不容忽視的定量型無機(jī)框圖推斷題——2020年浙江選考28題的分析和啟示

江西 張萬程

一、研究背景

近日，教育部考試中心研制的《中國(guó)高考評(píng)價(jià)體系》和《中國(guó)高考評(píng)價(jià)體系說明》由人民教育出版社出版發(fā)行。文中指出高考評(píng)價(jià)體系由“一核四層四翼”組成，“一核”是高考的核心功能，即“立德樹人、服務(wù)選才、引導(dǎo)教學(xué)”，回答“為什么考”的問題；“四層”是高考的考查內(nèi)容，即“核心價(jià)值、學(xué)科素養(yǎng)、關(guān)鍵能力、必備知識(shí)”，回答“考什么”的問題；“四翼”是高考的考查要求，即“基礎(chǔ)性、綜合性、應(yīng)用性、創(chuàng)新性”，回答“怎么考”的問題。該理念在近年的高考內(nèi)容改革及命題中逐步體現(xiàn)，并為保持高考命題的穩(wěn)定性奠定了基礎(chǔ)。隨著新高考的逐步展開，更多的全國(guó)卷區(qū)的省份將目光瞄準(zhǔn)教育發(fā)達(dá)的江浙一帶，浙江高考的選考試題對(duì)2020年全國(guó)卷地區(qū)的復(fù)習(xí)備考有一定的指導(dǎo)作用，其中定量型無機(jī)框圖推斷題是浙江卷的常見題型，試題新穎、題干簡(jiǎn)潔、對(duì)考生的綜合能力要求高。故筆者對(duì)2020年浙江一月選考第28題進(jìn)行分析，望對(duì)大家有所幫助。

二、真題分析

(2020·浙江一月選考·28)Ⅰ.由三種元素組成的化合物A，按如下流程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。氣體B為純凈物，溶液C焰色反應(yīng)為磚紅色，氣體E能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)。

請(qǐng)回答：

(1)組成A的三種元素是________，A的化學(xué)式是________。

(2)固體A與足量稀鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式是_________________

Ⅱ.某興趣小組為探究H2S和Cl2O的性質(zhì)，將兩種氣體同時(shí)通入水中，實(shí)驗(yàn)裝置如圖：

請(qǐng)回答：

(1)三頸瓶中出現(xiàn)淡黃色沉淀，溶液呈強(qiáng)酸性，用一個(gè)化學(xué)方程式表示：______________________________。

(2)若通入水中的Cl2O已過量，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案檢驗(yàn)：______________________________________。

【答案】Ⅰ.(1)Ca、H和N Ca2HN

(2)用玻璃棒蘸取清液，點(diǎn)到淀粉-KI試紙上，如果變藍(lán)(或變藍(lán)后再褪色)，說明Cl2O過量

【解析】

1.初探

由圖1所示過程分析可得結(jié)論：固體A中含有元素Ca、N。

圖1

2.深究

由圖2所示過程分析可得結(jié)論：固體A的化學(xué)式為Ca2HN，其物質(zhì)的量為0.02 mol?？蓪懗蒀aH2·Ca3N2。

已知固體A中含有Ca、N、H元素，氣體B為H2，計(jì)算固體A的化學(xué)式的過程如下：

試劑現(xiàn)象淀粉-KI試紙?jiān)嚰埾茸兯{(lán)后褪色Fe2+溶液溶液變?yōu)樽攸S色品紅溶液溶液褪色

故檢驗(yàn)Cl2O已過量的方法是用玻璃棒蘸取清液，點(diǎn)到淀粉-KI試紙上，如果變藍(lán)(或變藍(lán)后再褪色)，說明Cl2O過量。

在檢驗(yàn)Cl2O已過量的方法中，也可以通過檢驗(yàn)溶液中是否存在H2S來確定，根據(jù)H2S的性質(zhì)，加入氧化劑后若無淡黃色沉淀生成，則說明不存在H2S，而Cl2O過量。其具體方法是取少量上層清液于潔凈試管中，加入少量Cl2O，若無淡黃色沉淀生成，說明Cl2O過量；若有沉淀，則證明Cl2O未過量。細(xì)讀試題，實(shí)驗(yàn)的目的是“探究H2S和Cl2O的性質(zhì)”，H2S的性質(zhì)在高中學(xué)習(xí)中已然熟悉，具有強(qiáng)還原性，所以實(shí)驗(yàn)的主要目的為探究Cl2O的強(qiáng)氧化性，問題“檢驗(yàn)Cl2O已過量”的設(shè)置也是基于這點(diǎn)出發(fā)，引導(dǎo)考生往Cl2O強(qiáng)氧化性的方向思考并作答。

