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文档简介

1、高考化学无机结构的分析与判断技巧金点子:无机结构包括:原子结构、分子结构和晶体结构等。在解答此类试题时,其主要方法与技巧包括:1最外层8电子结构的判断技巧对于ABn型分子,如果A的化合价的绝对值加最外层电子数等于8,即A原子的最外层为8电子结构,如NH3、PCl3、H2S等。其计算式为:A的化合价+ 最外层电子数 = 8 。2非极性分子的判断技巧对于ABn型分子,如果A的化合价的绝对值等于最外层电子数,即为非极性分子。如CO2、BF3、PCl5等。其计算式为:A的化合价= 最外层电子数 。3分子结构的分析与判断技巧常见的无机分子结构有直线形分子(如CO2)、平面三角形分子(如BF3)、弯曲形分

2、子(如H2O)、三角锥形分子(如NH3)等。在解题时,要能将常见的分子构形根据电子排布的相似点,迁移到新的物质中。此类试题主要采用迁移类比法分析。4晶体结构的分析与判断技巧常见的晶体有离子晶体(NaCl型和CsCl型)、分子晶体(如干冰)、原子晶体(如金刚石、晶体硅、二氧化硅、碳化硅及新型无机非金属材料)、金属晶体及过渡型晶体(如石墨)。在解题时,既要能分析其晶体结构,又要能将常见的晶体结构根据题中叙述,迁移到新的物质中。此类试题主要采用迁移类比法分析。经典题:例题1 :(1999年全国高考)下列各分子中所有原子都满足最外层为8电子结构的是( )ABeCl2 BPCl3 CPCl5 DN2方法

3、:利用ABn型分子中价电子排布规律分析求解。 捷径: 根据金点子中的技法概述1知,属ABn型分子的有BeCl2、PCl3、PCl5,只有PCl3分子中的P的化合价+3+ 最外层电子数 = 8 。故PCl3分子中P原子的最外层满足8电子结构,又Cl原子为-1价,也满足最外层8电子结构,故B符合题设要求。又因N2的电子式是 , 所有原子都满足最外层为8电子结构。以此得正确答案为BD。总结: BeCl2中Be原子的最外层只有2个电子,所以它不论形成离子化合物还是共价化合物,其最外层电子数都不可能是8。PCl3的电子式可联系到中学阶段所学的NH3分子的结构书写,即为 。例题2 :(1999年全国高考)

4、关于晶体的下列说法正确的是 ( ) A在晶体中只要有阴离子就一定有阳离子B在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子C原子晶体的熔点一定比金属晶体的高D分子晶体的熔点一定比金属晶体的低方法:从中学范围内四种类型的晶体综合分析。捷径:在金属晶体中,存在金属阳离子和自由电子,故B选项错误;晶体硅的熔点1410,要比金属钨的熔点(3419)低,而金属汞的熔点(常温下是液态)又比蔗糖、磷等(常温下是固态)低。以此说法正确的只有A。总结:部分考生由于对金属晶体理解不深,错误认为:在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子,而出现误选B的现象较多。例题3 :(2001年全国高考理科综合)已知化合物B3N3H6(硼氮苯)与

5、C6H6(苯)的分子结构相似,如右图:则硼氮苯的二氯取代物B3N3H4Cl2的同分异构体的数目为 ( )A. 2 B. 3 C. 4 D. 6方法:迁移类比法分析获解。捷径:硼氮苯又名无机苯,根据题中信息,其结构与苯相似,也呈平面结构,故邻、对位二氯代物异构体各有一种,间位二氯代物因出现硼、氮两种连接方式,故有2种异构体。以此二氯代物异构体共有4种,得答案C 。总结:此题有不少考生,在迁移类比时未能分清无机苯与苯的不同之处,即苯中为6个碳,而无机苯中为N和B,而出现误选B。例题4 :(2001年广东、河南高考)氮化硅(Si3N4)是一种新型的耐高温耐磨材料,在工业上有广泛用途,它属于 ( )A

6、原子晶体 B分子晶体 C金属晶体 D离子晶体方法:迁移类比法分析。捷径:题干提供Si3N4是一种耐高温耐磨材料。也就是说Si3N4具有高的熔点和硬度,是典型原子晶体具有的物理性质。因此它属于原子晶体,选A。总结:此题为一新型无机非金属材料,在解题时要求考生将题中所述物质的性质与晶体的性质相比较。例题 5 :(1996年全国高考)右图是石英晶体平面示意图,它实际上是立体的网状结构,其中硅、氧原子数之比为 。原硅酸根离子SiO44-的结构可表示为左图。二聚硅酸根离子Si2O76-中,只有硅氧键,它的结构可表示为 。方法:通过题设结构比较分析。捷径:通过石英晶体的平面示意图,可以看出一个硅原子周围有

