解析2020年高考化学试题 浅谈无机推断题解题思路 人教版

解析2020年高考化学试题 浅谈无机推断题解题思路西北工业大学附属中学（710072） 夏靖龙 李焕无机推断题具有明显的化学学科特点，是现在每年高考理综卷和单科化学卷（如江苏、上海卷和广东卷）必考题型，是将基本概念、基本理论、元素单质及其重要化合物知识与化学实验及简单计算有机结合起来的综合题型。在高三复习中抓住无机推断题，不仅能使学生熟悉元素和化合物的有关知识，还能培养学生分析推理、观察思维、获取信息及综合应用的能力。下面结合2020年高考题中的无机推断题，探讨解决这类题目的解题思路。一 离子反应型例1、（2020年高考全国卷理综试题27题）A、B、C、D、E均为可溶于水的固体，组成它们的离子有阳离子Na+ Mg2+ Al3+ Ba2+阴离子OH Cl CO SO HSO 分别取它们的水溶液进行实验，结果如下：A溶液与B溶液反应生成白色沉淀，沉淀可溶于E溶液；A溶液与C溶液反应生成白色沉淀，沉淀可溶于E溶液；A溶液与D溶液反应生成白色沉淀，沉淀可溶于盐酸；B溶液与适量D溶液反应生成白色沉淀，加入过量D溶液，沉淀量减少，但不消失。据此推断它们是A_；B_；C_；D_；E_。思路解析：从可知：A与B、C、D均可产生白色沉淀，可判断出A中含有CO，再根据CO不与Mg2+、Al3+、Ba2+共存，因而得A为Na2CO3，这样就找到了本题的突破口。中的白色沉淀为MgCO3、Al(OH)3和BaCO3。而能溶解上面两种沉淀的E溶液一定是呈现酸性的硫酸氢盐溶液，其中前两种可溶于硫酸氢盐溶液，只有BaCO3不溶于硫酸氢盐溶液（隐藏条件），由此可确定中生成的沉淀是BaCO3，同时结合中沉淀量减少推断出D为Ba(OH)2；再根据中的叙述，判断出B为Al2(SO4)3；又根据离子共存的知识推断出E为NaHSO4 或Mg(HSO4)2。最后确定C为MgCl2 或AlCl3 。答案27ANa2CO3，BAl2(SO4)3，CMgCl2 或AlCl3，DBa(OH)2，ENaHSO4 或Mg(HSO4)2。 例2、（2020年高考全国卷理综试题27题）现有五种离子化合物A、B、C、D和E，都是由下表中离子形成的：阳离子Ag Ba2 Al3+阴离子OH- Cl- SO42-为鉴别它们，分别完成以下实验，其结果是：aB和D都不溶于水，也不溶于酸； bA溶于水后，与上述某阳离子反应可生成B，且A溶液与过量氨水反应生成白色沉淀cC溶于水后，与上述某阳离子反应可生成D，且C溶液与过量氨水反应生成白色沉淀dE溶于水后，与上述某阴离子反应可生成B；eA溶液与适量E溶液反应生成沉淀，再加过量E溶液，沉淀量减少，但不消失。请根据上述实验结果，填空：写出化合物的化学式：A ， C ，D ， E 。A溶液与过量E溶液反应后，最终得到的沉淀的化学式是 。思路解析：从a知，既不溶于水，也不溶于酸的物质是AgCl和BaSO4；通过比较bc中“与上述某阳离子反应可生成B和D”知A和C中含有Cl- 和SO42-，而由两溶液与氨水生成白色沉淀可推知A和C阳离子均为 Al3+（可通过离子共存排除Ag）；从d知B为BaSO4（可通过E溶于水排除Ag）、D就为AgCl，进而知A为Al2(SO4)3，C为AlCl3；最后通过e知E为Ba(OH)2 答案Al2(SO4)3、 AlCl3、 AgCl、 Ba(OH)2、 BaSO4 从以上两题可看出：无机推断题不仅考查了多种物质间的相互转化及生成物的性质，还考查了物质的溶解性和离子共存的有关知识。将以往高考涉及的无机框图改为集离子共存、元素化合物、实验于一体的综合题，突出了对基础知识和基本技能的综合考查，体现了高考以能力立意的主导思想。