高考化学实验解题方法 高考化学解题思维方法系列讲座(7-9)

高考化学解题思维方法系列讲座(7-9)

1．题型特点

    无机框图推断题集基本概念、基本理论及元素化合物知识于一体，具有考查知识面广、条件隐蔽性强、思维容量大、试题区分度高等特点，是高考命题专家的“宠儿”。该题型能较好地考查学生对所学知识进行重组、转换、迁移、解决实际问题的能力、逻辑推理能力和分析综合能力等。从历年高考考生答卷情况来看，无机框图推断题仍为考生的“软肋”。

在高三复习中抓住无机推断题，不仅能进一步加深元素及其化合物的有关知识，还能培养分析推理、观察思维、获取信息及综合应用的能力。

2．解题策略

   无论推断题属于哪种形式，均遵循这样的推断思路：迅速浏览、整体扫描、产生印象、寻找“突破口”，突破点由点到面、随时检验，注意联系、大胆假设、全面分析(正推或逆推)，验证确认。解题的关键是仔细审题，依物质的特性或特征转化来确定“突破口”，顺藤摸瓜，进而完成全部未知物的推断。我们可以将推断题的解题方法及推理过程表示如下：

3．解题“突破口”

(1)物质的特殊颜色

相关知识：

①有色固体

a ．红色：Cu、Cu2O、Fe2O3；

b．红褐色：Fe(OH)3；

c．黄色：AgI、Ag3PO4；

d．淡黄色：S、Na2O2或AgBr；

e．蓝色：Cu(OH)2；

f．黑色：炭粉、CuO、FeO、FeS、CuS、Ag2S、PbS；

g．紫黑色：KMnO4、I2；

h．白色：Fe(OH)2、CaCO3、BaSO4、AgCl、BaSO3。

②有色溶液：

Fe2＋(浅绿色)、Fe3＋(黄色)、Cu2＋(蓝色)、MnO(紫红色)、Fe3＋与苯酚(紫色)、Fe3＋与SCN－(血红色)、I2与淀粉(蓝色)等。

水(溶剂)

苯(溶剂)

CCl4(溶剂)

Br2

黄→橙

黄→红棕

I2

深黄→褐

淡紫→紫红

紫→深紫

③有色气体：

Cl2(黄绿色)、Br2(g)(红棕色)、NO2(红棕色)、I2(g)(紫色)、O3(淡蓝色)等。

④火焰颜色：

a．焰色反应：Na＋(黄色)、K＋(紫色)、Ca2＋(砖红色)等；

b．蓝色：CO在空气中燃烧；

c．淡蓝色：S、H2、H2S、CH4等在空气中燃烧；

d．苍白色：H2在Cl2中燃烧。

【例1】　A、B、C、D是按原子序数由小到大排列的第二、三周期元素的单质。B、E均为组成空气的成分。化合物F的焰色反应呈黄色。在G中，非金属元素与金属元素的原子个数比为1∶2。在一定条件下，各物质之间的相互转化关系如下图(图中部分产物未列出)：