【試題點(diǎn)評(píng)】本題和歷年的浙江選考試題相比，并未推陳，但已出新。歷年該題型僅有一部分，即定量型無機(jī)框圖推斷題，分值一般在5～6分，試題中所涉及的元素一般為Na、Cu、O、Mg、Cl、H等常見元素，化合物一般為結(jié)晶水合物或未知物質(zhì)。本題第Ⅰ部分依舊沿用之前的命題方式，但增加了一些實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，第Ⅱ部分與第Ⅰ部分沒有明顯的關(guān)聯(lián)，但給了一個(gè)命題的信息，可將推斷題與實(shí)驗(yàn)題有機(jī)結(jié)合，也可將推斷題與化學(xué)反應(yīng)原理試題有機(jī)結(jié)合，甚至與工藝流程題有機(jī)結(jié)合。本題第Ⅰ部分由物質(zhì)的性質(zhì)及含量推斷固體A的化學(xué)式，滲透對(duì)“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”及“變化觀念與平衡思想”核心素養(yǎng)的考查，要求學(xué)生具備一定的挖掘信息能力、分析和處理數(shù)據(jù)能力，并能運(yùn)用數(shù)據(jù)推理去論證某一觀點(diǎn)；第Ⅱ部分的實(shí)驗(yàn)涉及物質(zhì)相對(duì)簡(jiǎn)單，具備一定的氧化還原反應(yīng)知識(shí)則能夠輕松答出第一小題，過量的Cl2O的檢驗(yàn)也充分體現(xiàn)出命題的創(chuàng)新性，試題內(nèi)容與題干遙相呼應(yīng)，引導(dǎo)學(xué)生作出正確的答案，滲透對(duì)“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)”核心素養(yǎng)的考查。

三、總結(jié)提升：無機(jī)框圖推斷題的“突破口”

突破口簡(jiǎn)要說明①金屬元素的焰色2019年全國(guó)Ⅱ卷考查鋇元素的焰色(綠色),突破了以往僅考查鉀、鈉元素焰色的局限②物質(zhì)的顏色熟記各種固體、液體(溶液)、氣體的顏色。2019年全國(guó)Ⅰ卷考查Fe2O3的顏色(紅棕色);2019年全國(guó)Ⅱ卷結(jié)合顏色變化考查化學(xué)反應(yīng)方程式③物質(zhì)的特殊性質(zhì)如NH3使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)、碘單質(zhì)遇淀粉變藍(lán)、NO遇空氣變?yōu)榧t棕色等④物質(zhì)燃燒時(shí)的現(xiàn)象2019年全國(guó)Ⅱ卷考查鎂條在CO2氣體中的燃燒現(xiàn)象;如氣體(烴類物質(zhì))的燃燒現(xiàn)象、金屬單質(zhì)和H2在Cl2中的燃燒現(xiàn)象⑤特征轉(zhuǎn)化關(guān)系如物質(zhì)連續(xù)氧化、三角轉(zhuǎn)化關(guān)系、能同時(shí)與酸堿反應(yīng)、特殊反應(yīng)條件下的轉(zhuǎn)化等⑥物質(zhì)所含電子數(shù)目如常見含有10電子、18電子的微粒等⑦特征數(shù)據(jù)常見物質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量,結(jié)合相對(duì)分子質(zhì)量進(jìn)行數(shù)據(jù)處理

四、無機(jī)框圖推斷題解題方法技巧

1.一般步驟：

2.思維方法——假設(shè)驗(yàn)證法：

在解答定量型無機(jī)框圖推斷題中，結(jié)合題給物質(zhì)質(zhì)量和物質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量，猜測(cè)可能的化學(xué)式，再進(jìn)行分析推理驗(yàn)證得出結(jié)論。

以2019年浙江四月選考題為例：

【假設(shè)猜想】X中Na、Cu、O元素的原子個(gè)數(shù)比為1∶1∶2，化學(xué)式為NaCuO2：

X可能的相對(duì)分子質(zhì)量:119、238、357……元素Na:23Cu:64O:16相對(duì)分子質(zhì)量原子個(gè)數(shù)112119