7、四个氧原子,一个氧原子周围有二个硅原子,所以在二氧化硅晶体中,硅原子与氧原子的最简单整数比为12。原硅酸(H4SiO4)的结构可表示为 ,两个原硅酸分子可发生分子间脱水: 生成二聚原硅酸,二聚原硅酸电离出6个H+后,形成带6个负电荷的二聚原硅酸根离子,以此二聚硅酸根离子的结构可表示为:总结:二氧化硅的真实结构相当于晶体硅结构中Si与Si之间插入一个氧原子而成。例题 6 :(1997年全国高考)1996年诺贝化学奖授予对发现C60有重大贡献的三位科学家.C60分子是形如球状的多面体(如图),该结构的建立基于以下考虑:C60分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成化学键;C60分子只含有五边形和六

8、边形;多面体的顶点数、面数和棱边数的关系,遵循欧拉定理:据上所述,可推知C60分子有12个五边形和20个六边形,C60分子所含的双键数为30.请回答下列问题:(1)固体C60与金刚石相比较,熔点较高者应是_,理由是:_.(2)试估计C60跟F2在一定条件下,能否发生反应生成C60F60(填“可能”或“不可能”)_,并简述其理由:_。(3)通过计算,确定C60分子所含单键数.C60分子所含单键数为_.(4)C70分子也已制得,它的分子结构模型可以与C60同样考虑而推知.通过计算确定C70分子中五边形和六边形的数目.C70分子中所含五边形数为_,六边形数为_.方法:根据题设结构分析,并与金刚石结构

9、比较。捷径:(1) 因固体C60为分子晶体,而金刚石为原子晶体,两者相比较,熔点较高者为金刚石。理由是:金刚石属原子晶体,而固体C60不是,故金刚石熔点较高。(2)因C60分子含30个双键, 与极活泼的F2发生加成反应即可生成C60F60 。也可由欧拉定理计算键数(即棱边数)::60+(12+20)-2=90C60分子中单键为:90-30=60。 (4)设C70分子中五边形数为x,六边形数为y。依题意可得方程组:解得:五边形数x=12,六边形数y=25。总结:此题在当年高考中属较难题,部分考生未能正确作答的原因是未能理清C60结构及参于成键的电子数之故。例题7 :(1999年全国高考)(1)中

10、学教材上图示了NaCl晶体结构,它向三维空间延伸得到完美晶体。 NiO(氧化镍)晶体的结构与NaCl相同,Ni2+与最邻近O2-的核间距离为a10-8cm,计算NiO晶体的密度(已知NiO的摩尔质量为74.7g.mol-1). (2)天然的和绝大部分人工制备的晶体都存在各种缺陷,例如在某种NiO晶体中就存在如右图所示的缺陷:一个Ni2+空缺,另有两个Ni2+被两个Ni3+所取代。其结果晶体仍呈电中性,但化合物中Ni和O的比值却发生了变化。某氧化镍样品组成为Ni0.97O,试计算该晶体中Ni3+与Ni2+的离子数之比。 方法:迁移类比法分析。捷径:(1)1cm3中阴、阳离子总数1.00cm 3/

11、(a10-8cm)31cm3中 Ni2+O2-离子对数1.00cm3/(a10-8cm)31/2 密度1.00cm3/(a10-8cm)374.7gmol-1/2NA1.00cm3/(a10-8cm)374.7gmol-1/26.021023mol-1 (62.0/a3)g cm-3。 (2)设1mol Ni0.97O中含Ni3+x mol, Ni2+(0.97-x)mol根据电中性原理得:3x mol + 2(0.97-x)mol=21mol ,解得x=0.06 。Ni2+为(0.97-x)mol=0.91。离子数之比 (Ni3+):(Ni2+)=0.06:0.91= 6:91 。总结:该题

12、的第(2)问虽不难,仅需通过电中性即可求解,但由于部分考生对题中Ni0.97O不会分析,从而造成无法作答。金钥匙:例题1 :用激光将置于铁室中石墨靶上的碳原子炸松,同时用射频电火花喷射氮气,此时碳、氮原子结合成碳氮化合物薄膜,这种化合物可以比金刚石更坚硬,其原因可能是( )A碳、氮原子构成网状结构的晶体 B碳、氮的单质化学性质均不活泼C碳、氮键比金刚石中的碳碳键更短 D氮原子最外层电子数比碳原子多方法:迁移类比分析求解。 捷径:碳氮化合物比金刚石更坚硬,说明碳氮原子形成的是空间网状结构的原子晶体,由于氮原子半径比碳原子半径小,故NC键比CC键的键长短,键能大。答案:AC。总结:键长越短,键能越

13、大,原子晶体熔沸点越高,硬度越大。例题2 :Pt(NH3)2呈平面四边形结构。它可以形成两种固体,一种为淡黄色,在水中溶解度小;另一种为黄绿色,在水中溶解度较大。请在以下方框内画出相应的固体分子的结构图,并解释黄绿色固体在水中溶解度较大的原因。 淡黄色固体 黄绿色固体方法:将此固体的极性与水分子的极性相比较,根据相似者相溶原理分析。 捷径:水为极性分子,黄绿色固体在水中溶解度较大,根据相似相溶原理,黄绿色固体中分子一定是极性分子,结构不对称,极性不能抵消,而淡黄色固体中的分子一定是非极性分子,因此,它在水中溶解度才会小。在Pt离子周围的平面上分布两种四个微粒,有两种可能(见右图):显然式极性抵