这就要求在高三复习中，不仅要抓住典型元素及其化合物的性质及转化关系，还要将常见物质的溶解性及离子间的反应及能否共存等问题掌握，教师可引导学生将常见离子共存问题小结归纳（如下表所示）。不能大量共存的原因常见实例 (1)结合成难溶物或微溶物如SO42不能与Ba2+、Ca2+、Ag+共存 OH、CO32不能与Mg2+、Fe2+、Fe3+、Al3+、Zn2+ 、Cu2+等共存Ag+不能与Cl、Br、 I共存 (详见课本溶解性表)(2) 生成挥发性物质如CO32、SO32、S2 、HCO3、HSO3、HS等与H+不能共存(3)结合成难电离的物质(水,弱酸和弱碱)H+与OH结合成水H+与PO43、CH3COO、 F、ClO、AlO2、C6H5-O结合成弱酸OH 与酸式根如HCO3、HSO3、H2PO4生成水OH与NH4+结合成NH3H2O(4)发生氧化还原反应MnO4、ClO、NO3(有H+时)与S2、I、Fe2+、SO32等不能共存。(5)能结合成络合物如Fe3+与SCN不能共存(6)发生双水解反应Fe3+、Al3+ 与AlO2、S2、CO32不能共存二 常规框图型1以物质的物理性质为突破口推断例3、（2020四川理综27题）下图是无机物AM在一定条件下的转化关系（部分产物及反应条件未列出）。其中，I是由第三周期元素组成的单质中熔点最高的金属，K是一种红棕色气体。请填写下列空白：（1）在周期表中，组成单质G的元素位于第_周期_族。（2）在反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_。（3）在反应、中，既属于化合反应又属于非氧化还原反应的是_（填写序号）。（4）反应 的离子方程式是：_（5）将化合物D 与KNO3、KOH 共融，可制得一种“绿色”环保高效净水剂K2FeO4 （高铁酸钾）同时还生成KNO2和H2O 。该反应的化学方程式是：_。 思路解析：本题的突破点是“I是由第三周期元素组成的单质中熔点最高的金属”和“K是一种红棕色气体”，可先确定I为Al，K为NO2； 第一条线索由反应入手可知： A是SO2、B是SO3、C是H2SO4，D是Fe2O3，反应为铝热反应，则产物G是Fe。第二条线索是由K 是NO2入手，推出L是NO，J为HNO3，M是Fe和HNO3反应得到的产物，可能是Fe(NO3)3或Fe(NO3)2，而根据M与C溶液反应可生成NO气体，可断定发生了氧化还原反应，故M只能为Fe(NO3)2溶液；第三条线索是Fe(NO3)2（M）与H2SO4（C）反应得F为Fe(NO3)3，E为Fe(OH)3，到此框图中的物质全部推出。答案( l ）四（或4 ) 、VIII；( 2 ) l ：2 ；( 3 ） ；( 4 ) 3Fe2+ + NO3 + 4H+ + 3Fe3+ + NO+2H2O ( 5 ) Fe2O3+3KNO3+4KOH2K2FeO4+3KNO2+2H2O 此题以物质的性质入手进行分析，抓住典型物质的物理性质（如气味、颜色、状态、溶解度、溶沸点等）。先确定个别物质，再根据框图寻找线索进行推断。如上题中的物质I和K就用此法确定。我们可将高中阶段重要物理性质引导学生小结如下：常见物质的气味：H2S臭鸡蛋味； HCl、HBr、HI、NH3、SO2、NO2、Cl2刺激性气味；乙酸乙酯（果香气味）等。