:A[对点精练2]下列各组物质中,物质之间通过一步反应就能实现如图所示转化的是(B)选项abcAAlAlCl3Al(OH)3BHNO3NONO2CSiSiO2H2SiO3DNH3NO2NO解析:A项,Al(OH)3→Al的转化必须经过Al(OH)3→Al2O3→Al这两步;C项,SiO2→H2SiO3必须经过两步SiO2→Na2SiO3→H2SiO3,H2SiO3→Si也必须经过两步H2SiO3→SiO2→Si;D项,NH3→NO2必须经过两步NH3→NO→NO2。考点二物质的典型性质与用途物质性质用途浓硫酸具有吸水性可作干燥剂硅胶能吸收水分可作(袋装食品)干燥剂硅常用的半导体材料可作太阳能电池板二氧化硅导光能力强,并且有硬度和柔韧度可作光导纤维氢氟酸4HF+SiO22H2O+SiF4↑用氢氟酸雕刻玻璃二氧化氯具有较强的氧化性可用于自来水的杀菌消毒次氯酸盐具有强氧化性可作杀菌消毒剂,还可作漂白剂碘酸钾在常温下稳定食盐中的加碘物质-5-氮气氮气的化学性质稳定作保护气NH3浓氨水具有挥发性和还原性用浓氨水检验输送氯气的管道是否漏气液氨汽化时吸收大量热制冷剂氦气化学性质稳定、密度小可用于填充飞艇、气球氯化钠溶液生理盐水指的是消过毒的0.90%的氯化钠溶液一般用于静脉注射、冲洗隐形眼镜和鼻腔等钠具有较强的还原性可用于冶炼钛、锆、铌等金属NaHCO3受热分解生成CO2,能与酸反应可用作焙制糕点的膨松剂、胃酸中和剂Na2CO3水解使溶液显碱性用热的纯碱溶液洗去油污Na2O2与H2O、CO2反应均生成O2作供氧剂肥皂水显碱性肥皂水作蚊虫叮咬处的清洗剂硅酸钠水玻璃不燃不爆可用作耐火材料硅酸钠的水溶液是一种无机黏合剂防火剂、黏合剂锂质量轻、比能量大可用作电池负极材料铝具有良好的延展性和抗腐蚀性常用铝箔包装物品有还原性、与氧化铁反应放出大量的热可用于焊接铁轨MgO熔点很高作耐高温材料Al2O3明矾水解生成氢氧化铝胶体,具有吸附性;明矾溶液显酸性作净水剂(混凝剂);中国古代利用明矾溶液清除铜镜表面的铜锈Al(OH)3弱碱性可用于中和胃酸镁铝合金质量轻、强度大可用作高铁车厢材料Fe具有还原性可用于防止食品氧化变质Fe2O3红棕色粉末可用作红色颜料Fe2(SO4)3水解生成氢氧化铁胶体,具有吸附性可用作净水剂(混凝剂)K2FeO4强氧化剂,还原产物铁离子水解生成氢氧化铁胶体作新型净水剂CuSO4使蛋白质变性配制波尔多液-6-BaSO4不溶于水,不与胃酸反应在医疗上进行胃部造影前,BaSO4用作患者服用的“钡餐”[典例](2019·全国Ⅲ卷)化学与生活密切相关。下列叙述错误的是()A.高纯硅可用于制作光感电池B.铝合金大量用于高铁建设C.活性炭具有除异味和杀菌作用D.碘酒可用于皮肤外用消毒解析:硅是半导体,高纯硅可用于制作光感电池,A正确;铝合金硬度大,可用于高铁建设,B正确;活性炭具有吸附性,可用于除异味,但不能杀菌消毒,C错误;碘酒能使蛋白质变性,可用于皮肤外用消毒,D正确。答案:C[对点精练1](2019·江苏卷)下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是(B)A.NH4HCO3受热易分解,可用作化肥B.稀硫酸具有酸性,可用于除去铁锈C.SO2具有氧化性,可用于纸浆漂白D.Al2O3具有两性,可用于电解冶炼铝解析:NH4HCO3受热易分解和用作化肥无关,用作化肥是因为含有氮元素;铁锈的主要成分为Fe2O3,稀硫酸具有酸性,可以和金属氧化物反应,具有对应关系;二氧化硫的漂白原理是二氧化硫与有色物质化合成不稳定的无色物质,不涉及氧化还原反应,故和二氧化硫的氧化性无关;电解冶炼铝,只能说明熔融氧化铝能导电,是离子晶体,与Al2O3具有两性无关。[对点精练2](2018·全国Ⅱ卷)化学与生活密切相关。下列说法错误的是(D)A.碳酸钠可用于去除餐具的油污B.漂白粉可用于生活用水的消毒C.氢氧化铝可用于中和过多胃酸D.