14、消,为非极性分子,淡黄色固体。式极性不能抵消,为极性分子,黄绿色固体。总结:淡黄色、黄绿色都是固体性质的描述,无需(目前也无法)从结构上解释。溶解度的不同,才是本题的“题眼”所在。例题3 :(1)右图为CO2分子晶体结构的一部分。观察图形,试说明每个CO2分子周围有 个与之紧邻等距离的CO2分子。(2)试判断:CO2 CS2 SiO2晶体的沸点由高到低排列的顺序是 (填写相应物质的编号)。方法:结构分析与结构比较法。捷径:(1)以晶体中右面中心上的CO2分子为考查对象,在同一面上,与之相邻且等距离的CO2分子有4个,向左分析,与之相交的四个垂直面上共有4个CO2分子距离与之相等。再向右延伸,可

15、以想象与之相交的四个垂直面上共有4个CO2分子距离与之相等。故在它的周围将有12个与之紧邻且等距的CO2分子。(2)由于SiO2为原子晶体,所以沸点最高,而通常情况下,CO2为气态,CS2为液态,则沸点CS2高于CO2,因此,沸点。总结:此题主要是考查空间思维能力,属于晶体结构的知识。例题4 :阿伏加德罗常数是以12g 12C所含有的碳原子数作为标准的,其测定方法有大分子油膜法、电解法等。随着科学技术的发展,其测定手段越来越多,测定精确度也越来越高。有人设想用NaCl晶体来测定阿伏加德罗常数,已知NaCl晶体的结构如右图所示,x射线测得NaCl晶体中靠得最近的Na+与Cl间的平均距离为cm。为

16、了测定方便,现仅借助于中学化学实验室中的常用仪器进行实验,请设计测定阿伏加德罗常数的整个实验过程,并写出测定步骤中所用器材及试剂的名称。测定过程中所获得的数据依次用a、b、c表示,用所设计的测定方法及获得的数据测得的阿伏加德罗常数NA的表达式为NA=_。(因受实验条件的限制,NaCl很难制得大块的立方晶体)。方法: 将宏观与微观通过体积关系相联系而获解。捷径:根据NaCl晶胞图知,1个晶胞相当于4个Na+和4个Cl(顶点离子有1/8属于晶胞、棱上离子有1/4属于晶胞、面上离子有1/2属于晶胞、内部离子完全属于该晶胞),其体积为 (2cm )3=83cm3。借助中学化学实验中常用仪器测阿伏加德罗

17、常数,可设法获得一定质量NaCl的体积。因NaCl很难获得大块立方晶体,故NaCl晶体体积的确定是此题的难点。联想到中学化学中的定容容器,以此可采用体积加合法,使NaCl的体积与某种不相溶液体的体积加合后等于某一固定体积来测定NaCl的体积。其测定步骤为:用托盘天平准确称取ag干燥、纯净的NaCl晶体;将称得的晶体转移到100mL的容量瓶中;用酸式滴定管向容量瓶中滴加苯(或其它非极性有机溶剂),不断振荡,直至加苯至容量瓶的刻度线,以获得NaCl晶体的体积bcm3。以此得测定结果:NA= mol1 。总结:该题以阿伏加德罗常数的获得为目的,要求考生在充分认识晶胞的基础上,通过思维的定向、联想、调

18、用、剖析,将宏观与微观巧妙地连在一起。对考生实验能力、分析能力、创造性设计能力要求都较高。例题5 :正硅酸根离子和多硅酸根离子结构如下图所示(图中“O”表示氧原子,“”表示Si-O”键,“”表示空间结构 )。表示SiO44-;表示Si2O76-; 表示Si3O108-。若有多硅酸根中硅原子数为n,则离子符号为 。方法:通过数学归纳法或成键特点求算。捷径:方法一:数学归纳法。Si原子个数为1,离子符号:SiO42Si原子个数为2,离子符号:(SiO4+SiO3)(4+2)Si原子个数为3,离子符号:SiO4+(SiO3)2 (4+22)Si原子个数为n,离子符号:SiO4+(SiO3)n1 4+

19、2(n1) 以此得离子符号为:SinO3n+12( n+1) - 。方法二:根据Si的成键特点求算。每个硅原子有四根共价键,均与氧原子相连,当n个SiO44-缩合时,有n-1个氧原子共用,以此氧原子个数为4n (n 1) = 3n+1 个,电荷为 +4n 2(3n+1) = - 2 ( n+1 ) 。以此得离子符号为:SinO3n+12( n+1) - 。总结:该题虽然给出了正硅酸根离子和多硅酸根离子的空间结构,但在求算硅原子数为n的离子符号时,仍是抓住n=1、n=2、n=3的离子符号来进行分析。例题6 :已知LiI晶体结构为NaCl型,实验测得Li+和I 最邻近的距离为3.021010m,假