请填写下列空白：

(1)A是　　　　　，C是　　　　。

(2)H与盐酸反应生成E的化学方程式是__________________________________________。

(3)E与F反应的化学方程式是__________________________________________________。

(4)F与G的水溶液反应生成I和D的离子方程式是_________________________________。

(2)物质的特征性质

相关知识：

①能使品红溶液褪色的气体：

SO2(加热后又恢复红色)、Cl2(加热后不恢复红色)。

②沉淀特殊的颜色变化：

a．白色沉淀先变灰绿色，再变红褐色：Fe(OH)2Fe(OH)3；

b．白色沉淀迅速变棕褐色：AgOH→Ag2O。

③在空气中变为红棕色：

NO(无色)NO2(红棕色)。

④能使澄清石灰水变浑浊的气体：CO2、SO2。

⑤通入CO2气体变浑浊的溶液：石灰水(过量则变澄清)、Na2SiO3溶液、饱和Na2CO3溶液、浓苯酚钠溶液、NaAlO2溶液等。

⑥使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体：NH3。

⑦使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝：NO2、Cl2、Br2、FeCl3等。

⑧能与SO2、Cl2、O2等氧化性较强的气体(或其水溶液)反应析出淡黄色沉淀：H2S。

⑨在一定条件下具有漂白性的物质：Na2O2、H2O2、SO2、氯水、O3、活性炭等。

⑩常温下能溶解SiO2固体的物质：氢氟酸和NaOH溶液。

?能与浓硫酸、铜片共热产生红棕色气体(NO2)的溶液：硝酸盐(或硝酸)溶液。

?滴入沸水中可得到红褐色胶体的溶液：含Fe3＋的盐溶液。

?烟雾现象：

a．棕(黄)色的烟：Cu或Fe在Cl2中燃烧；

b．白烟：Na在Cl2中或P在空气中燃烧；NH3遇到HCl气体；

c．白雾：由HX等极易溶于水的气体产生；

d．白色烟雾：P在Cl2中燃烧。

【例2】　中学化学中几种常见物质的转化关系如下：

将D溶液滴入沸水中可得到以F为分散质的红褐色胶体。请回答下列问题：

(1)红褐色胶体中F粒子直径大小的范围：_________________________________________。

(2)写出A、B、H的化学式：

A　　　、B　　　　、H　　　　。

(3)①H2O2分子的电子式：_____________________________________________________。

②写出C的酸性溶液与双氧水反应的离子方程式： ________________________________。

(4)写出鉴定E中阳离子的实验方法和现象：______________________________________。

(5)在C溶液中加入与C等物质的量的Na2O2，恰好使C转化为F，写出该反应的离子方程式：__________________________________________________________________。

(3)物质之间的特征转化关系

相关知识：

①连续氧化反应：ABCD(酸或碱)。

a．NH3(g)N2NONO2HNO3；

b．H2S(g)SSO2SO3H2SO4；

c．CH4(g)CCOCO2H2CO3；

d．Na(s)Na2ONa2O2NaOH。

X可能为弱酸的铵盐：(NH4)2CO3或NH4HCO3；(NH4)2S或NH4HS；(NH4)2SO3或NH4HSO3等。

③三角转化关系：

(1)D的化学式是　　　　　　，E的化学式是　　　　。

(2)A和B反应生成C的化学方程式是___________________________________________。

(3)E和F反应生成D、H和G的化学方程式是_____________________________________。

(4)特殊反应条件

相关知识：

具有特殊反应条件的反应，大多数是重要的工业生产反应。

(1)若试剂a是NaOH溶液。

①C的名称是　　　　　。

②B与试剂a反应的离子方程式是________________________________________________。

(2)若试剂b是稀H2SO4。

①D的化学式是　　　　　。

②某高效净水剂是由Y(OH)SO4聚合得到的。工业上以E、稀硫酸和亚硝酸钠(NaNO2)为原料来制备Y(OH)SO4，反应中有NO生成，该反应化学方程式是_____________________。

(5)特征数据

相关知识：

近几年无机框图推断题已融入计算的成分，计算型框图推断题成为高考热点之一，解答这类问题时，要善于抓住物质转化过程中以下物理量的变化：

①相对分子质量(例CO→CO2、NO→NO2、SO2→SO3转化时分子中都增加1个氧原子，相对分子质量增加16)；

②放出气体的体积或生成沉淀的量；

③化合物中各元素的含量；

④气体的相对密度；

⑤离子化合物中离子个数之比；

⑥反应物之间的物质的量之比；

⑦电子总数；

⑧质子总数等。

⑨常见10电子微粒及相互转化关系

a．分子：Ne、HF、H2O、NH3、CH4；

b．阳离子：Na＋、Mg2＋、Al3＋、NH、H3O＋；

c．阴离子：F－、O2－、N3－、OH－、NH等。其相互转化关系为NH＋OH－NH3↑＋H2O；H3O＋＋OH－===2H2O等。

⑩常见18电子微粒

a．分子：Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、H2O2、N2H4；

b．阳离子：K＋、Ca2＋；

c．阴离子：Cl－、S2－、P3－、O；

d．有机物：CH3OH、CH3NH2、CH3F、CH3CH3等。

?常见物质的相对分子质量

a．相对分子质量为28的物质：CO、N2、C2H4等；

b．相对分子质量为26的物质：C2H2等；

c．相对分子质量为32的物质：S、O2等；

d．相对分子质量为78的物质：Na2S、Na2O2、Al(OH)3等；

e．相对分子质量为100的物质：CaCO3、KHCO3、Mg3N2等。

【例5】　A、B、M、D、E是原子序数依次增大的五种短周期元素。A元素的一种原子中不含中子。B、M、D、E分别在下表(周期表的一部分)不同的空格内占有相应的位置，E的原子序数是D的原子序数的2倍。试回答：

(1)将D、E的元素符号分别填在相应的空格内。

(2)在B、M、D、E四种元素的最简单氢化物中，沸点最高的是__________(填化学式)。

(3)A、B、M、D可组成多种18电子分子，其中两种的结构可分别表示为A2M—MA2和BA3—MA2，请根据这两种分子的结构特点再写出2种具有18电子的有机物的结构简式________________、______________(用元素符号表示)。

(4)D存在于人体中，能使人过早衰老，但在催化剂存在下很快转化为A2D2、D2等物质，该转化过程可用离子方程式表示为________＋________H2O________＋________＋________。

(6)特殊的工业生产

相关知识：

中学教材中涉及的重要工业生产反应：

①煅烧石灰石；②工业制水煤气；③工业生产硫酸；④合成氨工业；⑤硝酸的生产工业；⑥氯碱工业(电解饱和食盐水)；⑦工业制盐酸；⑧高炉炼铁；⑨工业制取漂粉精；⑩硅酸盐工业等。

