不容忽视的定量型无机框图推断题——2020年浙江选考28题的分析和启示

江西 张万程

一、研究背景

近日，教育部考试中心研制的《中国高考评价体系》和《中国高考评价体系说明》由人民教育出版社出版发行。文中指出高考评价体系由“一核四层四翼”组成，“一核”是高考的核心功能，即“立德树人、服务选才、引导教学”，回答“为什么考”的问题；“四层”是高考的考查内容，即“核心价值、学科素养、关键能力、必备知识”，回答“考什么”的问题；“四翼”是高考的考查要求，即“基础性、综合性、应用性、创新性”，回答“怎么考”的问题。该理念在近年的高考内容改革及命题中逐步体现，并为保持高考命题的稳定性奠定了基础。随着新高考的逐步展开，更多的全国卷区的省份将目光瞄准教育发达的江浙一带，浙江高考的选考试题对2020年全国卷地区的复习备考有一定的指导作用，其中定量型无机框图推断题是浙江卷的常见题型，试题新颖、题干简洁、对考生的综合能力要求高。故笔者对2020年浙江一月选考第28题进行分析，望对大家有所帮助。

二、真题分析

(2020·浙江一月选考·28)Ⅰ.由三种元素组成的化合物A，按如下流程进行实验。气体B为纯净物，溶液C焰色反应为砖红色，气体E能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。

请回答：

(1)组成A的三种元素是________，A的化学式是________。

(2)固体A与足量稀盐酸反应的化学方程式是_________________

Ⅱ.某兴趣小组为探究H2S和Cl2O的性质，将两种气体同时通入水中，实验装置如图：

请回答：

(1)三颈瓶中出现淡黄色沉淀，溶液呈强酸性，用一个化学方程式表示：______________________________。

(2)若通入水中的Cl2O已过量，设计实验方案检验：______________________________________。

【答案】Ⅰ.(1)Ca、H和N Ca2HN

(2)用玻璃棒蘸取清液，点到淀粉-KI试纸上，如果变蓝(或变蓝后再褪色)，说明Cl2O过量

【解析】

1.初探

由图1所示过程分析可得结论：固体A中含有元素Ca、N。

图1

2.深究

由图2所示过程分析可得结论：固体A的化学式为Ca2HN，其物质的量为0.02 mol。可写成CaH2·Ca3N2。

已知固体A中含有Ca、N、H元素，气体B为H2，计算固体A的化学式的过程如下：

试剂现象淀粉-KI试纸试纸先变蓝后褪色Fe2+溶液溶液变为棕黄色品红溶液溶液褪色

故检验Cl2O已过量的方法是用玻璃棒蘸取清液，点到淀粉-KI试纸上，如果变蓝(或变蓝后再褪色)，说明Cl2O过量。

在检验Cl2O已过量的方法中，也可以通过检验溶液中是否存在H2S来确定，根据H2S的性质，加入氧化剂后若无淡黄色沉淀生成，则说明不存在H2S，而Cl2O过量。其具体方法是取少量上层清液于洁净试管中，加入少量Cl2O，若无淡黄色沉淀生成，说明Cl2O过量；若有沉淀，则证明Cl2O未过量。细读试题，实验的目的是“探究H2S和Cl2O的性质”，H2S的性质在高中学习中已然熟悉，具有强还原性，所以实验的主要目的为探究Cl2O的强氧化性，问题“检验Cl2O已过量”的设置也是基于这点出发，引导考生往Cl2O强氧化性的方向思考并作答。

【试题点评】本题和历年的浙江选考试题相比，并未推陈，但已出新。历年该题型仅有一部分，即定量型无机框图推断题，分值一般在5～6分，试题中所涉及的元素一般为Na、Cu、O、Mg、Cl、H等常见元素，化合物一般为结晶水合物或未知物质。本题第Ⅰ部分依旧沿用之前的命题方式，但增加了一些实验内容，第Ⅱ部分与第Ⅰ部分没有明显的关联，但给了一个命题的信息，可将推断题与实验题有机结合，也可将推断题与化学反应原理试题有机结合，甚至与工艺流程题有机结合。本题第Ⅰ部分由物质的性质及含量推断固体A的化学式，渗透对“证据推理与模型认知”及“变化观念与平衡思想”核心素养的考查，要求学生具备一定的挖掘信息能力、分析和处理数据能力，并能运用数据推理去论证某一观点；第Ⅱ部分的实验涉及物质相对简单，具备一定的氧化还原反应知识则能够轻松答出第一小题，过量的Cl2O的检验也充分体现出命题的创新性，试题内容与题干遥相呼应，引导学生作出正确的答案，渗透对“科学探究与创新意识”核心素养的考查。