物质的颜色：气体：F2（淡黄绿色）、Cl2（黄绿色）、Br2（红棕色）、NO2（红棕色）、O3（淡蓝色）；液体或溶液：Fe2+ （浅绿色）Fe3+（黄色）Cu2+（蓝色）、MnO4-（紫红色）、Fe(SCN)3 （血红色）、Br2（红棕色）；固体：黑色（CuO、MnO2、FeO、Fe3O4、CuS）；Cu2O（红色）、Fe2O3（红棕色）、Cu(OH)2（蓝色）、CuCl2（棕色）、Fe(OH)3（红褐色）、CuSO45H2O（蓝色）、Na2O2（淡黄色）；BaSO4、AgCl（白色沉淀）、AgBr（淡黄色）、AgI（黄色）不溶于水、不溶于酸；S（淡黄色沉淀）。单质的熔点、密度：在常温下呈液态的金属：Hg；熔点最高的非金属单质：石墨；其次是金刚石；单质在常温下呈液态的非金属单质：Br2；最轻的金属：Li。2以物质化学性质为突破口推断框图题还可由反应中表现的化学性质入手推断物质，抓住反应过程中的各种现象，如气体、沉淀、能否燃烧、与典型物质的反应、溶液的酸碱性等作为突破口，综合物质的性质进行推断。在此过程中，不能单纯运用反应条件，还要与物质的性质，反应现象相联系。例4： (2020年江苏20题）右图中各物质均由常见元素（原子序数20）组成。已知A、B、K为单质，且在常温下A和K为气体，B为固体。D为常见的无色液体。I是一种常用的化肥，在其水溶液中滴加AgNO3溶液有不溶于稀HNO3的白色沉淀产生。J是一种实验室常用的干燥剂。它们的相互转化关系如右图所示 (图中反应条件未列出)。请回答下列问题：（1）I的化学式为 ； J的电子式为 （2）反应的化学方程式为 （3）F的水溶液与氯气反应的离子方程式为 思路解析：本题的突破口是从“I是一种常用的化肥，在其水溶液中滴加AgNO3溶液有不溶于稀HNO3的白色沉淀产生”，可知I为氯化铵，则E、H可能为氨和氯化氢；J是一种实验室常用的干燥剂，常见干燥剂有浓硫酸、碱石灰和氯化钙等，而能经H与F反应生成得到，与氯元素相关的干燥剂只能为氯化钙（常见催化剂与氮元素无关），进而可推出H为氯化氢，E为氨气；从E处逆推知A、K可能为氢气和氮气；由“D为常见的无色液体”推测为水，B单质与水反应生成K为氢气，则A为氮气。此时再可从氯化钙（J）入手，结合D为水，可逆推出F为氢氧化钙，再结合K为氢气，可逆推出B单质为钙，从而得到C为氮化钙。最后通过类比氮化镁的水解反应（1999年全国高考32题）验证产物正确。（此题还可借助氯化钙通过原子守恒分析出B为单质钙）答案：例5、（07天津理综26题）U、V、W、X、Y、Z是原子序数依次增大的六种常见元素。Y的单质在W2中燃烧的产物可使品红溶液褪色。Z和W元素形成的化合物Z3W4具有磁性。U的单质在W2中燃烧可生成UW和UW2两种气体。X的单质是一种金属，该金属在UW2中剧烈燃烧生成黑、白两种固体。（问法省略）思路解析：本题突破点较多，可由燃烧的产物可使品红溶液褪色推出单质Y为硫元素，W2为O2 ，W为氧元素；由Z3W4具有磁性推知其为Fe3O4，则z为铁元素；由“燃烧可生成UW和UW2两种气体”推知U为碳元素；再由“剧烈燃烧生成黑、白两种固体”可推知X为镁元素；最后由原子序数依次增大，推出V为氮元素。这一题型是给出无机化学中元素单质及其重要化合物相互反应的框图，要求推断物质的化学式或名称，写出相关反应的化学方程式或离子方程式（以氧族、氮族、卤素、钠、镁、铝、铁出现次数更多些）。这就要求我们平时多进行各种反应类型，各类相似物质性质比较，推断思路分析比较等系统的研究和小结。小结中要求穷举所有的各个反应，逐个进行分析研究，积累很多素材，了解很多的反应，记忆有规律或无规律的知识点。这样解推断题一定会更加游刃有余的。