【例6】　下图是部分短周期元素的单质及其化合物的转化关系图(有关反应的条件及生成的H2O已略去)，已知：

(a)A、B、C、D是非金属单质，其中B、C、D在常温常压下是气体。

(b)反应①、②是化工生产中的重要反应。

(c)化合物E是形成酸雨的污染物之一，化合物K是常用的氮肥。

(d)化合物L具有漂白性，可由Cl2与NaOH溶液反应而制得。

(e)化合物J由两种元素组成，其相对分子质量为32。

请按要求填空：

(1)反应③的化学方程式为______________________________________________________。

(2)C的结构式为______________________________________________________________；

H的化学式为________________。

(3)L的溶液与化合物E反应的离子方程式为_______________________________________。

(4)化合物J的化学式为________________________________________________________。

【例1】　(1)碳(或C)　钠(或Na)

(2)Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑

(3)2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2

(4)Na2O2＋S2－＋2H2O===4OH－＋S↓＋2Na＋

【例2】　(1)1 nm～100 nm　(2)Fe　FeS　H2SO4

(3)①HH

②2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O

(4)取少量E于试管中，用胶头滴管滴入NaOH溶液，加热试管，可观察到试管口处湿润的红色石蕊试纸变蓝(或其他合理答案)

(5)4Fe2＋＋4Na2O2＋6H2O===4Fe(OH)3↓＋O2↑＋8Na＋

【例3】　(1)NH3　NH4Cl　(2)H2＋Cl22HCl

(3)2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O

【例4】　(1)①偏铝酸钠　②Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O

(2)①Fe2(SO4)3　②2FeSO4＋2NaNO2＋H2SO4===2Fe(OH)SO4＋2NO↑＋Na2SO4

【例5】　(1)

(2)H2O　(3)CH3—CH3　CH3OH

(4)2O　2　H2O2　O2↑　2OH－

【例6】　(1)2NH3＋H2SO4===(NH4)2SO4

(2)NN　(NH4)2SO3或NH4HSO3

(3)ClO－＋SO2＋2OH－===Cl－＋SO2－4＋H2O

(4)N2H4

一、元素在周期表中的位置推断

[知识贮备]

1．根据核外电子的排布规律

(1)最外层电子规律

最外层

电子数(N)

3≤N<8

N＝1或2

N>次外层

电子数

元素在周期

表中的位置

主族

第ⅠA族、第ⅡA族、第Ⅷ族、副族、0族元素氦

第二周期

(2)“阴三阳四”规律

某元素阴离子最外层电子数与次外层相同，该元素位于第三周期。若为阳离子，则位于第四周期。

(3)“阴上阳下”规律

电子层结构相同的离子，若电性相同，则位于同周期，若电性不同，则阳离子位于阴离子的下一周期——“阴上阳下”规律。

[解题方法]

由原子核外的电子排布规律正确推断元素在周期表中的位置是解题的关键。

【例1】　已知X、Y、Z为三种主族元素，可分别形成Xn＋、Ym＋、Zn－三种离子，已知m>n且X、Y、Z三种原子的M层电子数均为奇数。下列说法中不正确的是         (　　)

A．三种离子中，Ym＋的离子半径最小

B．Z的最高价氧化物对应水化物的分子式为HnZO4

C．X、Y、Z一定在同一周期，且原子半径Z>X>Y

D．三种元素相应的最高价氧化物对应水化物之间两两会发生反应

【例2】　(2010·海南，11改编)短周期元素X、Y、Z所在的周期数依次增大，它们的原子序数之和为20，且Y2－与Z＋核外电子层的结构相同。下列化合物中只有共价键的是(　　)

A．Z2Y             B．X2Y2              C．Z2Y2                D．ZYX

【例3】　A、B、C、D是四种短周期元素，E是过渡元素。A、B、C同周期，C、D同主族，A的原子结构示意图为 ，B是同周期第一电离能最小的元素，C的最外层有三个成单电子，E的外围电子排布式为3d64s2。

回答下列问题：

(1)写出下列元素的符号：B__________、C__________。

(2)用元素符号表示D所在周期(除稀有气体元素外)第一电离能最大的元素是________，电负性最大的元素是______________________________________________________。

(3)已知元素周期表可按电子排布分为s区、p区等，则E元素在________区。

(4)写出A的核外电子排布式__________________________________________________。

[知识贮备]

2．根据元素周期表结构与原子电子层结构的关系

(1)几个重要关系式

①核外电子层数＝周期数(对于大部分元素来说)；

②主族序数＝最外层电子数＝最高正价＝8－|最低负价|

③|最高正价|－|最低负价|＝

(2)熟悉主族元素在周期表中的特殊位置

①族序数等于周期数的元素：H、Be、Al。

②族序数等于周期数2倍的元素：C、S。

③族序数等于周期数3倍的元素：O。

④周期数是族序数2倍的元素：Li、Ca。

⑤周期数是族序数3倍的元素：Na、Ba。

⑥最高正价与最低负价代数和为零的短周期元素：H、C、Si。

⑦最高正价是最低负价绝对值3倍的短周期元素：S。

⑧除H外，原子半径最小的元素：F。

⑨最高正价不等于族序数的短周期元素：O、F。

[解题方法]

