葉 雷

(甘肅省靖遠(yuǎn)縣第二中學(xué))

分析近幾年的高考化學(xué)試題發(fā)現(xiàn),考查的元素及其化合物知識(shí)并不是我們能從教材中直接獲取的,而是需要將熟悉的元素知識(shí)與題干信息相結(jié)合,然后運(yùn)用轉(zhuǎn)化思維解答試題.因此,在元素及其化合物的復(fù)習(xí)中培養(yǎng)學(xué)生的轉(zhuǎn)化思維,可有效提高解題效率.

1 在金屬或非金屬材料考查中的應(yīng)用

近年來(lái)高考試題對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的要求越來(lái)越高,題干信息多源于人們的生產(chǎn)、生活實(shí)際,對(duì)于金屬材料、無(wú)機(jī)非金屬材料和有機(jī)高分子材料的考查是高考考查的熱點(diǎn).此類(lèi)試題涉及的信息相對(duì)比較陌生,學(xué)生需要把陌生的信息轉(zhuǎn)化為熟悉的化學(xué)知識(shí)才能準(zhǔn)確地解答試題.

例12022年北京冬奧會(huì)不僅是體育競(jìng)技的平臺(tái),更是科技競(jìng)技的舞臺(tái),冬奧會(huì)期間使用了大量的新材料.下列屬于金屬材料的是().

分析本題結(jié)合熱點(diǎn)新聞2022年冬奧會(huì),考查學(xué)生對(duì)材料類(lèi)別的認(rèn)知能力,難度不大.從題圖可知,本題考查的知識(shí)點(diǎn)是化學(xué)材料,聚硅氮烷樹(shù)脂是學(xué)生不熟悉的,在分析時(shí)學(xué)生只需關(guān)注關(guān)鍵字“聚”“烷”“樹(shù)脂”,如此便是學(xué)生熟悉的物質(zhì)了.金屬材料既包括金屬單質(zhì),也包括合金,而且合金在人們?nèi)粘Ｉ钪械膽?yīng)用較為廣泛,選項(xiàng)A 中制造速滑冰刀的鈦合金是合金的一種,屬于金屬材料;“飛揚(yáng)”火炬中的聚硅氮烷樹(shù)脂和可降解餐具中的聚乳酸材料都屬于有機(jī)高分子材料中的合成材料,頒獎(jiǎng)禮服中的石墨烯發(fā)熱材料是無(wú)機(jī)非金屬材料的一種.故本題選A 項(xiàng).

2 在元素及其化合物性質(zhì)考查中的應(yīng)用

元素周期表中第ⅠA、ⅡA、ⅦA(鹵族)及其他常見(jiàn)金屬或非金屬及其化合物是每年高考考查的熱點(diǎn),新課程改革和新高考制度實(shí)施后,試題的設(shè)置也多與以上物質(zhì)相關(guān),試題情境看似陌生,但應(yīng)用的知識(shí)依然是學(xué)生熟悉的.學(xué)生在解答時(shí),要先確定考查的方向,然后聯(lián)想結(jié)構(gòu)相似的常見(jiàn)單質(zhì)及其化合物,將陌生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為我們熟悉和了解的,最后依據(jù)“位構(gòu)性”原理對(duì)試題進(jìn)行分析解答.

例2銨明礬[NH4Al(SO4)2·12H2O]是分析化學(xué)常用的基準(zhǔn)試劑,其制備過(guò)程如圖1所示.下列分析不正確的是().

圖1

A.過(guò)程Ⅰ發(fā)生的反應(yīng)是2NH4HCO3＋Na2SO4＝2NaHCO3↓＋(NH4)2SO4

B.向銨明礬溶液中逐滴加入NaOH 溶液,先后觀察到如下現(xiàn)象:刺激性氣體逸出→白色沉淀生成→白色沉淀消失

C.檢驗(yàn)濾液B中陰離子的試劑僅需BaCl2溶液

D.若省略過(guò)程Ⅱ,則銨明礬的產(chǎn)率明顯降低

分析本題是常見(jiàn)的流程類(lèi)試題,依托陌生物質(zhì)銨明礬考查學(xué)生的分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力.本題屬于物質(zhì)的制備題,流程中的基本實(shí)驗(yàn)操作是過(guò)濾和除雜,學(xué)生可把此流程轉(zhuǎn)化為熟悉的侯氏制堿法和海水提純工藝,由此對(duì)流程進(jìn)行解讀.過(guò)程Ⅰ發(fā)生的反應(yīng) 為2NH4HCO3＋Na2SO4＝2NaHCO3↓＋(NH4)2SO4,選項(xiàng)A 正確.向銨明礬溶液中逐滴加入NaOH 溶液,先有Al(OH)3沉淀產(chǎn)生,后產(chǎn)生氨氣,再后來(lái)NaOH 與Al(OH)3反應(yīng),白色沉淀消失,選項(xiàng)B 錯(cuò)誤,符合題意.濾液B 為(NH4)2SO4和少量Na2SO4的混合溶液,陰離子為,且溶液呈酸性,所以檢驗(yàn)濾液B 中陰離子的試劑僅需BaCl2溶液,選項(xiàng)C 正確.若省略過(guò)程Ⅱ,則濾液A 中少量的NaHCO3會(huì)與Al2(SO4)3發(fā)生雙水解反應(yīng),使銨明礬的產(chǎn)率明顯降低,選項(xiàng)D 正確.答案為B.

