陶洪兵
(山东省宁阳县第一中学)
近年来的高考化学对于非金属及其化合物知识的考查,不再局限于教材中重点介绍的几种非金属及其化合物的性质,而是更加重视对学生综合能力的考查,其中结合化学实验进行综合考查是每年高考的重点,也是学生解答的难点.选择题以非金属及其化合物的性质为主要考查内容,而非选择题常结合基本理论、反应原理、实验设计等考查学生的综合能力.本文精选典型题目进行剖析,以强化学生的解题能力.
高考中对于非金属及其化合物性质的检验类实验题多以选择题的形式出现,主要考查学生对基本实验设计和操作的掌握情况.此类试题常将几种实验设计或操作通过文字叙述或表格的形式综合呈现在一道试题中,解题过程中须分清各选项所考查的主要实验设计或操作,然后结合非金属及其化合物的性质进行解答.
例1下列各实验相应操作、现象及解释或推论合理的是( ).
分析本题主要考查浓硫酸、浓硝酸和二氧化硫的性质,基础性较强,掌握物质的性质是解答此类试题的关键.浓硫酸有强氧化性,常温下铁遇浓硫酸会发生“钝化”,体现浓硫酸的强氧化性,选项A 错误.将浓硫酸滴到白纸上,看到白纸变黑,是因为浓硫酸有脱水性,能将纸的主要成分纤维素中的H、O 元素以H2O 的形式脱去,选项B 错误.浓氨水和浓硝酸都具有挥发性,两者相遇会发生反应:NH3＋HNO3＝NH4NO3,选项C项正确.将SO2通入溴水中溴水褪色,是因为发生反应Br2＋SO2＋2H2O＝H2SO4＋2HBr,SO2表现还原性,选项D 错误.答案为C.
非金属及其化合物的检验与除杂主要考查学生对非金属单质或离子的性质的掌握情况,以选择题为主,有时也会穿插在综合知识的考查中.解答此类试题的关键是把握非金属单质和非金属离子的性质.在检验与除杂的过程中要避免其他离子的干扰,准确判断能产生相似实验现象的物质的检验和除杂顺序.
例2下列有关离子检验的叙述错误的是( ).
A.向Na2SO3溶液中加入BaCl2溶液,出现白色沉淀,再加入稀盐酸,沉淀部分溶解,则部分Na2SO3被氧化
B.向某溶液中加入稀硫酸和铜,溶液变蓝,有无色气体生成,遇空气后变为红棕色,则原溶液中含有NO3－
C.检验溶液中是否含有Fe2＋:取少量待测溶液,向其中加入少量新制氯水,再滴加KSCN 溶液,观察现象
D.向某溶液中加入浓盐酸,将所得气体通入品红溶液中,品红溶液褪色,证明原溶液中可能含有
分析本题主要考查常见非金属离子的检验,题中涉及的和Fe2＋是高考的热点,同时也是学生易混的知识点,解答的核心是掌握常见离子的特征及实验现象.BaSO3是难溶物,但由于盐酸的酸性大于亚硫酸的酸性,所以BaSO3易溶于稀盐酸,向Na2SO3溶液中加入BaCl2溶液,出现白色沉淀,再加入稀盐酸,沉淀部分溶解,则可说明部分Na2SO3被氧化为Na2SO4,选项A 叙述正确.中学阶段接触的遇空气后变为红棕色的无色气体只有NO,所以向某溶液中加入稀硫酸和铜,溶液变蓝,有无色气体生成,遇空气后变为红棕色,则可说明原溶液中含有,选项B叙述正确.KSCN 溶液常用于检验Fe3＋,且Fe2＋易被氯水氧化为Fe3＋,此时加入KSCN 溶液只能证明Fe3＋的存在,但不能说明原溶液中是否含有Fe2＋,选项C叙述错误.能使品红溶液褪色的物质是SO2,与浓盐酸反应生成SO2的离子可能是或,选项D 叙述正确.答案为C.
非金属及其化合物的制备类试题中常涉及实验操作、气体检验、尾气处理及实验过程的设计与分析等,综合性较强,对学生的实验能力要求较高,是每年高考的必考点.复习此模块时,要把握常见气体的制备装置、常见离子的检验方法、气体制备实验中装置的作用和连接的先后顺序等,同时也要注意解读题目中给出的信息,以及使用规范的化学用语解决问题.
例3亚氯酸钠(NaClO2)是一种重要的消毒剂,其制取工艺流程如图1所示.
图1
已知:①NaClO2的溶解度随着温度的升高而增大,适当条件下可结晶析出;②ClO2气体只能保持在稀释状态下,以防爆炸性分解,且需现合成现用;③ClO2气体在中性和碱性溶液中不能稳定存在.
(1)持续电解一段时间后,生成H2和NaClO3,请写出阳极的电极反应式:_______.
(2)反应生成ClO2气体需要X 酸酸化的原因为_________________;X 酸为_________.
(3)吸收塔内温度不能过高的原因为_________.
(4)吸收塔内ClO2被S2－还原的转化率与溶液pH 的关系如图2所示.pH≤2时ClO2与S2－反应的离子方程式为_________.
图2
(5)第二步向NaClO3溶液中通SO2的同时通入空气的原因为_________.
(6)从滤液中得到NaClO2·3H2O 粗晶体的操作步骤为________、_______、_________.
分析本题结合电解原理和反应原理考查消毒剂NaClO2的制备,对学生的化学综合能力要求较高.
(1)电解池中阳极失去电子,所以溶液中的Cl－在阳极失去电子,电极反应式是Cl－－6e－＋6OH－＝ClO－3＋3H2O.(2)由于ClO2气体在中性和碱性溶液中不能稳定存在,所以只能在酸性环境中存在.由于在酸性条件下,氯酸钠容易和盐酸发生氧化还原反应,所以X 应该是硫酸.(3)H2O2不稳定,温度过高,容易分解,因此吸收塔内的温度不能过高,其目的是防止H2O2分解.(4)根据图像可知,pH≤2时ClO2被还原为Cl－,所以该反应的离子方程式为2ClO2＋5S2－＋8H＋＝2Cl－＋5S↓＋4H2O.(5)由信息②可知,纯ClO2易分解或发生爆炸,因此需要用稀有气体或空气稀释.(6)从溶液中得到含结晶水的晶体,只能采取先蒸发浓缩、冷却结晶,再过滤的方法得到粗晶体.
答案(1)Cl－－6e－＋6OH－＝ClO－3＋3H2O.
(2)ClO2只能在酸性环境中存在;硫酸.
(3)防止H2O2分解.
(4)2ClO2＋5S2－＋8H＋＝2Cl－＋5S↓＋4H2O.
(5)稀释ClO2气体,防止爆炸.
(6)蒸发浓缩;冷却结晶;过滤.
近年来的高考化学对于非金属及其化合物的制备实验多以流程题的形式出现,且制备的物质也多与人们的生产生活联系密切,充分体现了新课程改革理念和学科核心素养的要求.另外,此类试题中给出的信息相对比较陌生,所以在平时的复习过程中,学生还要注意培养自学能力,把已学知识与所给信息进行有效结合,进而提高解题效率.
非金属及其化合物是每年高考考查的重点,以实验题的形式对其性质进行考查是近年来的常见形式.在复习过程中,学生要以物质结构和氧化还原反应原理为基础,抓住知识主线构建知识网络,并结合化学实验,通过针对性的练习,加深对非金属及其化合物性质的理解和掌握,进而提高解题效率.
(完)
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