高考新題型“價(jià)-類”二維圖的考查

朱沈燕

(如皋市搬經(jīng)中學(xué),江蘇 如皋 226500)

常見的“價(jià)-類”二維圖是以物質(zhì)的類別為橫坐標(biāo),以某種元素的化合價(jià)為縱坐標(biāo),在二維平面內(nèi)繪制的含有該元素物質(zhì)的圖像.以“價(jià)-類”二維圖為素材考查基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)體現(xiàn)元素觀、分類觀、轉(zhuǎn)化觀等化學(xué)觀念的落實(shí)與培養(yǎng),因此備受高考命題者的青睞,2021、2023年的廣東卷連續(xù)兩年出現(xiàn)對(duì)“價(jià)-類”二維圖的考查,應(yīng)引起重視.

1 基于“價(jià)-類”二維圖的元素化合物性質(zhì)與轉(zhuǎn)化的考查

例1(2023年廣東卷改編)部分含Na或含Cu物質(zhì)的分類與相應(yīng)化合價(jià)關(guān)系如圖1所示.下列推斷不合理的是( ).

圖1 物質(zhì)與化合價(jià)的關(guān)系

A．可通過觀察單質(zhì)a、氧化物b的顏色,判斷其為何種物質(zhì)

B．可存在c→d→e的轉(zhuǎn)化

C．新制的d懸濁液可用于檢驗(yàn)葡萄糖中的醛基

D．能與H2O反應(yīng)生成c的物質(zhì)只有b

解析單質(zhì)a可能為金屬銅或鈉,兩種物質(zhì)顏色不同,可以區(qū)分;氧化物b可能是Na2O為白色,Na2O2為淡黃色、Cu2O為磚紅色,三種物質(zhì)顏色均不同,可以區(qū)分,合理,A不符合題意;由圖可知a、b、c對(duì)應(yīng)物質(zhì)分別為:鈉、氧化鈉(過氧化鈉)、氫氧化鈉或a、b、e 、d對(duì)應(yīng)物質(zhì)分別為:銅、氧化亞銅、氧化銅、氫氧化銅,氫氧化鈉和硫酸銅反應(yīng)生成氫氧化銅,氫氧化銅受熱分解生成氧化銅,所以存在c→d→e的轉(zhuǎn)化,合理,B不符合題意;醛基具有還原性,新制的Cu(OH)2懸濁液可用于檢驗(yàn)葡萄糖中的醛基,合理,C不符合題意;Na2O2、Na與H2O反應(yīng)也可以生成NaOH,不合理,D符合題意.故選D.

考點(diǎn)分析基于“價(jià)-類”二維圖的元素化合物性質(zhì)與轉(zhuǎn)化的考查是將物質(zhì)分類排列,同價(jià)態(tài)的物質(zhì)排成一行,讓考生判斷分析哪些物質(zhì)可能發(fā)生歧化反應(yīng),哪些物質(zhì)可能發(fā)生歸中反應(yīng),依據(jù)氧化還原反應(yīng)的價(jià)態(tài)規(guī)律可得含有元素價(jià)態(tài)相對(duì)高的微粒一般具有氧化性,價(jià)態(tài)相對(duì)低的微粒一般具有還原性,中間價(jià)態(tài)的一般可發(fā)生歧化反應(yīng).橫向變化體現(xiàn)同價(jià)態(tài)的氧化物、堿、鹽等不同類別物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化;縱向變化是同類別,不同價(jià)態(tài)物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化,斜向變化是不同類別、不同價(jià)態(tài)物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化,不同價(jià)態(tài)物質(zhì)轉(zhuǎn)化要體現(xiàn)其還原性和氧化物、遵循氧化還原規(guī)律.“價(jià)-類”二維圖可以明確物質(zhì)之間轉(zhuǎn)化的反應(yīng)類型,如橫向轉(zhuǎn)化,化合價(jià)不變,通常是復(fù)分解反應(yīng).而斜向反應(yīng)化合價(jià)不同,則反應(yīng)類型一定是氧化還原反應(yīng).“價(jià)-類”二維圖將試題信息一目了然地呈現(xiàn)出來,考查考生必備知識(shí)體系是否完善,并要學(xué)會(huì)遷移應(yīng)用等關(guān)鍵能力[1].