3 在物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)考查中的應(yīng)用

物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)是高考對(duì)元素及其化合物考查的一種常見(jiàn)方式.試題涉及的物質(zhì)的組成元素都是熟悉的,但物質(zhì)本身對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)好像是命題人“杜撰”的,給學(xué)生的解答造成了一定的困難.在平時(shí)的復(fù)習(xí)中,教師要注意引導(dǎo)學(xué)生對(duì)此類(lèi)試題進(jìn)行歸納總結(jié),掌握此類(lèi)試題的特點(diǎn),并培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)遷移能力.

例3已知S4N4是重要的硫—氮二元化合物,室溫下為橙黃色的固體,178～187 ℃時(shí)熔化并分解,可用NH3與SCl2反應(yīng)制得.某同學(xué)用圖2所示裝置制取SCl2,然后制取S4N4.已知:SCl2為紅棕色液體,有刺激性臭味,熔點(diǎn)為－78 ℃,沸點(diǎn)為60 ℃,易水解.

圖2

實(shí)驗(yàn)步驟:①反應(yīng)時(shí)先向裝置C 中通入干燥的氯氣,使硫粉與氯氣在50 ℃下反應(yīng)生成SCl2.

②待裝置C 中的硫粉全部反應(yīng)后,關(guān)閉B、C 之間的止水夾,撤掉裝置A、B.

③連接制氨氣的裝置,通入氨氣,反應(yīng)制得S4N4.

試回答下列問(wèn)題.

(1)儀器a的名稱(chēng)為_(kāi)________.a中三氧化鉻(產(chǎn)物中鉻為＋3價(jià))可與濃鹽酸快速反應(yīng)制備氯氣,寫(xiě)出反應(yīng)的離子方程式:________.

(2)裝置B中選用的試劑為_(kāi)________.

(3)向制得的SCl2中通入NH3,生成S4N4(S為＋2價(jià),N 為－2價(jià))的同時(shí)還生成一種常見(jiàn)固體單質(zhì)和一種鹽,寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式:_________.所得產(chǎn)物分離后,如何檢驗(yàn)所得鹽中的陽(yáng)離子,寫(xiě)出具體操作步驟和現(xiàn)象:_______.

分析本題考查的物質(zhì)S4N4是較為陌生的,學(xué)生熟悉的是組成此物質(zhì)的S元素和N 元素,在不知道要考查哪些知識(shí)前,學(xué)生要在大腦中思考2種元素的結(jié)構(gòu)和性質(zhì),然后對(duì)信息和問(wèn)題進(jìn)行細(xì)致解讀和分析.通過(guò)對(duì)試題的分析可知,本題的解答可轉(zhuǎn)化為對(duì)元素性質(zhì)的考查,運(yùn)用元素周期表和元素周期律的相關(guān)知識(shí)解決問(wèn)題.

(1)儀器a有支管,名稱(chēng)是蒸餾燒瓶.三氧化鉻和濃鹽酸可制備氯氣,則三氧化鉻是氧化劑,其中鉻元素的化合價(jià)會(huì)降低,根據(jù)得失電子守恒可寫(xiě)出其反應(yīng)的離子方程式為2CrO3＋12H＋＋6Cl－＝2Cr3＋＋3Cl2↑＋6H2O.(2)由信息可知,裝置A 用于制取氯氣,裝置B用于干燥氯氣,裝置C 用于氯氣和硫粉反應(yīng)制取SCl2,故裝置B中選用的試劑為濃硫酸.(3)由已知信息知,SCl2和NH3可反應(yīng)生成S4N4、一種固體單質(zhì)和一種鹽,由S4N4中S元素和N 元素的化合價(jià)判斷,在反應(yīng)前后,S元素的化合價(jià)不變,N 元素的化合價(jià)由－3升為－2,則一定有元素的化合價(jià)是降低的,生成的固體單質(zhì)是S,據(jù)此可寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式為6SCl2＋16NH3＝S4N4＋2S＋12NH4Cl.由以上分析可知,所得產(chǎn)物中的陽(yáng)離子是,檢驗(yàn)方法為取少量固體于試管中,加入NaOH 溶液并加熱,在試管口放置濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙,若試紙變?yōu)樗{(lán)色,則所得鹽中的陽(yáng)離子為

元素及其化合物知識(shí)是每年高考考查的熱點(diǎn)和重點(diǎn),很多化學(xué)知識(shí)都能與其結(jié)合進(jìn)行考查,對(duì)學(xué)生的核心素養(yǎng)及思維能力要求較高,轉(zhuǎn)化思維的應(yīng)用可降低學(xué)生解答此類(lèi)試題的難度,幫助學(xué)生輕松應(yīng)對(duì)新高考制度改革帶來(lái)的新變化,助力素養(yǎng)教學(xué)的開(kāi)展和深化.

(完)