浅谈高中化学分析与推测关键能力（高三化学二轮复习）

I卷27)(14分)Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿（主要成分为FeTiO3，还含有少量MgO、SiO2等杂质）来制备，工艺流程如下：回答下列问题：(4)Li2Ti5O15中Ti的化合价为+4，其中过氧键的数目为_______________。根据化合价代数和为0以及氧原子守恒，可推知过氧键的数目为4。元素的化合价是判断物质结构的突破口之一。2.通过元素周期律和周期表判断结构（1）2019年是元素周期表发表150周年，期间科学家为完善周期表做出了不懈努力。中国科学院院士张青莲教授曾主持测定了铟（49In）等9种元素相对原子质量的新值，被采用为国际新标准。铟与铷（37Rb）同周期。下列说法不正确的是A.In是第五周期第ⅢA族元素B.11549In的中子数与电子数的差值为17C.原子半径：In>AlD.碱性：In(OH)3>RbOH（2）［化学——选修3：物质结构与性质］近年来我国科学家发现了一系列意义重大的铁系超导材料，其中一类为Fe−Sm−As−F−O组成的化合物。回答下列问题：元素As与N同族。预测As的氢化物分子的立体结构为_______，其沸点比NH3的_______（填“高”或“低”），其判断理由是_________________________。通过原子序数，推断元素在周期表中的位置，结合元素周期律，进而对原子结构和物质性质进行推断。3.通过元素周期律和周期表以及物质的性质判断结构(2019年高考化学全国III卷35)[化学——选修3：物质结构与性质］(15分)磷酸亚铁锂（LiFePO4）可用作锂离子电池正极材料，具有热稳定性好、循环性能优良、安全性高等特点，文献报道可采用FeCl3、NH4H2PO4、LiCl和苯胺等作为原料制备。回答下列问题：(1)在周期表中，与Li的化学性质最相似的邻族元素是________，该元素基态原子核外M层电子的自旋状态_________(填“相同”或“相反”)。(2)FeCl3中的化学键具有明显的共价性，蒸汽状态下以双聚分子存在的FeCl3的结构式为________，其中Fe的配位数为_____________。(3)苯胺）的晶体类型是__________。苯胺与甲苯（）的相对分子质量相近，但苯胺的熔点(-5.9℃)、沸点(184.4℃)分别高于甲苯的熔点(-95.0℃)、沸点(110.6℃)，原因是___________。通过元素周期律和周期表，结合对物质性的描述（熔沸点、存在形态等），推断物质的结构（化学键类型、晶体类型等）。4.通过物质的结构示意图，判断成键方式化学——选修3：物质结构与性质](15分)我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl（用R代表）。回答下列问题：(3)经X射线衍射测得化合物R的晶体结构，其局部结构如图（b）所示②R中阴离子N5-中的σ键总数为________个。分子中的大π键可用符号表示，其中m代表参与形成的大π键原子数，n代表参与形成的大π键电子数（如苯分子中的大π键可表示为），则N5-中的大π键应表示为____________。③图（b）中虚线代表氢键，其表示式为(NH4+)N-H┄Cl、____________、____________。氮化硼(BN)晶体有多种相结构。六方相氮化硼是通常存在的稳定相，与石墨相似，具有层状结构，可作高温润滑剂。六方相氮化硼晶体层内一个硼原子与相邻氮原子构成的空间构型为，其结构与石墨相似却不导电，原因是。通过给出物质的结构示意图，更深层次地推断成键方式，甚至用成键方式解释物质的性质。（二）分析物质性质1.通过物质的结构分析物质的性质交联聚合物P的结构片段如图所示。下列说法不正确的是（图中表示链延长）A.聚合物P中有酯基，能水解B.聚合物P的合成反应为缩聚反应C.聚合物P的原料之一丙三醇可由油脂水解获得D.邻苯二甲酸和乙二醇在聚合过程中也可形成类似聚合物P的交联结构有机题目中体现最多，根据官能团，以及官能团之间的相互影响，分析物质的性质。2.根据实验现象分析物质的性质探究草酸（H2C2O4）性质，进行如下实验。