譬如我们可引导学生小结归纳常见反应的化学现象：在空气中燃烧时的火焰颜色（1）苍白色：H2在Cl2中燃烧； （2）蓝色：CO在空气中燃烧；（3）淡蓝色：H2S、H2、CH4、CH3CH2OH、S等在空气中燃烧；（4）明亮的蓝紫色：S在纯氧中燃烧； （5）金属的焰色反应烟、雾（1） 在空气中形成白雾的：HCl、HBr、HI、NH3等气体及浓盐酸、浓硝酸；（2） 相遇形成白烟或固体的：NH3+HCl、NH3+HBr、NH3+HNO3、H2S+SO2、H2S+Cl2；（3） 燃烧时出现白色烟雾的：（P+Cl2）；（4） 燃烧时出现棕黄色烟的：（CuCl2）。3结合元素周期律推断我们要熟悉短周期的原子结构，元素周期律及元素的位、构、性之间的关系，试题也可能由这些知识点入手进行分析。例6、（2020全国卷I 27题）置换反应的通式可以表示为：单质（1）化合物（1）化合物（2）单质（2）请写出满足以下要求的3个转换反应的化学方程式：所涉及的元素的原子序数都小于20；6种单质分属6个不同的主族。 解析：若随机自由组合，花费时间长，极易重复。要求涉及的元素的原子序数都小于20，而且置换的6种单质必须在不同的主族。解题中可以先用第2个条件。能置换的六种单质应当是比较典型的金属和非金属，它们可能是 HLi Be B C N O FNa Mg Al Si P S ClK Ca从常见的置换反应出发，不难发现VA的氮磷元素很少参与其中。然后从余下的主族去组合，由此可以找寻的范围就比较明确了。它们可以是：Na（K、Ca）+H2ONaOH（KOH、Ca(OH)2）+H2或Mg (Al )+HClMgCl2(AlCl3)+H2 ； Cl2（O2）+H2SHCl+S（F2+H2OHF+O2）；CO2+MgC+MgO等。例7、（2020北京模拟训练题）A、B、C、D、E、F六种中学化学中常见的物质，有转化关系(见右图)：（1）若A、C、E皆为氧化物，且E为有毒气体，B、D、F皆为非金属单质，且D为气体。则A的结构简式为 ，单质F的晶体类型为 ，1molC中含有 个共价键。（2）若A、C、E皆为氢化物，三者皆为极性分子，其中C的相对分子质量最小；D、E、F皆为氧化物， 其中D、F为有毒气体。则 A、C、E沸点由高到低的顺序为 ，（填化学式）；A、C、E三种气态氢化物稳定性最强的是 （填化学式）。 B跟C反应生成E和F的化学方程式为 。 A跟D常温下反应可生成一种单质，化学方程式为 。 思路解析：（1） A、C、E皆为氧化物，且E为有毒气体。常见的氧化物中有毒气体有：CO、NO、NO2、SO2； A、C、E皆为氧化物， B、D、F皆为非金属单质。说明A与B，B与C发生的都是发生在氧化物之间的置换反应。 通过置换反应不可能生成NO、NO2、SO2，这样就可以确定E为CO，能生成CO的单质B为碳。再从碳能发生的置换反应：C+H2O=CO+ H2和2C+SiO2=Si+2CO就不难推出AF这六种物质了。 （2）最先确定的是E，E既是氢化物，又是氧化物，E肯定为H2O，B为O2。下面的入手点是气态氢化物，常见的气态氢化物除H2O外还有：CH4、NH3、HF、SiH4、PH3、H2S、HCl，通过三者皆为极性分子，先排除非极性分子CH4、SiH4，再根据不能被氧化排除了HF、HCl，再根据不常见排除PH3，就可知A、C为H2S和NH3，最后根据C的相对分子质量最小，确定A为H2S，C为NH3。而NH3生成的氧化物NO有毒，H2S生成的氧化物SO2有毒。符合题意，AF就可以推出了。 答案（1）H-O-H，原子晶体，4NA。（2）H2ONH3H2S，H2O；4NH3 + 5O2 4NO +6 H2O，SO2 + 2H2S=2H2O + 3S 这道题提醒我们教师还要引导学生注意物质特殊的性质，例如： （1）溶于水显碱性（或遇酚酞变红）的气体：NH3