構建體系 把握考向 突破考點——氧族元素高考題型例析

江西 張萬程

從歷年的高考試題分析來看，氧族元素及其化合物是元素化合物知識中的高頻考點。作為高考化學命題的重要載體，掌握元素及其化合物知識，有利于宏觀把握化學學科的學習，也有利于提高學生的成績。氧族元素及其化合物種類豐富，需要強制記憶的知識比較多，且在試題中常出現含硫元素的陌生物質，學生在高考有限的時間內難以加工和理解陌生信息，導致得分偏低。本文主要結合學生的認知能力，明確知識脈絡，構建知識體系，詳細地總結并歸納出近年涉及氧族元素及其化合物的高考試題，供老師和學生在復習時參考，望對高考復習有所幫助。

一、構建知識體系，明晰價-類二維圖

1.構建氧族元素知識體系

2.氧和硫元素的價態-類別二維圖

氧的價-類二維圖

硫的價-類二維圖

二、近三年理綜化學關于氧族元素的考查點

2019年2018年2017年卷區考查內容卷區考查內容卷區考查內容全國卷Ⅰ·27(2)(3)H2S的尾氣處理、H2O2的氧化性全國卷Ⅰ·27焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)的制取及測定全國卷Ⅰ·12圍繞Na2S2O3的元素推斷全國卷Ⅱ·10CNa2S2O3溶液與稀鹽酸的反應全國卷Ⅱ·11DSO2與O2的可逆反應全國卷Ⅰ·28以H2S為載體的化學反應原理全國卷Ⅱ·11CNa2O2在空氣中的變化全國卷Ⅱ·26閃鋅礦(ZnS)制備金屬鋅的工藝流程全國卷Ⅱ·7D人體必需的微量元素硒全國卷Ⅱ·12硫化鎘(CdS)的沉淀溶解平衡全國卷Ⅱ·35硫及其化合物的結構與性質全國卷Ⅱ·9DO2和S單質氧化性的比較全國卷Ⅱ·26重晶石制備立德粉(ZnS·BaSO4)的工藝流程及S2-的“碘量法”測定全國卷Ⅲ·8B等質量的氧氣和臭氧的電子數全國卷Ⅱ·28河水中溶解氧的測定全國卷Ⅲ·12B·DH2O2的分解反應、少量SO2氣體的制取全國卷Ⅲ·26Na2S2O3晶體中雜質的檢驗及純度的測定全國卷Ⅲ·11全固態鋰硫電池北京卷·28SO2與AgNO3溶液的反應的實驗探究北京卷·11Na2SO3溶液pH隨溫度變化的原因實驗探究全國卷Ⅲ·26(3)硫酸亞鐵熱分解產物的實驗探究天津卷·2CSO2使酸性KMnO4溶液褪色的離子方程式北京卷·27含硫物質熱化學循環實現太陽能的轉化與存儲北京卷·10SO2與不同溶液的反應江蘇卷·3B·C稀硫酸、SO2的性質及用途天津卷·4C·D難溶硫化物的溶度積、SO2-4的檢驗天津卷·10H2S和SO2的工業去除方法江蘇卷·6CSO2與過量氨水的反應天津卷·7(4)漿狀Mg(OH)2使燃煤脫硫江蘇卷·4SO2的制取、性質檢驗、尾氣處理的實驗江蘇卷·9C硫及其化合物的轉化江蘇卷·15SO2與O2反應的化學平衡計算江蘇卷·10H2O2分解速率的影響因素探究江蘇卷·21(2)SO2-4的空間構型江蘇卷·19(3)由Na2CO3制備無水Na2SO3江蘇卷·13BNa2SO3是否被氧化的檢驗

三、典型例題解析

1.氧族元素與阿伏加德羅常數相結合的考查

阿伏加德羅常數題為高考題型的熱點，其知識涉及面廣，隱含陷阱多，是基本概念、基本理論、定量計算的結合，考查學生分析問題、解決問題的能力。

【例1】設NA為阿伏加德羅常數的值，下列說法正確的是

( )