【證據(jù)推理】結(jié)合守恒定律計(jì)算出三種元素的原子個(gè)數(shù)比，確定化學(xué)式：

【結(jié)論驗(yàn)證】物質(zhì)X的化學(xué)式為NaCuO2，可寫成Na2O2·2CuO 的形式，在干燥H2中加熱，Cu元素被還原為單質(zhì)，Na2O2與H2O反應(yīng)生成O2和NaOH，即混合氣體為O2和H2O(g)，固體混合物Y為單質(zhì)Cu和NaOH。

五、對(duì)全國(guó)卷區(qū)的教學(xué)啟示

1.了解高考化學(xué)《考試大綱》，積極應(yīng)對(duì)高考新變化

《考試大綱》中對(duì)常見無機(jī)物及其應(yīng)用的要求為(1)常見金屬元素(如Na、Mg、Al、Fe、Cu等)：①了解常見金屬的活動(dòng)順序；②了解常見金屬及其重要化合物的制備方法，掌握其主要性質(zhì)及其應(yīng)用；③了解合金的概念及其重要應(yīng)用。(2)常見非金屬元素(如H、C、N、O、Si、S、Cl等)：①了解常見非金屬元素單質(zhì)及其重要化合物的制備方法，掌握其主要性質(zhì)及其應(yīng)用；②了解常見非金屬元素單質(zhì)及其重要化合物對(duì)環(huán)境的影響。(3)以上各部分知識(shí)的綜合應(yīng)用。《考試大綱》仍沿用2019年的大綱，但較之往年有較大變化，如增加了對(duì)金屬元素Cu及其化合物的考查，隨著科技的發(fā)展，考題中會(huì)越來越多的涉及過渡金屬元素的考查，包括涉及稀土元素的考查，在復(fù)習(xí)備考的過程中應(yīng)加以總結(jié)思考。

2.重視元素及化合物的復(fù)習(xí)教學(xué)，幫助學(xué)生進(jìn)行歸納總結(jié)

在復(fù)習(xí)元素及化合物章節(jié)時(shí)，不能局限于常規(guī)的元素及化合物知識(shí)，如單質(zhì)及其化合物的物理化學(xué)性質(zhì)、用途、物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)室制法和工業(yè)制法、單質(zhì)及化合物之間的相互轉(zhuǎn)化等，而應(yīng)當(dāng)將元素及化合物置于一定的背景下，如國(guó)際國(guó)內(nèi)獎(jiǎng)項(xiàng)、社會(huì)熱點(diǎn)、科研新成果、生產(chǎn)生活、化學(xué)史等，也可聯(lián)系化學(xué)反應(yīng)原理、工藝流程、化學(xué)實(shí)驗(yàn)等題型進(jìn)行分析教學(xué)。幫助學(xué)生構(gòu)建知識(shí)體系，畫出思維導(dǎo)圖，幫助理解元素及化合物知識(shí)。

3.認(rèn)真研讀全國(guó)卷及地方卷真題，找出關(guān)聯(lián)點(diǎn)

2019年全國(guó)卷區(qū)的三套試卷，不同程度上都有減弱工藝流程的考查，將工藝流程和實(shí)驗(yàn)有機(jī)融合在一起進(jìn)行考查，這或許會(huì)成為一種新的趨勢(shì)。而無機(jī)框圖推斷題在全國(guó)卷上多年未涉及，或許無機(jī)推斷題會(huì)結(jié)合工藝流程或?qū)嶒?yàn)探究“重出江湖”，2018年全國(guó)卷Ⅰ首次將工藝流程引入到選擇題中，定量型無機(jī)框圖推斷題也可以選擇題形式進(jìn)行呈現(xiàn)，當(dāng)引起我們重視。

六、模擬改編預(yù)測(cè)

(2017年浙江“超級(jí)全能生”選考8月聯(lián)考改編)X在一定條件下可發(fā)生如下轉(zhuǎn)化，有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是

( )

A.氣體①為CO，其質(zhì)量為(1.96 g-0.56 g)

C.反應(yīng)③中若氣體①完全反應(yīng)完，需CuO的質(zhì)量為4.0 g

D.X的化學(xué)式為Fe(CO)5

【答案】B