（已知：室温下，0.1mol·L−1H2C2O4的pH=1.3）实验装置试剂a现象①Ca(OH)2溶液（含酚酞）溶液褪色，产生白色沉淀②少量NaHCO3溶液产生气泡③酸性KMnO4溶液紫色溶液褪色④C2H5OH和浓硫酸加热后产生有香味物质由上述实验所得草酸性质所对应的方程式不正确的是A.H2C2O4有酸性，Ca(OH)2+H2C2O4CaC2O4↓+2H2OB.酸性：H2C2O4>H2CO3，NaHCO3+H2C2O4NaHC2O4+CO2↑+H2OC.H2C2O4具有还原性，2+5+16H+2Mn2++10CO2↑+8H2OD.H2C2O4可发生酯化反应，HOOCCOOH+2C2H5OHC2H5OOCCOOC2H5+2H2O根据实验现象，分析得到的产物，进而判断反应的类型，推出物质的性质。3.通过实验探究题分析物质的性质11.实验小组制备高铁酸钾（K2FeO4）并探究其性质。资料：K2FeO4为紫色固体，微溶于KOH溶液；具有强氧化性，在酸性或中性溶液中快速产生O2，在碱性溶液中较稳定。（1）制备K2FeO4（夹持装置略）（2）探究K2FeO4的性质①取C中紫色溶液，加入稀硫酸，产生黄绿色气体，得溶液a，经检验气体中含有Cl2。为证明是否K2FeO4氧化了Cl－而产生Cl2，设计以下方案：方案Ⅰ取少量a，滴加KSCN溶液至过量，溶液呈红色。方案Ⅱ用KOH溶液充分洗涤C中所得固体，再用KOH溶液将K2FeO4溶出，得到紫色溶液b。取少量b，滴加盐酸，有Cl2产生。Ⅰ．由方案Ⅰ中溶液变红可知a中含有______离子，但该离子的产生不能判断一定是K2FeO4将Cl－氧化，还可能由________________产生（用方程式表示）。Ⅱ．方案Ⅱ可证明K2FeO4氧化了Cl－。用KOH溶液洗涤的目的是____________。②根据K2FeO4的制备实验得出：氧化性Cl2________（填“＞”或“＜”），而方案Ⅱ实验表明，Cl2和的氧化性强弱关系相反，原因是________________。③资料表明，酸性溶液中的氧化性＞，验证实验如下：将溶液b滴入MnSO4和足量H2SO4的混合溶液中，振荡后溶液呈浅紫色，该现象能否证明氧化性＞。若能，请说明理由；若不能，进一步设计实验方案。理由或方案：________________。（三）预测反应现象、推断反应结果1.通过实验现象，推断反应结果立德粉ZnS·BaSO4(也称锌钡白)，是一种常用白色颜料。回答下列问题：以重晶石（BaSO4）为原料，可按如下工艺生产立德粉：①在回转窑中重晶石被过量焦炭还原为可溶性硫化钡②在潮湿空气中长期放置的“还原料”，会逸出臭鸡蛋气味的气体，且水溶性变差。其原因是“还原料”表面生成了难溶于水的_________________(填化学式)。(14分)酸亚铬(CH3COO)2Cr·H2O］为砖红色晶体，难溶于冷水，易溶于酸，在气体分析中用作氧气吸收剂。一般制备方法是先在封闭体系中利用金属锌作还原剂，将三价铬还原为二价铬；二价铬再与醋酸钠溶液作用即可制得醋酸亚铬。实验装置如图所示，回答下列问题：将过量锌粒和氯化铬固体置于c中，加入少量蒸馏水，按图连接好装置，打开K1、K2，关闭K3。①c中溶液由绿色逐渐变为亮蓝色，该反应的离子方程式为_________________________。根据实验现象，分析得到的产物，进而判断反应的类型，推出物质的性质，推断反应结果。（四）分析物质性质、预测反应现象和推断反应结果氮的氧化物(NOx)是大气污染物之一，工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2。某同学在实验室中对NH3与NO2反应进行了探究。回答下列问题：(2)氨气与二氧化氮的反应[：将上述收集到的NH3充入注射器X中，硬质玻璃管Y中加入少量催化剂，充入NO2(两端用夹子K1、K2夹好)。在一定温度下按图示装置进行实验。操作步骤实验现象解释原因打开K1，推动注射器活塞，使X中的气体缓慢通入Y管中①Y管中________________②反应的化学方程式_________________________将注射器活塞退回原处并固定，待装置恢复到室温Y管中有少量水珠生成的气态水凝集打开K2③______________________________④_________________________从价类二维角度分析物质的性质，推断反应的结果，再倒推反应的现象。