備考啟示“價(jià)-類”二維圖很適合在高三的一輪復(fù)習(xí)元素化合物中使用,用構(gòu)建“價(jià)-類”二維圖的方法復(fù)習(xí)元素化合物的知識(shí),可以有效地幫助學(xué)生構(gòu)建知識(shí)體系,將零散的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行系統(tǒng)化,便于學(xué)生站在更高的高度來認(rèn)識(shí)化學(xué)、學(xué)習(xí)化學(xué)、熟練地運(yùn)用化學(xué).

重視學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí),試題呈現(xiàn)方式多樣,高中化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)包括物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論、典型化合物的性質(zhì)、基本化學(xué)反應(yīng)原理、基本化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作方法和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思想等,圍繞這些基礎(chǔ)內(nèi)容,深入考查學(xué)生對(duì)離子方程式、化學(xué)實(shí)驗(yàn)、元素性質(zhì)與周期率等必備知識(shí)點(diǎn)的理解與應(yīng)用.同時(shí),要注意試題的綜合性,對(duì)有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)、物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、化學(xué)反應(yīng)原理等模塊知識(shí)點(diǎn)的滲透考查.

變式練習(xí)1 硫元素的價(jià)類二維圖如圖2所示.下列說法錯(cuò)誤的是( ).

圖2 硫元素的價(jià)類二維圖

A．a(chǎn)與c、d、e都有可能反應(yīng)生成b

B．d溶液久置于空氣中會(huì)生成e,溶液的酸性增強(qiáng)

C．鹽g與鹽f之間也可能發(fā)生反應(yīng)

D．將銅與e的濃溶液共熱產(chǎn)生的氣體通入Ba(NO3)2液中,無明顯現(xiàn)象

解析由“價(jià)—類”二維圖可確定a為H2S,b為S,c為SO2,d為H2SO3,e為H2SO4,f為R2SO3或RHSO3,g為R2SO4或RHSO4(假設(shè)R顯+1價(jià)).A項(xiàng),由分析可知,a為H2S、c為SO2、d為H2SO3、e為H2SO4,H2S與SO2、H2SO3、H2SO4(濃)都能發(fā)生氧化還原反應(yīng),A正確;B項(xiàng),d為H2SO3,久置于空氣中會(huì)被氧氣氧化生成H2SO4,溶液的酸性增強(qiáng),B正確;C項(xiàng),若g為RHSO4,f為R2SO3或RHSO3,則鹽g與鹽f之間也可能發(fā)生離子交換反應(yīng),C正確;D項(xiàng),銅與濃硫酸共熱產(chǎn)生的氣體為SO2,通入Ba(NO3)2溶液中,會(huì)生成BaSO4,產(chǎn)生白色沉淀,D錯(cuò)誤.故選D.

2 基于“價(jià)-類”二維圖的元素化合物性質(zhì)與應(yīng)用的考查

例2(2021年廣東卷改編)部分含F(xiàn)e物質(zhì)的分類與相應(yīng)化合價(jià)關(guān)系如圖3所示.下列說法不正確的是( ).

圖3 物質(zhì)與化合價(jià)的關(guān)系

A．c常用作涂料

B．f可與K3[Fe(CN)6]反應(yīng)制藍(lán)色顏料

C．g的溶液可用于檢驗(yàn)苯酚

D．可將g加入濃堿液中制得e的膠體作凈水劑

解析由題干價(jià)類二維圖信息可知,a為Fe、b為FeO、c為Fe2O3、d為Fe(OH)2,e為Fe(OH)3、f為Fe2+、g為Fe3+,據(jù)此分析解題.c為Fe2O3,化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定且呈紅棕色,故c常用作涂料,A正確;f為Fe2+的鹽,可與K3[Fe(CN)6]反應(yīng)制藍(lán)色顏料KFe[Fe(CN)6],B正確;g為Fe3+的鹽,Fe3+遇到苯酚顯紫色,即g的溶液可用于檢驗(yàn)苯酚,C正確;Fe3+的鹽與濃堿液反應(yīng)生成Fe(OH)3沉淀,制備Fe(OH)3膠體操作為:向沸水中滴加飽和FeCl3溶液,繼續(xù)煮沸至溶液呈紅褐色,停止加熱,D錯(cuò)誤.故選D.