牢记元素周期表的结构(能区分长短周期、主副族、每周期的元素数目等)是求解的基础，一定要“心中有表”。

【例4】现有A、B、C、D四种短周期元素，它们之间的关系如下。原子半径：A

A．由A、B两种元素组成的一种常见气体显碱性

B．D元素组成的单质能与强碱溶液反应，并有H2生成

C．C元素不可能在第一周期，也不可能在第ⅣA族

D．A、B、C、D四种元素组成的离子化合物中一定含有金属阳离子

【例5】　在元素周期表中的短周期元素中，原子最外层电子数与其电子层数之比为1∶1、2∶1、3∶1的元素共有                     (　　)

A．4种      B．5种        C．6种     D．7种

【例6】　下表是元素周期表前五周期的一部分，X、Y、Z、R、W、J是6种元素的代号。

X

Y

Z

R

W

J

请回答下列问题(除特别说明外，凡涉及用元素回答的问题均用具体元素符号表示)：

(1)R原子的核外电子排布式为_______________________________________________。

(2)在化合物YZ2中Y的化合价为________；Y2－与Na＋的半径大小为__________。

(3)在X、Y、Z三种元素中，电负性由大到小的排序是____________；X与Y的第一电离能：X______Y(填“<”、“>”或“＝”)，其理由是__________________________。

(4)在双原子分子中，最稳定单质的电子式为____________；有一种酸HX3的酸性与醋酸相近，HX3溶液与NaOH溶液反应的离子方程式为_____________________________。

二、由元素及其化合物的性质推断

[知识贮备]

(1)形成化合物种类最多的元素、单质是自然界中硬度最大的物质的元素或气态氢化物中氢的质量分数最高的元素：C。

(2)空气中含量最多的元素或气态氢化物的水溶液呈碱性的元素：N。

(3)地壳中含量最多的元素、氢化物沸点最高的元素或氢化物在通常情况下呈液态的元素：O。

(4)单质最轻的元素：H；最轻的金属单质：Li。

(5)单质在常温下呈液态的非金属元素：Br；金属元素：Hg。

(6)最高价氧化物及其水化物既能与强酸反应，又能与强碱反应的元素：Al。

(7)元素的气态氢化物和它的最高价氧化物对应的水化物能起化合反应的元素：N；能起氧化还原反应的元素：S。

(8)元素的单质在常温下能与水反应放出气体的短周期元素：Li、Na、F。

[解题方法]

准确把握元素及其化合物性质，使元素推断变的轻松，快捷。

【例7】　A、B、C、D、E是中学化学常见的五种元素，其结构或性质信息如下表：

元素

结构或性质信息

A

原子半径最小的原子

B

其原子最外层电子数是内层电子数的3倍

C

非金属元素，其单质为气态，有多种氧化物且都是大气污染物

D

单质在常温、常压下是易挥发的液体。基态原子的N层上有1个未成对的p电子

E

常见金属元素、基态原子M层有4个未成对的电子，有两种黑色氧化物

(1)D元素基态原子的电子排布式是_________________________________________。

(2)B、D的气态氢化物的稳定性顺序为________________，C与B的电负性大小顺序____________。

(3)在水溶液中D的单质可以氧化S的一种氧化物，试写出化学方程式：__________________________________________________________________。

(4)ED2与过量的C的最高价氧化物对应水化物的稀溶液反应，其中生成物有HDO3和一种遇空气显红棕色的气体，试写出反应的化学方程式__________________________________________________________________。

1 mol ED2与过量的C的最高价氧化物对应水化物的稀溶液反应转移的电子数为

__________。

【例8】　A、B、C、D、E都是元素周期表中前20号元素，原子序数依次增大，A是地壳中含量最高的元素，B、C、D同周期，E和其他元素既不在同周期也不在同主族，D的氢化物和最高价氧化物对应的水化物均为强酸，且B、C、D的最高价氧化物对应的水化物两两混合均能发生反应生成盐和水。据此回答下列问题：

(1)A和D的氢化物中，沸点较低的是________(选“A”或“D”)。

(2)元素C在元素周期表中的位置是___________________________________________，

B的最高价氧化物对应的水化物的电子式为__________。

(3)A、D、E可以形成多种盐，其中一种盐中A、D、E三种元素的原子个数比为2∶2∶1，该盐的名称为_________________________________________________。

它的水溶液与D的氢化物的水溶液反应可生成D的单质，该反应的离子方程式为__________________________________________________________________。

三、综合利用“位”、“构”、“性”关系推断

[知识贮备]

