透析单质与化合物推断问题及教学思考

山东 李 波

有关化学中的元素单质及化合物推断题是高考试卷中的主流题型，也是为数不少的学生感到入手容易，但答不完整的“令人头疼”的一种题型。此类问题综合性强、能力要求高，不仅能全面考查学生的化学基础知识，而且能深度地考查学生的化学核心素养和综合分析能力，因而颇受命题者青睐，是近年乃至今后高考命题的重点、热点和焦点。

以下从基础知识归纳和典型问题解析两方面来谈谈这类问题。

一、基础知识归纳

由于元素单质及化合物推断题的特点是条件隐含、综合性强和思维容量大，所以熟练理解和掌握比较系统的基础知识，对解题是大有裨益的。

(1)不稳定(易分解)的酸：H2CO3、H2SO3、HNO3、HClO、H2O2、H4SiO4(习惯上写成H2SiO3)等。

(2)既能与酸反应又能与强碱溶液反应的物质：弱酸的酸式盐(如NaHCO3、NaHS等)、(NH4)2CO3(或NH4HCO3)、Al、Al2O3、Al(OH)3等。其中Al、Al2O3、Al(OH)3又称为能溶于强碱溶液的固体。

(3)可溶性的非金属元素的氢化物水溶液呈酸性。唯有N元素的氢化物(NH3)水溶液呈碱性、O元素的氢化物(H2O)呈中性。

(4)酸溶液在一定条件下均能与活泼金属反应，不能与非金属反应，但HI、HBr、H2S、H2SO3、HNO3、浓H2SO4容易跟某些非金属单质反应。

(5)能跟水反应的单质一定位于元素周期表中的ⅠA、ⅡA和ⅦA族。

(6)常见的酸都能溶于水，而硅酸(H2SiO3)不溶于水，其在水中呈白色胶状沉淀。

(8)在无机化学中，加热有升华现象的物质是I2和NH4Cl，但前者只发生物理变化，而后者发生了物理、化学变化。

(9)会发生歧化反应(反应后同种元素的化合价既升高又降低)的物质是Cl2和NO2等。

(10)CO2既不能燃烧，也不支持燃烧，而镁带能在CO2中燃烧。

(11)如果两种气体相遇时冒白烟，则它们是HCl和NH3。

(14)金属元素只能显正化合价，而非金属元素既有正化合价也有负化合价。可变化合价最多的元素是N、S、Cl。

(15)两种气体混合时有黄色粉末(或沉淀)生成，则它们是H2S和SO2。

(16)若气体X能在气体Y中燃烧并产生苍白色火焰，则X是H2，Y是Cl2。

(17)遇水即迅速产生气体的物质有Na2O2、Mg3N2、CaC2、Al2S3等。

(18)既不溶于水也不溶于稀酸(稀盐酸、稀H2SO4、稀HNO3等)的白色沉淀有AgCl、BaSO4、H2SiO3。

(19)向某澄清溶液中通入足量CO2时有沉淀出现，则某溶液可能是①饱和Na2CO3溶液；②澄清石灰水；③NaAlO2溶液；④Na2SiO3溶液。

(20)常温下能使酚酞溶液变红而微热后红色又消失的气体是NH3；常温下能使石蕊试液变红而微热后红色又消失的气体是SO2或CO2。

二、高考题型解析

解答元素单质及化合物推断题，首先要牢固掌握上面归纳的基础知识，其次抓住推断题中所给出的题眼——“四特征”，即现象特征、结构特征、反应特征和变化特征，并采用顺推、逆推、猜测、验证方法，便能顺利求解问题。

下面举例解析几种常见题型。

1.定性判断推断题

【例1】(2018·全国卷Ⅰ·12)主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加，且均不大于20。W、X、Z最外层电子数之和为10；W与Y同族；W与Z形成的化合物可与浓硫酸反应，其生成物可腐蚀玻璃。下列说法正确的是

( )