三、总结提升：无机框图推断题的“突破口”

突破口简要说明①金属元素的焰色2019年全国Ⅱ卷考查钡元素的焰色(绿色),突破了以往仅考查钾、钠元素焰色的局限②物质的颜色熟记各种固体、液体(溶液)、气体的颜色。2019年全国Ⅰ卷考查Fe2O3的颜色(红棕色);2019年全国Ⅱ卷结合颜色变化考查化学反应方程式③物质的特殊性质如NH3使湿润的红色石蕊试纸变蓝、碘单质遇淀粉变蓝、NO遇空气变为红棕色等④物质燃烧时的现象2019年全国Ⅱ卷考查镁条在CO2气体中的燃烧现象;如气体(烃类物质)的燃烧现象、金属单质和H2在Cl2中的燃烧现象⑤特征转化关系如物质连续氧化、三角转化关系、能同时与酸碱反应、特殊反应条件下的转化等⑥物质所含电子数目如常见含有10电子、18电子的微粒等⑦特征数据常见物质的相对分子质量,结合相对分子质量进行数据处理

四、无机框图推断题解题方法技巧

1.一般步骤：

2.思维方法——假设验证法：

在解答定量型无机框图推断题中，结合题给物质质量和物质的相对分子质量，猜测可能的化学式，再进行分析推理验证得出结论。

以2019年浙江四月选考题为例：

【假设猜想】X中Na、Cu、O元素的原子个数比为1∶1∶2，化学式为NaCuO2：

X可能的相对分子质量:119、238、357……元素Na:23Cu:64O:16相对分子质量原子个数112119

【证据推理】结合守恒定律计算出三种元素的原子个数比，确定化学式：

【结论验证】物质X的化学式为NaCuO2，可写成Na2O2·2CuO 的形式，在干燥H2中加热，Cu元素被还原为单质，Na2O2与H2O反应生成O2和NaOH，即混合气体为O2和H2O(g)，固体混合物Y为单质Cu和NaOH。

五、对全国卷区的教学启示

1.了解高考化学《考试大纲》，积极应对高考新变化

《考试大纲》中对常见无机物及其应用的要求为(1)常见金属元素(如Na、Mg、Al、Fe、Cu等)：①了解常见金属的活动顺序；②了解常见金属及其重要化合物的制备方法，掌握其主要性质及其应用；③了解合金的概念及其重要应用。(2)常见非金属元素(如H、C、N、O、Si、S、Cl等)：①了解常见非金属元素单质及其重要化合物的制备方法，掌握其主要性质及其应用；②了解常见非金属元素单质及其重要化合物对环境的影响。(3)以上各部分知识的综合应用。《考试大纲》仍沿用2019年的大纲，但较之往年有较大变化，如增加了对金属元素Cu及其化合物的考查，随着科技的发展，考题中会越来越多的涉及过渡金属元素的考查，包括涉及稀土元素的考查，在复习备考的过程中应加以总结思考。

2.重视元素及化合物的复习教学，帮助学生进行归纳总结

在复习元素及化合物章节时，不能局限于常规的元素及化合物知识，如单质及其化合物的物理化学性质、用途、物质的实验室制法和工业制法、单质及化合物之间的相互转化等，而应当将元素及化合物置于一定的背景下，如国际国内奖项、社会热点、科研新成果、生产生活、化学史等，也可联系化学反应原理、工艺流程、化学实验等题型进行分析教学。帮助学生构建知识体系，画出思维导图，帮助理解元素及化合物知识。

3.认真研读全国卷及地方卷真题，找出关联点

2019年全国卷区的三套试卷，不同程度上都有减弱工艺流程的考查，将工艺流程和实验有机融合在一起进行考查，这或许会成为一种新的趋势。而无机框图推断题在全国卷上多年未涉及，或许无机推断题会结合工艺流程或实验探究“重出江湖”，2018年全国卷Ⅰ首次将工艺流程引入到选择题中，定量型无机框图推断题也可以选择题形式进行呈现，当引起我们重视。

六、模拟改编预测

(2017年浙江“超级全能生”选考8月联考改编)X在一定条件下可发生如下转化，有关叙述错误的是

( )

A.气体①为CO，其质量为(1.96 g-0.56 g)

C.反应③中若气体①完全反应完，需CuO的质量为4.0 g

D.X的化学式为Fe(CO)5

【答案】B