考點(diǎn)分析以“價(jià)-類”二維圖為載體,考查核心元素及其化合物性質(zhì)與應(yīng)用,體現(xiàn)高考化學(xué)注重對(duì)必備知識(shí)的考查,橫坐標(biāo)表示物質(zhì)的類別如單質(zhì)、氧化物、氫化物、酸、堿、鹽,考查考生從物質(zhì)類別角度,結(jié)合物質(zhì)的性質(zhì)分析判斷其在生成生活中的應(yīng)用[2].

備考啟示“價(jià)-類”二維圖有助于構(gòu)建不同物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系,將繁多雜亂的物質(zhì)清晰分類,有助于構(gòu)建完善的知識(shí)體系,同時(shí)清晰地呈現(xiàn)物質(zhì)的氧化性、還原性、同價(jià)態(tài)的物質(zhì)性質(zhì)相近.性質(zhì)決定用途,因此基于“價(jià)-類”二維圖的元素化合物性質(zhì)與應(yīng)用其考查的核心是元素,延伸的是性質(zhì)應(yīng)用,復(fù)習(xí)的方法是分類,需要注意的是轉(zhuǎn)化,嘗試構(gòu)建其他元素的“價(jià)-類”二維圖,并熟悉其在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用.

變式練習(xí)2 如圖4是某元素的價(jià)一類二維圖,其中A為正鹽,X是一種強(qiáng)堿,通常條件下Z是無色液體,E的相對(duì)分子質(zhì)量比D大16,各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖4所示.下列說法錯(cuò)誤的是( ).

圖4 各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系

A．物質(zhì)A作肥料時(shí)不適合與草木灰混合施用

B．物質(zhì)B是弱電解質(zhì),其水溶液呈弱堿性

C．物質(zhì)C一般用排水法收集

D．D→E的反應(yīng)可用于檢驗(yàn)D

解析通常條件下,Z是無色液體,可確定Z為水, A與X反應(yīng)可以生成B,A為正鹽,X為強(qiáng)堿,可確定A為氨鹽,B為氨,Y為氧氣,C為氮?dú)?D為一氧化氮,E為二氧化氮,Z為水,F為硝酸,X為強(qiáng)堿,所以G為硝酸鹽.A項(xiàng),氨鹽與草木灰混合會(huì)釋放出氨,不適合與草木灰混合使用,A正確;B項(xiàng),氨屬于非電解質(zhì),其水溶液顯弱堿性,B錯(cuò)誤;C項(xiàng),一氧化氮難溶于水且可以與空氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng),生成二氧化氮,一般采用排水法收集,C正確;D項(xiàng),一氧化氮被氧氣氧化,生成二氧化氮,顏色會(huì)由無色變?yōu)榧t棕色,有明顯的顏色變化,可用于檢驗(yàn)一氧化氮,D正確.故選B.

3 結(jié)束語(yǔ)

“價(jià)-類”二維圖以探究多種變價(jià)元素為載體,以獨(dú)特的認(rèn)識(shí)視角,將散落的物質(zhì)有序地排列,物質(zhì)間關(guān)系脈絡(luò)清晰明了,促進(jìn)知識(shí)結(jié)構(gòu)化.高考中“價(jià)-類”二維圖考查考生的認(rèn)識(shí)能力和預(yù)測(cè)能力,是落實(shí)證據(jù)推理與模型認(rèn)知、科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的重要體現(xiàn)[3],構(gòu)建“價(jià)-類”二維圖認(rèn)知模型是復(fù)習(xí)元素化合物重要方式之一,因此在備考中應(yīng)加以應(yīng)用,從而達(dá)到最佳的復(fù)習(xí)效果.