A.常温常压下X的单质为气态

B.Z的氢化物为离子化合物

C.Y和Z形成的化合物的水溶液呈碱性

D.W和Y具有相同的最高化合价

【解析】W与Z形成的化合物与浓硫酸作用生成能腐蚀玻璃的物质HF，则W为F；因为W与Y同主族，则Y为Cl；Z的原子序数大于17且不大于20，且与F组成的物质与浓硫酸反应生成HF，则Z为K或Ca；再根据W、X、Z最外层电子数之和为10，X的原子序数大于F，则X为Mg或Na。A选项，常温常压下，Mg、Na均为固体，错误；B选项，K、Ca的氢化物分别为KH、CaH2，均为离子化合物，正确；C选项，Y与Z形成的化合物为KCl或CaCl2，其水溶液均呈中性，错误；D选项，Cl的最高化合价为+7价，F没有正价，错误。故选B。

【点评】本题是考查有关常见元素和物质性质的定性判断推断题，其特点是涉及的知识点多、知识跨度大，属于典型的化学学科内综合题。解答该题，先综合题中信息，结合对物质性质的理解，猜测出一些物质，再顺推、逆推和逐个验证，即可推断出答案。

2.定量计算推断题

【例2】有一种无色混合气体，可能由NO、O2、NH3、CO2、HCl中的一种或几种组成。取50 mL该混合气体，通过足量的浓硫酸，体积减少至40 mL；再通过足量的NaOH溶液，体积减少到20 mL，余下的气体接触空气后立即变色。原混合气体中一定不存在；一定含有，其体积比是。

【答案】O2、HCl NO、NH3、CO22∶1∶2

【点评】本题是以混合气体组成为载体的定量计算推断题。解此类问题时，除了必要的定性判断外，关键是根据有关化学方程式进行定量计算，而有时还需根据相关量的多少来判断某种成分的存在与否，这是此类题的一大特色，也是难点所在。解此类题时同样应该注意在确定了某种气体的存在之后，应立即对原有混合气体中的其他成分逐一予以肯定或否定，否则会使计算陷入无序而影响后续答题。

3.信息推断题

【例3】根据X、Y、Z、W四种常见元素的下列信息，回答有关问题：

信息1.上述四种元素均为短周期元素，其原子序数依次增大，且原子核外最外层电子数均不小于2。

(1)根据信息1，X一定不是(填序号)。

A.氢 B.碳

C.氧 D.硫

信息2.上述四种元素的单质均能在足量的氧气中燃烧，生成的四种氧化物中，有两种能溶于稀硫酸，三种能溶于浓氢氧化钠溶液，氧化物的相对分子质量都大于26。

(2)这四种元素中是否有一种是铝元素？(填“是”或“否”)。

信息3.向上述四种元素的单质组成的混合物中加入足量稀盐酸，固体部分溶解，过滤，向滤液中加入过量的烧碱溶液，最终溶液中析出白色沉淀。

(3)生成白色沉淀物的化学式为。

信息4.向上述四种元素的单质组成的混合物中加入足量烧碱溶液，固体部分溶解，过滤，向滤液中加入足量的稀盐酸，最终溶液中析出白色沉淀。

(4)生成白色沉淀物的化学式为。

【解析】(1)四种元素原子核外最外层电子数均不小于2，因此X不可能是IA族元素，又由于原子序数依次增大，X不可能是硫，否则W为钾，最外层电子数小于2，且也不是短周期元素，符合题意的是AD。(2)四种元素的氧化物中两种能溶于稀H2SO4，三种能溶于浓NaOH溶液，必有一种既溶于酸，又能溶于碱，说明四种元素中一定有Al元素。(3)加过量的烧碱溶液仍能析出白色沉淀的只有 Mg(OH)2。(4)加足量的稀盐酸能析出白色沉淀的只有H2SiO3。

【答案】(1)AD (2)是 (3)Mg(OH)2(4)H2SiO3

【点评】本题考查的重点是原子结构的基础知识。原子结构知识简单，从高考命题趋势看一定会考查方式上寻求变化。本题给出四个方面的信息，通过解读信息进而作出推断，是一种耳目一新的考查方式，因此，应引起同学们的重视。

三、教学思考

1.上述例题，体现了高考命题的趋势。在题目设计上，不给学生入手设置过多的难度，但在试题层次上则有一定的难度和区分度；在问题设计上，给学生留有充分发挥自己个性的时间和空间。这类的推断题对我们的启示还有很多，值得我们在化学复习中深入研究和思考。