三、分析与推测能力在专题复习课中的训练如何在专题复习课中培养学生的分析与推测能力？我们备课组还处于起步和探索阶段。“结构决定性质，性质决定用途”，根据物质的微观结构，预测物质在特定条件下可能具有的性质和可能发生的变化，综合训练学生的分析与推测能力。我们备课组在专题复习课中做了一些尝试，和大家分享：案例一：认识S2O82-（过二硫酸根离子）（一）判断S2O82-的结构：已知：S2O82--中S元素的化合价为+6价，则其中含有过氧键个数为。元素的化合价是判断物质结构的突破口之一。S2O82-和SO42-结构中，硫原子均位于由氧原子组成的四面体的中心，且所有原子的最外层电子均满足8电子结构．S2O82-中（“存在”或“不存在”）非极性键。S2O82-中S以杂化轨道成键，有个配位键。写出过二硫酸的结构简式______。通过对物质的结构描述，更深层次地推断成键方式，判断结构简式。（二）分析S2O82-的性质：S2O82-有强氧化性，请描述原因______。．用分析得出的物质结构，解释物质的性质。（三）推断反应结果：1.过二硫酸根(S2O82-)在Ag+催化下可将Mn2+氧化，溶液变为紫红色，则氧化产物是，写出反应的离子方程式。钢铁工业中经常用过二硫酸铵测定钢中锰的含量，钢铁试样先用盐酸溶解后再进行测定，测定结果（“偏高”“偏低”“不受影响”）原因是。根据实验现象，分析得到的产物，进而判断反应的类型，推出物质的性质，推断反应结果。并且应用物质的性质解决实际问题。2.某厂采用湿法K2S2O8氧化脱硝和氨法脱硫工艺综合处理锅炉烟气，提高了烟气处理效率，处理液还可以用作城市植被绿化的肥料。脱硝过程中依次发生两步反应：第1步，K2S2O8将NO氧化成HNO2，第2步，K2S2O8继续氧化HNO2，第2步反应的化学方程式为______________________________________。3.S2O82-它能分步水解产生过氧化氢，写出H2S2O8在D218O中水解的两步反应方程式______、______。根据反应的产物，结合物质的结构，判断反应的机理，再得出反应的结果。（四）预测反应现象、推断反应结果：Cr3+（紫色）在酸性溶液中可以被K2S2O8氧化成+6价酸根离子，写出反应的离子方程式，实验现象为。根据上述过程分析得出的物质的性质，推断反应结果，回答实验现象。以S2O82-为主线，将结构、性质、反应结果的探究由易到难，层层推进，让学生借助必备知识，在陌生情境中实现分析与推测能力的培养。案例二：认识Ga及其化合物（一）判断Ga及其化合物的结构：1.镓（Ga）与铝同主族，曾被称为“类铝”。镓及其化合物在电子工业、光电子工业、国防工业和超导材料等领域有着广泛的应用。回答下列问题：Ga原子的电子排布式为______．基态Ga原子占据最高能级电子的电子云轮廓图形状为__________，未成对电子数为________________。通过元素在周期表中的位置，结合元素周期律，对原子结构进行推断。2.GaF3的熔点为1000℃，GaCl3的熔点为77.9℃其原因是_____。GaAs的熔点1238℃，判断GaAs晶体的类型。通过物质的性质（熔点），结合元素周期律以及电负性，判断物质的结构（晶体类型）。3.下图是氮化镓的晶胞模型：氮化镓中镓原子的杂化方式为________，与同一个Ga原子相连的N原子构成的空间构型为______，氮原子的配位数为______。通过晶胞结构，深入地推断成键方式，判断空间构型，判断配位数。（二）分析Ga及其化合物的性质、预测反应现象、推断反应结果1.镓（Ga）与铝同主族，曾被称为“类铝”Ga可溶于盐酸和氢氧化钠，写出反应的方程式。Ga2O3与NaOH反应的方程式。Ga(OH)3受热分解的方程式。通过元素在周期表中的位置，结合元素周期律，分析物质的性质，推断反应结果。2.工业制备镓的流程如下图所示：试从原子结构的角度解释镓与铝性质相似的原因。写出铝土矿与NaOH溶液反应的离子方程式