①(2019·浙江·19)2.3 g Na與O2完全反應，反應中轉移的電子數介于0.1NA和0.2NA之間

②(2019·全國卷Ⅱ·11)密閉容器中，2 mol SO2和1 mol O2催化反應后分子總數為2NA

③(2018·浙江·20)32 g硫在足量的氧氣中充分燃燒，轉移電子數為6NA

④(2015·全國卷Ⅰ·8)2 L 0.5 mol/L亞硫酸溶液中含有的H+個數為2NA

⑤(2015·全國卷Ⅰ·8)過氧化鈉與水反應時，生成0.1 mol氧氣轉移的電子數為0.2NA

⑥(2014·江蘇·6)1.6 g由氧氣和臭氧組成的混合物中含有氧原子的數目為0.1NA

⑦(2014·廣東·10)56 g鐵片投入足量濃H2SO4中生成NA個SO2分子

⑧(2012·海南·7)1.0 L的0.1 mol/L Na2S溶液中含有的S2-離子數為0.1NA

【答案】⑤⑥

2.氧族元素和化學基本反應原理相結合的考查

物質的制取及物質間的轉化、化學方程式、離子方程式、離子的檢驗等化學基本反應原理是歷年考試的重點，氧族元素中主要以含硫化合物為主進行考查。

【例2】下列有關氧族元素及其化合物的說法正確的是

( )

①(2019·全國卷Ⅱ·10)向盛有飽和硫代硫酸鈉溶液的試管中滴加稀鹽酸，有刺激性氣味氣體產生且溶液變渾濁

③(2019·全國卷Ⅲ·12)在過氧化氫溶液中加入少量MnO2以加快氧氣的生成速率

④(2019·全國卷Ⅲ·12)向飽和亞硫酸鈉溶液中滴加濃硫酸制備少量二氧化硫氣體

⑥(2019·江蘇·3)SO2具有氧化性，可用于紙漿漂白

⑦(2019·江蘇·6)SO2與過量氨水反應生成(NH4)2SO3

⑨(2018·天津·4)向含有ZnS和Na2S的懸濁液中滴加CuSO4溶液，生成黑色沉淀，則說明Ksp(CuS)

【答案】①③④⑦

3.氧族元素和電化學相結合的考查

2019年諾貝爾化學獎用于獎勵鋰離子電池的發展。作為高考試題的“寵兒”，已出現過鋰硫電池、鋰-空氣電池等，這類試題材料陌生度高，圖文結合信息量大，綜合性強。化學電源的試題定會再次熱起來。

( )

B.電池工作時，外電路中流過0.02 mol電子，負極材料減重0.14 g

C.石墨烯的作用主要是提高電極a的導電性

D.電池充電時間越長，電池中的Li2S2量越多

【答案】D

【解題思路】由工作原理圖可得：Li+向電極a移動，電極a為正極。列表如下：

電池總反應16Li+xS88Li2Sx(2≤x≤8)電極名稱電極材料電極反應電極a:正極摻有石墨烯的S8材料S8+2e-+2Li+Li2S83Li2S8+2e-+2Li+4Li2S62Li2S6+2e-+2Li+3Li2S4Li2S4+2e-+2Li+2Li2S2電極b:負極金屬鋰Li-e-Li+

4.氧族元素和化學實驗相結合的考查

SO2因其獨有的化學性質多樣性(氧化性、還原性、漂白性等)而備受青睞，涉及SO2的試題能考查的知識包括：氣體的制取與凈化、氣體性質的檢驗、尾氣處理、實驗方案的設計、化學反應實質的探究等。

【例4】(2019·北京·28)化學小組實驗探究SO2與AgNO3溶液的反應。

(1)實驗一：用如下裝置(夾持、加熱儀器略)制備SO2，將足量SO2通入AgNO3溶液中，迅速反應，得到無色溶液A和白色沉淀B。

①濃H2SO4與Cu反應的化學方程式是____________________。

②試劑a是________。

(2)對體系中有關物質性質分析得出：沉淀B可能為Ag2SO3、Ag2SO4或二者混合物。(資料：Ag2SO4微溶于水；Ag2SO3難溶于水)