20、定I和Li+都是刚性球。试回答下列各问:(1)欲计算得到Li+和I的近似半径,你还须做何假设?(2)计算Li+、I的近似半径(3)若用另一方法测得Li+的半径为6.01011m6.81011m,试验证你的假设是否正确。 方法:迁移类比法分析。 捷径:(1)由于阴阳离子半径为“接触”半径,所以还必须假设离子间相接触。(2)在上述假设下,联想NaCl晶胞结构,并取其一个面来观察,得如右图所示关系。在abc中,因ac= 23.021010m=4r(I)4r(I)=2.141010m故r(Li+) = 8.801011m(3)由于离子间并非接触,即:3.021010r(Li+) + r(I) r(Li

21、+)8.801011m,所以假设成立。总结:此题要求考生将NaCl的晶体结构迁移到LiI,并与数学知识相联系。例题7 :已知Co(NH3)63+的立体结构如右图。 其中1、2、3、4、5、6处的交点表示NH3分子,且各相邻的NH3分子间的距离相等,Co3+位于正八面体的中心,若其中2个NH3分子被Cl取代,所形成的Co(NH3)4Cl2+的同分异构体有 种;若其中4个NH3分子被Cl取代,所形成的Co(NH3)2Cl4的同分异构体有 种。方法: 通过正八面体空间结构分析比较获解。捷径:在Co(NH3)63+中两个NH3分子被两个Cl取代,所形成的Co(NH3)4Cl2+的同分异构体有相邻和相对

22、两种。若其中4个NH3分子被4个Cl取代,所形成的Co(NH3)2Cl4的同分异构体与Co(NH3)4Cl2+相同(均为两同、四不同),即为2种。总结:本题并不难,但缺乏空间想象力的同学会束手无策。要解答好这类题,就要提高对物质结构的空间想象力。聚宝盆:1利用直观模型,建立空间概念模型是客观实物的模拟品,也是对微观对象想象的类似品。通过模型的“形似”,发挥你的想象力,力求达到“神似”,避免“就是那个样”的错误印象。如在离子化合物一节中,关于“氯化钠晶体内钠离子和氯离子在空间交替排列”一句话中的“空间交替排列”很难想象,此时,可通过观察氯化钠的晶体结构模型分析。在理解清NaCl的晶体结构后,再与

23、氯化铯晶体结构作比较,便不难得出:虽然氯化钠与氯化铯化学式相同,但晶体的内部结构却不同。这样,通过直观结构模型,纠正平面结构错觉,经过数次感性认识,在大脑中逐步建立起正确的、完整的、清晰的立体形象。2抓住空间形象特点 分析空间结构问题在近几年高考中,经常出现根据一定的空间形象和信息解答一定的结构及有关性质问题。解答此类试题,应认真阅读题给信息,走出平面思维定势,进行创造性思维,灵活地将信息空间形象性质有机结合起来,建立完整的立体形象。3解答或分析晶体结构,在绝大多数情况下都可采用迁移类比法。热身赛:1已知重水和普通水之间能够发生氢也能发生氢交换,次磷酸(H3PO2)也能发生氢交换,但次磷酸钠(

24、NaH2PO2)都不跟D2O发生氢交换。由此可知H3PO2的分子结构应是( )2两个原硅酸分子的OH原子团之间可以相互作用而脱去一分子水,如2H4SiO4H2O = H6Si2O7。已知原硅酸的结构如右图:则在所得的H6Si2O7的分子结构中,含有的硅氧键数目为( )A5 B6 C7 D83下列说法中正确的是( )A凡是高熔点的物质,一定是原子晶体B冰的熔化,碘的升华都有化学健的变化C非极性分子,一定具有非极性键D因为II键的键能小于BrBr键的键能,故Br2分子比I2分子稳定4下表给出几种氯化物的熔点和沸点NaClMgCl2AlCl3SiCl4熔点()80171219068沸点()14651

25、41618057下列叙述跟表中数据一致的是( )(a)氯化铝加热时能升华 (b)四氯化硅在室温下是液体(c)氯化钠在1500时以蒸气形式存在 (d)四氯化硅晶体是分子晶体(e)氯化镁中键的强度比氯化钠中键的强度强A(a)(b) B(a)(b)(c) C(a)(b)(c)(d) D(a)(b)(c)(d)(e)5下列有关晶体的叙述中不正确的是 ( )A氯化钠晶体中,每个Na(或Cl)周围紧邻有6个Cl(或Na+)。B在CsCl晶体中,每个Cs+周围紧邻有8个Cl-,而和每个Cs+等距紧邻的也有8个Cs+。C金刚石网状结构中,共价键形成碳原子环,其中最小的环上有6个碳原子。D在干冰晶体中每个CO2