1．“位、构、性”三者之间的关系

2．推断元素的常用思路

根据原子结构、元素周期表的知识及已知条件，可推算原子序数，判断元素在周期表中的位置等，基本思路如下：

【例9】短周期元素甲、乙、丙、丁、戊五种元素在元素周期表中的位置如下图所示，其中戊是同周期中原子半径最小的元素。下列有关判断正确的是 (　　)

甲

乙

丙

丁

戊

A.最外层电子数：甲>乙>丙>丁>戊

B．简单离子的离子半径：丙<乙<戊<丁

C．含有丁元素的酸有多种

D．乙的氢化物多种多样，丙、丁、戊的氢化物各有一种

【例10】　(2011·安徽理综，25)W、X、Y、Z是四种常见的短周期元素，其原子半径随原子序数变化如右

图所示。已知W的一种核素的质量数为18，中子数为10；X和Ne原子的核外电子数相差1；Y的单质是一种常见的半导体材料；Z的电负性在同周期主族元素中最大。

(1)X位于元素周期表中第　　　　周期第　　族；W的基态原子核外有　　　　个未成对电子。

(2)X的单质和Y的单质相比，熔点较高的是　　　　(写化学式)；Z的气态氢化物和溴化氢相比，较稳定的是　　　(写化学式)。

(3)Y与Z形成的化合物和足量水反应，生成一种弱酸和一种强酸，该反应的化学方程式是__________________________________________________________________。

(4)在25 ℃、101 kPa下，已知Y的气态氢化物在氧气中完全燃烧后恢复至原状态，平均每转移1 mol电子放热190.0 kJ，该反应的热化学方程式是____________________________________________________________________

___________________________________________________________________。

【例11】　(2010·安徽理综，25)X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中的四种常见元素，其相关信息如下表：

元素

相关信息

X

X的基态原子核外3个能级上有电子，且每个能级上的电子数相等

Y

常温常压下，Y单质是淡黄色固体，常在火山口附近沉积

Z

Z和Y同周期，Z的电负性大于Y

W

W的一种核素的质量数为63，中子数为34

(1)Y位于元素周期表第________周期第________族，Y和Z的最高价氧化物对应的水化物的酸性较强的是________(写化学式)。

(2)XY2是一种常用的溶剂，XY2的分子中存在________个σ键。在H—Y、H—Z两种共价键中，键的极性较强的是________，键长较长的是________。

(3)W的基态原子核外电子排布式是________。W2Y在空气中煅烧生成W2O的化学方程式是___________________________________________________________________

___________________________________________________________________。

(4)处理含XO、YO2烟道气污染的一种方法，是将其在催化剂作用下转化为单质Y。已知：XO(g)＋O2(g)===XO2(g)  ΔH＝－283.0 kJ·mol－1

         Y(s)＋O2(g)===YO2(g)　ΔH＝－296.0 kJ·mol－1

此反应的热化学方程式是__________________________________________________

__________________________________________________________________。

高考真题重组

1．(2011·新课标全国卷，13)短周期元素W、X、Y和Z的原子序数依次增大。元素W是制备一种高效电池的重要材料，X原子的最外层电子数是内层电子数的2倍，元素Y是地壳中含量最丰富的金属元素，Z原子的最外层电子数是其电子层数的2倍。下列说法错误的是                                (　　)

A．元素W、X的氯化物中，各原子均满足8电子的稳定结构

B．元素X与氢形成的原子比为1∶1的化合物有很多种

C．元素Y的单质与氢氧化钠溶液或盐酸反应均有氢气生成

D．元素Z可与元素X形成共价化合物XZ2

2．(2010·广东理综，10)短周期金属元素甲～戊在元素周期表中的相对位置如下表所示。下列判断正确的是                             (　　)

甲

乙

丙

丁

戊

A．原子半径：丙＜丁＜戊         

B．金属性：甲＞丙

C．氢氧化物碱性：丙＞丁＞戊 

D．最外层电子数：甲＞乙

3．(2009·北京理综，7)W、X、Y、Z均为短周期元素，W的最外层电子数与核外电子总数之比为7∶17；X与W同主族；Y的原子序数是W和X的原子序数之和的一半；含Z元素的物质焰色反应为黄色。下列判断正确的是      (　　)

A．金属性：Y>Z            B．氢化物的沸点：X>W

C．离子的还原性：X>W      D．原子及离子半径：Z>Y>X

4．(2010·山东理综，11)下列说法正确的是                (　　)

A．形成离子键的阴、阳离子间只存在静电吸引力

B．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性和还原性均依次减弱

C．第三周期非金属元素含氧酸的酸性从左到右依次增强

D．元素周期律是元素原子核外电子排布周期性变化的结果

5．(2010·全国理综Ⅱ，12)短周期元素W、X、 Y、 Z的原子序数依次增大，且W、X、Y＋、 Z的最外层电子数与其电子层数的比值依次为2、3、 4、 2(不考虑0族元素)。下列关于这些元素的叙述错误的是              (　　)