實驗二：驗證B的成分。

①寫出Ag2SO3溶于氨水的離子方程式：____________________。

②加入鹽酸后沉淀D大部分溶解，剩余少量沉淀F。推斷D中主要是BaSO3，進而推斷B中含有Ag2SO3。向濾液E中加入一種試劑，可進一步證實B中含有Ag2SO3。所用試劑及現象是_________________

途徑1：實驗一中，SO2在AgNO3溶液中被氧化生成Ag2SO4，隨沉淀B進入D。

①向溶液A中滴入過量鹽酸，產生白色沉淀，證明溶液中含有________；取上層清液繼續滴加BaCl2溶液，未出現白色沉淀，可判斷B中不含Ag2SO4。做出判斷的理由：________________________________________。

②實驗三的結論：_________________

(4)實驗一中SO2與AgNO3溶液反應的離子方程式是__________________________。

(6)根據上述實驗所得結論：_________________

(3)①Ag+；Ag2SO4的溶解度大于BaSO4，取上層清液加BaCl2溶液，未出現白色沉淀，必定沒有Ag2SO4

5.以含硫化合物為載體的化學反應原理大題的考查

非選擇題中的陌生物質的出現，會使考生心理更緊張，在復習的過程中，應讓學生盡可能多的接觸一些高中教材外的物質，掌握歸類方法，避免形同“陌”路，則能遇“陌”不難。

【例5】(2018·全國卷Ⅰ·27)焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)在醫藥、橡膠、印染、食品等方面應用廣泛。回答下列問題：

(1)生產Na2S2O5，通常是由NaHSO3過飽和溶液經結晶脫水制得。寫出該過程的化學方程式：____________________。

(2)利用煙道氣中的SO2生產Na2S2O5的工藝：

①pH=4.1時，Ⅰ中為________溶液。(寫化學式)

②工藝中加入Na2CO3固體，并再次充入SO2的目的是_________________

(3)制備Na2S2O5，也可采用三室膜電解技術，裝置如圖所示，其中SO2堿吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。陽極的電極反應式為________________________。電解后，________室的NaHSO3濃度增加。將該室溶液進行結晶脫水，可得到Na2S2O5。

(4)Na2S2O5可用作食品的抗氧化劑。在測定某葡萄酒中Na2S2O5殘留量時，取50.00 mL葡萄酒樣品，用0.010 00 mol·L-1的碘標準液滴定至終點，消耗10.00 mL，滴定反應的離子方程式為

，

該樣品中Na2S2O5的殘留量為________g·L-1(以SO2計)。

(2)①NaHSO3②得到過飽和NaHSO3溶液

①pH=4.1時，Ⅰ中為NaHSO3溶液；②主要目的是得到過飽和NaHSO3溶液。(3)對電解原理進行分析：

大題中涉及的化學計算題通常被部分考生直接“跳過”，究其原因，是思維不發散、計算能力不過關導致，在復習中，應加強化學計算能力的培養。

【例6】(2018·全國卷Ⅲ·26)利用K2Cr2O7標準溶液定量測定硫代硫酸鈉的純度。測定步驟如下：

①溶液配制：稱取1.200 0 g某硫代硫酸鈉晶體(M=248 g·mol-1)樣品，配成100 mL樣品溶液；

【答案】95.0

0.009 5 mol·L-1×20.00×10-3Ly

xx

【答案】80ab

在歷年的高考題中，涉及考查氧族元素的試題考查內容豐富，基礎性強，形式新穎，充分體現了高考試題的基礎性和創新性。由于文章篇幅及筆者水平有限，僅從這六個方面列舉了近幾年的高考試題，各位讀者可參考近幾年高考真題，認真研讀，切實突破高考中涉及氧族元素的考查。