26、分子周围紧邻14个CO2分子。6六十年代美国化学家鲍林提出了一个经验规则:设含氧酸的化学式为HnROm,其中(mn)为非羟基氧原子数,鲍林认为含氧酸的强弱与非羟基氧原子数(mn),有如下关系:mn0123含氧酸强度弱酸中强强很强实例HClOH3PO4HNO3HClO4 试简要回答下列问题:(1)按此规则判断H3AsO4、H2CrO4、HMnO4酸性由强到弱的顺序为_。(2)按此规则判断碳酸应属于_酸,与通常认为的碳酸的强度是否一致?其可能的原因是_。(3)H3PO2(次磷酸)为中强酸,则它的分子结构为_,它为_元酸。O O | |7HOSO(SO3)XSOH(多硫酸)中S的价态为_,连多硫酸钠

27、 | | O O(Na2SmO6)中S的价态为_。8如图中直线交汇处的黑点为氯化钠晶体中钠离子或氯离子所处的位置(不考虑体积大小),问:(1)在晶体中每个钠离子周围与它最接近的且距离相等的氯离子共有多少个?(2)在晶体中每个钠离子周围与它最接近的且距离相等的钠离子共有多少个?9某离子化合物晶体结构如图所示,阳离子位于中心,阴离子位于8个顶角,则在该离子化合物晶体中每个阴离子同时吸引_个阳离子,阴阳离子的个数比为_。101994年度诺贝尔化学奖授予为研究臭氧作出特殊贡献的化学家。O3能吸收有害紫外线,保护人类赖以生存的空间。O3分子的结构如右图:呈V型,键角116.5o。三个原子以一个O原子为中

28、心,与另外两个O原子分别构成一个非极性共价键;中间O原子提供2个电子,旁边两个O原子各提供1个电子,构成一个特殊的化学键(虚线内部分)三个O原子均等地享有这4个电子。请回答:(1) 臭氧与氧气的关系是 。(2) 下列物质的分子与O3分子的结构最相似的是 。AH2O BCO2 CSO2 DBeCl2(3) 分子中某一原子有1对没有跟其它原子共用的电子叫做孤对电子,那么O3分子中有 对孤对电子。(4)O3分子是否为极性分子 (填是或否)(5) O3与O2间的转化是否为氧化还原反应 (6) O3具有强氧化性,它能氧化PbS为PbSO4而O2不能,试配平: PbS + O3 PbSO4 + O211晶

29、体具有规则的几何外形,晶体中最基本的重复单位被称为晶胞。中学教材中的NaCl晶体结构图即为NaCl的一个晶胞。已知FexO晶体的晶胞结构为NaCl型,由于晶体缺陷,x 1 。实验测得FexO晶体的密度为:=5.71cm3,晶胞边长为:d=4.281010m。(1)求FexO中的x的具体数值。x= 。(2)晶体中Fe元素只有+2价和+3价,则n(Fe2+)/n(Fe3+)= 。(3)晶体中,与O2距离最近且相等的Fe2+(或Fe3+)所围成的空间几何构型是 。A正方形 B正六面形 C正八面形 D三棱柱(4)晶体中,Fe元素的离子间最近距离为r= m 。122000年在河南发现世界级特大金红石(含

30、TiO2)矿床。钛和钛合金及其重要化合物,在许多领域具有广泛、重要的应用,被称为21世纪的金属。常温下钛不与非金属、强酸反应,红热时可被氧化。(1)目前大规模生产钛的方法是:第一步:将金红石、碳粉混合在高温下通入Cl2制TiCl4和一种可燃性气体,该反应的方程式是 ,其中还原剂是 。第二步:在氩气的气氛中,用过量的镁在加热条件下与TiCl4反应制得金属钛。该反应的方程式为 ,如何由上述所得产物中提纯金属钛?(简述步骤)(2)TiO2(二氧化钛)是高级的白色颜料,它可用下列反应制得:第一步:FeTiO3+2H2SO4 = TiOSO4+FeSO4+2H2O,此时,钛铁矿中的Fe2O3也与H2SO

31、4发生反应,可加入铁屑使其还原成Fe2+,写出此过程的离子反应方程式: 。第二步:TiOSO4+2H2O TiO2H2O+H2SO4;H0制二氧化钛的关键是第二步水解反应。为使第二步反应进行得更完全,可采用下列 措施。A加酸 B加碱 C加热 D加压(3)最近发现一种由钛原子和碳原子构成的气态团簇分子,如右图所示,则它的化学式为: 。大检阅:1B 2D 3D 4C 5BD6(1)HMnO4H2CO4H3ASO4 (2)中强,不一致,可能CO2溶于水后,只有少部分与水结合生成H2CO3,但计算时根据溶解的CO2量计算,所以得到弱酸的结论。(3) 7+6,+10/m86个 12个98 1110(1)