A．X和其他三种元素均可形成至少2种二元化合物

B．W和X、Z两种元素分别形成的二元化合物中，均有直线形分子

C．W、X和Y三种元素可以形成碱性化合物

D．Z和其他三种元素形成的二元化合物，其水溶液均呈酸性

6．(2009·山东理综，11)元素在周期表中的位置，反映了元素的原子结构和元素的性质。下列说法正确的是                              (　　)

A．同一元素不可能既表现金属性，又表现非金属性

B．第三周期元素的最高正化合价等于它所处的主族序数

C．短周期元素形成离子后，最外层都达到8电子稳定结构

D．同一主族的元素的原子，最外层电子数相同，化学性质完全相同

7．(2009·江苏，8)X、Y、Z、W、R是5种短周期元素，其原子序数依次增大。X是周期表中原子半径最小的元素，Y原子最外层电子数是次外层电子数的3倍，Z、W、R处于同一周期，R与Y处于同一主族，Z、W原子的核外电子数之和与Y、R原子的核外电子数之和相等。下列说法正确的是         (　　)

A．元素Y、Z、W具有相同电子层结构的离子，其半径依次增大

B．元素X不能与元素Y形成化合物X2Y2

C．元素Y、R分别与元素X形成的化合物的热稳定性：XmY＞XmR

D．元素W、R的最高价氧化物对应的水化物都是强酸

8．(2009·海南，10)门捷列夫在描述元素周期表时，许多元素尚未发现，但他为第四周期的三种元素留下了空位，并对它们的一些性质做了预测，X是其中的一种“类硅”元素，后来被德国化学家文克勒发现，并证实门捷列夫当时的预测相当准确。根据元素周期律，下列有关X性质的描述中错误的是 (　　)

A．X单质不易与水反应

B．XO2可被碳或氢还原为X

C．XCl4的沸点比SiCl4的高

D．XH4的稳定性比SiH4的高

9．(2009·广东，11)元素X、Y、Z原子序数之和为36，X、Y在同一周期，X＋与Z2－具有相同的核外电子层结构。下列推测不正确的是          (　　)

A．同周期元素中X的金属性最强

B．原子半径X＞Y，离子半径X＋＞Z2－

C．同族元素中Z的氢化物稳定性最高

D．同周期元素中Y的最高价含氧酸的酸性最强

10．(2011·北京理综，25)在温度t1和t2下，X2(g)和H2反应生成HX的平衡常数如下表：

化学方程式

K(t1)

K(t2)

F2＋H22HF

1.8×1036

1.9×1032

Cl2＋H22HCl

9.7×1012

4.2×1011

Br2＋H22HBr

5.6×107

9.3×106

I2＋H22HI

43

34

(1)已知t2>t1，HX的生成反应是____________反应(填“吸热”或“放热”)。

(2)HX的电子式是__________。

(3)共价键的极性随共用电子对偏移程度的增大而增强，HX共价键的极性由强到弱的顺序是______________。

(4)X2都能与H2反应生成HX，用原子结构解释原因：____________________________________________________________________

___________________________________________________________________。

(5)K的变化体现出X2化学性质的递变性，用原子结构解释原因：__________________________________________________________________，

原子半径逐渐增大，得电子能力逐渐减弱。

(6)仅依据K的变化，可以推断出：随着卤素原子核电荷数的增加，________(选填字母)。

a．在相同条件下，平衡时X2的转化率逐渐降低

b．X2与H2反应的剧烈程度逐渐减弱

c．HX的还原性逐渐减弱

d．HX的稳定性逐渐减弱

11．(2011·重庆理综，26)用于金属焊接的某种焊条，其药皮由大理石、水泥、硅铁等配制而成。

(1)Al的原子结构示意图为____________；Al与NaOH溶液反应的离子方程式为　。

(2)30Si原子的中子数为____；SiO2的晶体类型为___________________________________________________________________。

(3)Al3＋与Yn－的电子数相同，Y所在族各元素的氢化物的水溶液均显酸性，则该族氢化物中沸点最低的是____________________________________________________。

(4)焊接过程中，药皮在高温下产生了熔渣和使金属不被氧化的气体，该气体是______________。

(5)经处理后的熔渣36.0 g(仅含Fe2O3、Al2O3、SiO2)，加入足量稀盐酸，分离得到11.0 g固体；滤液中加入过量NaOH溶液，分离得到21.4 g固体；则此熔渣中Al2O3的质量分数为________。

12．(2009·安徽理综，25改编)W、X、Y、Z是周期表前36号元素中的四种常见元素，其原子序数依次增大。W、Y的氧化物是导致酸雨的主要物质，X的基态原子核外有7个原子轨道填充了电子，Z能形成红色(或砖红色)的Z2O和黑色的ZO两种氧化物。