碳酸钡可用于胃肠X射线造影检查解析:碳酸钠水溶液显碱性,油污在碱性条件下能发生水解反应,故碳酸钠能用于洗涤油污,A正确;漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2,Ca(ClO)2水解生成HClO,HClO能杀灭生活用水中的细-7-菌,B正确;胃酸的主要成分是HCl,可用Al(OH)3进行中和,C正确;碳酸钡能与人体胃液中的盐酸反应生成可溶性钡盐,有毒,不能用于胃肠X射线造影检查,D错误。考点三环境保护与绿色化学1.常见环境污染2.二氧化硫、氮的氧化物对环境的污染与防治(1)SO2对大气的污染与防治①危害危害人体健康,形成酸雨(酸雨pH5.6)。硫酸型酸雨的形成:SO2+H2OH2SO3,2H2SO3+O22H2SO4。②治理开发新能源、处理工业废气、燃煤脱硫(如图)。发生主要反应的化学方程式:用CaO脱硫CaO+SO2CaSO3、2CaSO3+O22CaSO4(或2CaO+2SO2+O22CaSO4)用Ca(OH)2脱硫Ca(OH)2+SO2CaSO3+H2O、2CaSO3+O22CaSO4-8-用氨水脱硫2NH3·H2O+SO2(NH4)2SO3+H2O(或NH3·H2O+SO2NH4HSO3)、2(NH4)2SO3+O22(NH4)2SO4(2)氮氧化物对环境的污染及其防治①氮的氧化物都是有毒气体,都是大气污染物。②空气中的NO2等是造成光化学烟雾的主要因素。③空气中的NO、NO2主要来源于煤和石油的燃烧、汽车尾气、硝酸工厂的废气等。④常见的NOx尾气处理方法a.碱液吸收法:NO2、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是n(NO2)≥n(NO)。一般适用于工业尾气中NOx的处理。2NO2+2NaOHNaNO3+NaNO2+H2ONO2+NO+2NaOH2NaNO2+H2Ob.催化转化:在催化剂、一定温度下,NOx可与氨反应转化为无毒气体(N2)和H2O或与CO反应转化为无毒气体(N2和CO2)。一般适用于汽车尾气的处理。如:NO2与CO反应的方程式为2NO2+4CON2+4CO2。3.绿色化学题型一环境污染与防治[典例1](2017·全国Ⅲ卷)化学与生活密切相关。下列说法错误的是()A.PM2.5是指粒径不大于2.5μm的可吸入悬浮颗粒物B.绿色化学要求从源头上消除或减少生产活动对环境的污染C.燃煤中加入CaO可以减少酸雨的形成及温室气体的排放D.天然气和液化石油气是我国目前推广使用的清洁燃料解析:燃煤中加入CaO的目的是除S,可以减少酸雨的形成,但不能减少CO2的排放。故C错误。答案:C[对点精练1]碘循环工艺不仅能吸收SO2降低环境污染,同时还能制得氢气,具体流程如下:-9-下列说法正确的是(C)A.分离器中的物质分离操作为过滤B.膜反应器中,增大压强有利于提高HI的分解速率和平衡转化率C.该工艺中I2和HI的相互转化体现了“碘循环”D.碘循环工艺的总反应为2SO2+4H2O+I2H2+2H2SO4+2HI解析:A项,硫酸和氢碘酸均易溶于水,通过过滤不能分离硫酸和氢碘酸,错误;B项,膜反应器中,碘化氢的分解反应是气体的物质的量不变的反应,增大压强,平衡不会移动,不能提高HI的平衡转化率,错误;C项,该工艺中在反应器中碘吸收二氧化硫,在膜反应器中生成的碘化氢又分解生成碘,体现了“碘循环”,正确;D项,从流程图可知,在反应器中,I2氧化SO2,生成硫酸和HI,反应方程式为SO2+I2+2H2OH2SO4+2HI,在500℃时HI分解生成碘和氢气,总反应为SO2+2H2OH2+H2SO4,错误。题型二绿色化学[典例2]“绿色化学实验”已走进课堂,下列做法符合“绿色化学”思想的是()①实验室收集氨气采用图甲所示装置②实验室中做氯气与钠的反应实验时采用图乙所示装置③实验室中用玻璃棒分别蘸取浓盐酸和浓氨水做氨气与酸生成铵盐的实验④实验室中采用图丙所示装置进行铜与稀硝酸的反应实验A.②③④B.①②③C.①②④D.①③④解析:甲装置中多余的NH3可用水吸收,①符合“绿色化学”的思想;乙装置中多余的Cl2可用浸有碱液的棉球吸收,防止Cl2污染环境,②符合“绿色化学”的思想;丙装置中反应生成的NO贮存在气球中,防止NO污染环境,④符合“绿色化学”的思想;实验③所用的HCl和NH3会散失到大气中,对环境造成污染,③不符合“绿色化学”的思想。答案:C-