32、同素异形体,因为氧气和臭氧是同一元素形成的不同的单质。(2)C (3)5 (4)是 (5)是 (6)1,4,1,411(1)0.92 (2)19/4 (3)C (4)3.02101012(1)TiO2+2Cl2+2C TiCl4+2CO;碳粉;TiCl4+2Mg Ti+2MgCl2;向含有Mg杂质的Ti中加入足量的盐酸使之充分反应后再过滤,并用蒸馏水洗净固体即得纯净的金属钛。(2)Fe2O3+6H+=2Fe3+3H2O,2Fe3+Fe=3Fe2+;BC (3)Ti14C13策略16无机合成与推断题的解题方法与技巧金点子:合成与推断既相互联系,又有所区别。本专题主要讨论元素化合物的某些知识规律,

33、应用在合成与综合推断时的思维方法。而从高考试题中的重点来看,又主要是无机的推断。此类试题由于可全面考查无机化学知识的内在联系,及其分析问题的方法和解决问题的能力,而成为优秀的传统题型。无机合成主要有常见无机物的合成和新型无机物的合成两大类。无机物质推断主要分为限定范围推断(给出实验现象或特定组合元素及必要数据)和不定范围推断(只给出物质类别或状态及转化框图)两大类。其特点及解题思路分别为:(1) 限定范围推断主要适用于气体或离子的推断。解题时要注意:(1)题目中所限定的条件,如转化关系、反应条件、物质状态、特定数据等。(2)紧扣现象,抓住物质的特性确定突破口。(2) 不定范围推断常用单质及化合

34、物的框图推断,解题的关键是:先从题给框图关系中找出特殊现象,再从题给信息为“切入点”正向,或逆向层层分析推理,得出结论,也可先猜想并提出假设,然后归纳推敲、筛选、验证、得出合理的假设范围,最后得出正确结论。经典题:例题1 :(1991年三南高考)在下列各式所表示的生成最终产物的方法中,正确的是 ( )方法:利用物质性质逐项分析。 捷径:分析得:A项中使用NaCl溶液制HCl错,应改用NaCl固体。C项中所加硫酸应为浓硫酸。D项析出的物质应为胆矾,不是无水物。只有B选项正确。 总结: 此题为中学化学中的常见物质的制取,在解题时,要注意条件与产物。例题2 :(1995年上海高考)今有A、B、C、D

35、四种短周期元素,它们的核电荷数依次增大,A与C、B与D分别是同族元素,B、D两元素的质子数之和是A、C两元素质子数之和的两倍,这四种元素中有一种元素的单质易溶解于CS2溶剂中,则四种元素是:A B C D 写出两种均含四种元素的化合物相互反应放出气体的化学方程式: 。方法:通过题设规律寻找。捷径:由题意可知A、B、C、D在周期表中的位置可能为:(1) (2) 一周期 A 二周期 A B 二周期 B三周期 C D 三周期 C D 设A元素的质子数为x,B元素的质子数为y,若为(1),由题意知:2(2x+8)=2y+8,得x=(y4)/2,又4y10,x、y为正整数,则有以下情况:x=1,y=6,

36、A为H,不在第二周期,不合理;x=2,y=8,A为He,也不合理。若为(2),则A为H,C为Na,由题意(1+11)2=2y+8,y=8为氧,D为S,得解A:H、B:O、C:Na、D:S。两种均含四种元素的化合物相互反应放出气体的化学方程式为:NaHSO3+NaHSO4 Na2SO4+H2O+SO2。总结:此题也可从“有一种元素的单质易溶解于CS2溶剂中”为突破囗寻找元素。例题3 :(1995年全国高考)A、B、C是在中学化学中常见的三种化合物,它们各由两种元素组成,甲、乙是两种单质.这些化合物和单质之间存在如下的关系:据此判断:(1)在A、B、C这三种化合物中,必定含有乙元素的是 .(用A、

37、B、C字母填写)(2)单质乙必定是 (填金属或非金属),其理由是 .(3)单质乙的分子式可能是 ,则化合物B的分子式是 .方法:通过反应规律判断。捷径:(1) 题图可转化为如下三个反应:甲+乙A 甲+BA+C A+B乙+C。由知A一定含乙元素,再由可知:甲为单质,A中含乙元素,所以B中一定含乙元素,可得出必定含有乙元素的是A,B。(2) 再由看出一定是氧化还原反应,而乙单质为0价。故乙元素在A、B中必有一种为负价而另一种为正价,所以得出乙是非金属的答案。(3) 由反应的分析可知符合的元素可能为S,N等,然后代入。即可得最佳答案是乙为S,B为H2S。或乙为N2,B为NH3。总结:本题将化合价的概

38、念与具体的化学反应相结合,考查学生的分析、推理、正向思维和逆向思维、抽象思维和具体运用诸种思维能力。尽管在当年考试、难度为0.37,但仍不失为高考化学试题的发展方向。例题4 :(1996年全国高考)A、B、C和D分别是NaNO3、NaOH、HNO3 和Ba(NO3)2 四种溶液中的一种。现利用另一种溶液X, 用如下图所示的方法, 即可将它们一一确定。试确定A、B、C、D、X各代表何种溶液.A: B: C: D: X: 方法:根据所给物质,通过实验现象试探分析。捷径:X与四种物质中的两种物质反应后生成白色沉淀。这两种物质一定不是NaNO3和HNO3,因为在中学范围内NaNO3不与任何物质反应产生