(1)W位于元素周期表第________周期第________族。W的气态氢化物稳定性比H2O(g)________(填“强”或“弱”)。

(2)Y的基态原子核外电子排布式是__________________________________________，

Y的第一电离能比X的________(填“大”或“小”)。

(3)Y的最高价氧化物对应水化物的浓溶液与Z的单质反应的化学方程式是__________________________________________________________________

答案

【例1】　C　【例2】　B

【例3】　(1)Na　P　(2)F　F　(3)d  (4)1s22s22p63s23p2

【例4】　D　【例5】　D　

【例6】　(1)1s22s22p63s23p4  (2)＋2价　O2－>Na＋(或Na＋2－)

(3)F>O>N　>　N原子的2p轨道电子数为半满状态，较稳定

(4)N??N  HN3＋OH－===N＋H2O

【例7】　(1)1s22s22p63s23p63d104s24p5

(2)H2O>HBr　O>N

(3)Br2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HBr

(4)3FeBr2＋22HNO3===3Fe(NO3)3＋6HBrO3＋13NO↑＋8H2O　13NA

【例8】　(1)D

(2)第三周期第ⅢA族 

(3)次氯酸钙　ClO－＋2H＋＋Cl－===Cl2↑＋H2O

【例9】　C

【例10】　(1)三　ⅠA　2　(2)Si　HCl　(3)SiCl4＋3H2O===H2SiO3＋4HCl(其他合理答案均可)　(4)SiH4(g)＋2O2(g)===SiO2(s)＋2H2O(l)

ΔH＝－1 520.0 kJ·mol－1

【例11】　(1)三　ⅥA　HClO4

(2)2　H－Cl　H－S

(3)1s22s22p63s23p63d104s1

(或[Ar]3d104s1)　2Cu2S＋3O22Cu2O＋2SO2　(4)2CO(g)＋SO2(g)===S(s)＋2CO2(g)　ΔH＝－270.0 kJ·mol－1

真题重组·规范集训

1．A　2.C  3．B　4．D　5．D  6．B　7．C　8.D  9．B　

10．(1)放热　(2)H

(3)HF、HCl、HBr、HI

(4)卤素原子的最外层电子数均为7，易得电子

(5)同一主族元素从上到下原子核外电子层数依次增多

(6)ad

11．(1) 　      2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑ 

(2)16　原子晶体　(3)HCl　(4)CO2

(5)25%

12．(1)二　ⅤA　弱　(2)1s22s22p63s23p4　大

(3)Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O

　    电化学知识是历年来的命题重点，几乎每年每套化学试卷中都有所涉及，有时出现在选择题中，有时出现在非选择题中。在考查电化学基础知识的前提下，命题题材及角度出现新的变化特点，现主要以近几年电化学试题为例说明。

一、关注新型化学电源的高考命题角度

　新型电池一般具有高能环保，经久耐用，电压稳定，比能量高等特点，取材于这些新型电池的试题，既能体现化学的实用性，又能体现化学命题的时代性、新颖性，使试题在考查电化学知识的同时，又能较好地考查学生分析、灵活解答问题的能力，预测该种命题情景趋势将会继续。

1．可充电电池放电时电极极性判断及充电时与电源的连接

(1)放电时新型电池中

(2)可充电电池用完后充电时，原电池的负极与外电源的负极相连，原电池的正极与外电源的正极相连。

2．可充电电池电极反应式的书写方法

书写可充电电池电极反应式，一般都是先书写放电的电极反应式。书写放电的电极反应式时，一般要遵守三步：第一，先标出原电池总反应式电子转移的方向和数目，指出参与负极和正极反应的物质；第二，写出一个比较容易书写的电极反应式(书写时一定要注意电极产物是否与电解质溶液共存)；第三，在电子守恒的基础上，总反应式减去写出的电极反应式即得另一电极反应式。

充电的电极反应与放电的电极反应过程相反，充电的阳极反应为放电正极反应的逆过程，充电的阴极反应为放电负极反应的逆过程。

3．对溶液中离子的移动方向判断

放电时，阴离子移向负极，阳离子移向正极；充电时，阴离子移向阳极，阳离子移向阴极。

【例1】　(2011·安徽理综，12)研究人员最近发明了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电，在海水中电池总反应可表示为5MnO2＋2Ag＋2NaCl===Na2Mn5O10＋2AgCl

下列“水”电池在海水中放电时的有关说法正确的是     (　　)

A．正极反应式：Ag＋Cl－－e－===AgCl

B．每生成1 mol Na2Mn5O10转移2 mol电子

C．Na＋不断向“水”电池的负极移动

D．AgCl是还原产物

【例2】　(2011·新课标全国卷，11)铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为Fe＋Ni2O3＋3H2O===Fe(OH)2＋2Ni(OH)2

下列有关该电池的说法不正确的是                     (　　)