39、白色沉淀,而HNO3只能与Na2SiO3等物质反应,有白色沉淀生成,但这种可能性极小。所以初步确定A、C为NaOH和Ba(NO3)2,B、D是NaNO3与HNO3。再从后面的条件中看到加B后沉淀不溶解,则B为NaNO3,D为HNO3。加入HNO3后沉淀不溶解应是BaSO4,所以C是Ba(NO3)2,X是硫酸盐,A是NaOH。与过量A能生成白色沉淀是Mg2+,且Mg(OH)2溶于HNO3。所以X是MgSO4。以此其结果为:ANaOH,B NaNO3,C Ba(NO3)2,D HNO3 ,XMgSO4。总结:推断物质的试题大多数因为题目复杂而不能轻松判断,此时应该通过阅读试题,作出一个大概的判断,

40、即先假设某物质是什么,然后依次小心验证,在验证过程中及时修正自己的判断,最终获得正确的答案。如果在验证过程中发现自己的假设是错误的,应及时放弃再作下一个尝试。这样实践多了,人就有“灵感”,自己的第一次假设的成功率会不断上升。例题5 :(1997年全国高考)试样X由氧化亚铁和氧化铜组成。取质量相等的两份试样按下图所示进行实验:(1)请写出步骤中所发生的全部反应的离子方程式。(2)若全部的溶液Y和全部的粉末Z充分反应后,生成的不溶物W的质量是m, 则每份试样X中氧化铜的质量为_。(用m表示)方法:根据反应顺向分析。捷径:(1)根据题中反应知:粉末Z是单质铁和铜的混合物。化学反应方程式有FeO+CO

41、 Fe+CO2,CuO+CO Cu+CO2。单质铁与溶液Y中的Cu2+和H+发生反应的离子方程式为:Cu2+Fe = Cu+Fe2+,2H+FeFe2+H2。(2)由于反应后,溶液仍显强酸性,所以不溶物中没有Fe,m g全部是Cu,且此铜来自二份试样中。因CuOCu,所以每份试样中含CuO为: 总结:解答此题时必须明确,单质铁与氧化性较强的Cu2+先反应,再与H+反应。例题6 :(2001年高考试测题)若以X、Y和Z代表三种元素,且知X与Y可形成原子数之比为11的化合物甲,Y与Z也可形成原子数之比为11的化合物乙,又知甲分子含18个电子,乙分子含38个电子,请填空:(1)元素Y在第 周期。(2

42、)化合物甲的分子式是 。(3)化合物乙的分子式是 。方法:从题示化合物中原子数之比与分子中电子数,采用试探法分析获解。捷径:因X与Y可形成原子数之比为11的化合物甲,且甲分子中含18个电子,甲可能为HCl或H2O2,又Y与Z也可形成原子数之比为11的化合物乙,且乙分子中含38个电子,以此甲不可能为HCl,只能为H2O2,则乙为Na2O2。元素Y为氧,位于周期表中第二周期。总结:对“原子数之比为11的化合物”的理解是解答该题的关键。部分考生将其锁定在AB型化合物上,从而造成无法解答。金钥匙:例题1 :下列制取物质的方案能够达到目的的是( )A用生锈的废钢铁与稀H2SO4反应制取绿矾B用稀HNO3

43、与硫化亚铁反应制取H2SC用NaCl、MnO2、和浓H2SO4共热制取Cl2D用Na2S溶液和AlCl3溶液混合制取Al2S3方法:利用物质的性质,逐项分析。捷径:从物质性质分析,稀硝酸具有氧化性、硫化铝在水溶液中要水解,故B、D不能达到目的。A项中生锈的废钢铁虽含有氧化铁,但在盐酸溶解后,可与单质铁作用转变成二价铁,C项中NaCl与浓硫酸作用相当于产生了HCl,故可制得氯气。以此得答案为AC。总结:此题要求考生依据题意逐一化解。 例题2 : A化合物溶于水中,配成较浓的溶液,然后分成两等份,分别盛放在a、b两支试管中,再分别加入少量AgNO3溶液,结果都产生白色沉淀。在a试管中加稀HNO3,

44、沉淀不溶解,而在b试管中加入几滴浓的NaOH溶液,振荡后沉淀立即溶解。问A是什么物质?_简述判断理由_。方法:采用迁移类比法求解。捷径:与AgNO3溶液产生不溶于稀HNO3的白色沉淀,此沉淀为AgCl。而在b试管中加入几滴浓的NaOH溶液,振荡后沉淀立即溶解,而AgCl沉淀不溶于NaOH,将有机化学中的银氨溶液迁移到这里,可知在加入NaOH后,NH4+与OH- 生成了NH3H2O可把AgCl溶解。以此说明原物质中含有铵根离子,为NH4Cl。总结:此题由于需将有机化学中的知识迁移到无机反应中,对考生来说有一定的难度。例题3 :研究某一化学反应的实验装置如下图所示: AF属于下列物质中的六种物质:

45、浓硫酸、浓盐酸、浓氨水、稀硫酸、稀盐酸、稀氟水、水、锌粒、铜片、食盐、高锰酸钾、氯化钙、氧化钙、四氧化三铁、氧化铁、氧化铜、氢气、二氧化碳、二氧化氮、一氧化碳、氯气、氯化氢、氨气、氮气、氧气。实验现象; (1)D物质由黑色变为红色 (2)无水硫酸铜粉末放入无色透明的E中得到蓝色溶液 (3)点燃的镁条伸入无色无味的F中镁条表面生成一种灰黄色固体物质。将该发黄色物质放入水中,有气体放出,该气体具有刺激性气味。并能使润湿的红色石蕊试纸变蓝。通过分析回答: l、写出AF的物质名称: A ,B ,C ,D ,E ,F 。 2、写出有关的化学方程式: A 与 B ;C与D ;E与无水硫酸铜 ;F与Mg ;

46、F与Mg的反应产物与水 。方法:寻找解题的突破囗,找出具有特殊性质的物质,然后层层剖析。捷径:根据黄色物质放入水中,有具有刺激性气味的气体放出,并能使润湿的红色石蕊试纸变蓝,知该气体为NH3,F就是N2。因此,从限定的反应物中,只能设法从氨水中获取然后结合发生装置特点(固、液、不加热)及其他实验现象,便可推断其他的物质。其结果为A、浓氨水;B、氧化钙;C、氨气;D、氧化铜;E、水;F、氮气。发生反应的化学方程式略。总结:“该气体具有刺激性气味,并能使润湿的红色石蕊试纸变蓝”是解答此题的突破口。例题4 :某混合液中含有五种离子,根据下列实验步骤,把各步反应后肯定存在的生成物分子式填在(1)(7)

47、的方框中,并推断出存在的五种离子。 方法:寻找解题的突破囗,找出具有特殊性质的物质,然后层层剖析。捷径:根据框图中的反应现象,首先推断出能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体NH3。然后再推其它物质,得结果为:(1)BaSO4、BaSO3 ,(2)KCl, (3)NH3 ,(4)SO2 ,(5)BaSO4 , (6)AgCl,(7)KNO3 。五种离子为:SO、SO、NH、Cl-、K+。总结:对实验现象的分析是解答无机推断题的常用方法,而通过现象寻找解题的突破囗,又是考生必备的素质。例题5 :根据下图所示的反应及现象,试推断AL各是什么物质? 方法:寻找解题的突破囗,找出具有特殊性质的物质,然后层层

48、剖析。捷径:此题应根据特征反应的现象推断出一、二种物质来,再以此为突玻口,推及其它物质。G遇淀粉溶液呈蓝色,可见G为单质I2。L是不溶于稀硝酸的淡黄色沉淀,显然是AgBr。据呈黄色的焰色反应现象可推知K为NaNO3溶液,则H为NaBr溶液。再继续向前推断得D和F两物质分别为单质Br2和NaI。棕红色的溴来自钾盐C和物质B,可知C为KBr。MnO2与什么物质反应能产生一种强氧化剂可氧化溴化钾呢?再综合考虑E的电解产物及其反应,可初步推断B为单质Cl2。若B是Cl2,那么A为浓盐酸,则E为KCl溶液: 2KCl2H2O2KOHH2Cl2 (E) (J) (I) (B)推断与图示反应相符,故可得出结

49、论。A为浓盐酸,B为氯气,C为溴化钾溶液,D为单质溴,E为氯化钾溶液,F为碘化钠溶液,G为单质碘,H为溴化钠溶液,I为氢气,J为氢氧化钾溶液,K为硝酸钠溶液,L为溴化银沉淀。总结:从已知物质和实验现象推断出部分物质,再剖析其它物质,是解答无机推断题的常用方法。聚宝盆:1元素的推断题的基本思路可归纳如下:(1)据某元素单质或化合物的特性作为推断的线索如:XY2能和水反应,生成白色浆状物(如88年全国高考题),或者根据原子的结构的特征如W原子核内仅有一个质子(如91上海),或者根据原子间形成的分子的特征如A、B组成的化合物甲为气态,A、B原子数之比为41(如93上海),根据这些特征对元素可作出推断。(2)根据元素的性质或原子、离子的结构特点,推断元素所在周期表中的位置。如,X元素的阳离子和Y元素的阴离子具有与氩原子相同的电子层结构(如96全国),可知X是金属,大约是K、Ca;Y为非金属,大约是S、Cl。(3)根据核外电子排布及原子序数的数量关系,推断出原子序数(如95上海)。(4)根据分子式的计算或反应方程式的计算,可以计算某元素的原子量,再由原子量推出元素名称。(5) 在中学阶段,同种元素化合价有正、有负时,若这两种物质能发生反应,则往往有单质生成,

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