A．电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni2O3、负极为Fe

B．电池放电时，负极反应为Fe＋2OH－－2e－===Fe(OH)2

C．电池充电过程中，阴极附近溶液的pH降低

D．电池充电时，阳极反应为2Ni(OH)2＋2OH－－2e－===Ni2O3＋3H2O

【例3】　(2010·江苏，11)下图是一种航天器能量储存系统原理示意图。下列说

法正确的是(　　)

A．该系统中只存在3种形式的能量转化

B．装置Y中负极的电极反应式为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－

C．装置X能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生

D．装置X、Y形成的子系统能实现物质的零排放，并能实现化学能与电能间的完全转化

二、电化学与化学实验知识有机融合

　由于电化学在电极反应分析及电极反应式等知识中，要涉及到电极材料、电解液中离子等性质的分析，因而在电化学考查中就容易与化学实验融合在一起，如电解液的制备、净化、电极反应产物的检验、电化学装置的设计等等，这样就提高了试题的综合度，利于全面考查学生的基础知识及灵活解答问题的能力。在崇尚知识立意、能力考查的命题原则下，相信该类试题将继续受到推崇。

【例4】　(2009·山东理综，29)Zn－MnO2干电池应用广泛，其电解质溶液是ZnCl2－NH4Cl混合溶液。

(1)该电池的负极材料是____________。电池工作时，电子流向______________(填“正极”或“负极”)。

(2)若ZnCl2－NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2＋，会加速某电极的腐蚀，其主要原因是________________________________________________________________。

欲除去Cu2＋，最好选用下列试剂中的________(填代号)。

a．NaOH             b．Zn          c．Fe            d．NH3·H2O

(3)MnO2的生产方法之一是以石墨为电极，电解酸化的MnSO4溶液。阴极的电极反应式是________________________________________________________________。

若电解电路中通过2 mol电子，MnO2的理论产量为______________________________g。

  【例5】　(2010·大纲全国卷Ⅱ，29)右图是一个用铂丝作电极，

电解稀的MgSO4溶液的装置，电解液中加有中性红指示

剂，此时溶液呈红色。(指示剂的pH变色范围：6.8～8.0，

酸色—红色，碱色—黄色)

回答下列问题：

(1)下列关于电解过程中电极附近溶液颜色变化的叙述正确的是　(填编号)；

①A管溶液由红变黄；② B管溶液由红变黄；③ A管溶液不变色；④B管溶液不变色

(2)写出A管中发生反应的反应式：______________________________________________；

(3)写出B管中发生反应的反应式：______________________________________________；

(4)检验a管中气体的方法是____________________________________________________；

(5)检验b管中气体的方法是____________________________________________________；

(6)电解一段时间后，切断电源，将电解液倒入烧杯内观察到的现象是_________________。

三、在元素推断等知识中渗透电化学内容

　元素推断、物质推断、氧化还原反应、反应速率影响等知识也是命题考查的重点内容。为了拓展知识考查的宽度，体现学科知识的密切相关性，故在该类问题中常设计一些简单的电化学知识考查，以提高试题的综合性，但难度不大。

【例6】　X、Y、Z、W为按原子序数由小到大排列的四种短周期元素。

已知：①X可分别与Y、W形成X2Y、X2Y2、XW等共价化合物；

②Z可分别与Y、W形成Z2Y、Z2Y2、ZW等离子化合物。请回答：

(1)Z2Y的化学式是____________。

(2)Z2Y2与X2Y反应的化学方程式是______________________________________________。

(3)如右图所示装置，两玻璃管中盛满滴有酚酞溶液的ZW饱和溶液，C(Ⅰ)、C(Ⅱ)为多孔石墨电极。

  接通S1后，C(Ⅰ)附近溶液变红，两玻璃管中有气体生成。一段时间后(两玻璃管中液面未脱离电极)，断开

S1，接通S2，电流表的指针发生偏转。此时：C(Ⅰ)的电极名称是        (填“正极”或“负极”)，C(Ⅱ)的

电极反应式是____________________。

(4)铜屑放入稀H2SO4中不发生反应，若在稀H2SO4中放入

X2Y2，铜屑可逐渐溶解，该反应的离子方程式是___________________________________。

答案

【例1】　B　【例2】　C　【例3】　C　

【例4】　(1)Zn(或锌)　正极

(2)锌与还原出来的Cu构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀　b

(3)2H＋＋2e－===H2↑ 　87

【例5】　(1)①④

(2)2H＋＋2e－===H2↑(或2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑)　Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓

(3)4OH－－4e－===2H2O＋O2↑(或2H2O－4e－===4H＋＋O2↑)

(4)用拇指按住管口，取出试管，管口靠近火焰，放开拇指，有爆鸣声，管口有淡蓝色火焰

(5)用拇指按住管口，取出试管正立，放开拇指，将带有火星的木条伸入试管内会复燃

(6)溶液呈红色，白色沉淀溶解(或大部分溶解)

【例6】　(1)Na2O

(2)2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑

(3)负极　Cl2＋2e－===2Cl－

(4)Cu＋H2O2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O

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