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【教学素材】
物质“价类二维图”例题解析
物质“价类二维图”是以化合价为纵坐标、物质类别(单质、氧化物、酸、碱、盐等)为横坐标绘制的图像,能将散乱的科学知识联系在一起,有助于对科学问题的理解和整体认知。
例1:(2023•湘潭)下图是氮及其化合物的“价类二维图”。下列说法错误的是( )
A.甲物质常温下是气体
B.乙物质所属类别是单质
C.丙物质可与氢氧化钠反应
D.丁物质的化学式可以为NaNO3
研析与解答:由物质“价类二维图”分析可知,甲为显﹣3价的氢化物,甲为氨气,常温下呈气体。则A正确;乙物质的元素化合价为0,物质为氮气,属于单质,则B正确;丙物质为氮元素显+5价硝酸,可与氢氧化钠发生中和反应,则C正确;丁物质应为亚硝酸盐,所以对应的化学式不可以为NaNO3,丙为显+5价的酸,则D 不正确。答案:D。
例2:以化合价为纵坐标,以物质类别为横坐标所绘制的图像叫价类图。下图是硫的部分价类图,请分析该图回答下列问题:
(1)D点表示的物质的化学式是____________;
(2)某物质的化学式为Na2S2O3,它代表的点是_______(填“A~H”);
(3)写出由B点表示的物质与氢氧化钠溶液反应的化学方程式_______________________。
研析与解答:推断D、B点表示的物质需要同时考虑硫元素的化合价及物质的类别:D点表示的物质属于酸,所 含硫元素化合价为+6,该物质是H2SO4;B点表示的物质属于氧化物,其中硫元素化合价为+4,可判定该物质为SO2,二氧化硫与氢氧化钠反应的化学方程式,可以参考二氧化碳与氢氧化钠的化学方程式来书写。Na2S2O3 虽然没有在初中化学教材出现过,但是可以通过排除的方法判定所属的物质类别:含三种元素,不是单质和氧化物,排除A和B、C点;不含氢元素,不是酸,排除D、E 点;Na2S2O3中硫元素是+2,因此它所代表的点是F。答案:(1)H2SO4;(2)F;(3)SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O。
点拨:考查物质的分类(单质、氧化物、酸、碱、 盐)、根据元素化合价书写物质化学式、氧化钙的化学性质、化学式的计算、根据化学方程式的计算。
物质“价类二维图”以化合价和物质类别为基础,考查“元素观”、“分类观”和“转化观”。考查的知识点包括物质的分类(单质、氧 化物、酸、碱、盐)、元素化合价与物质化学式、根据化学 式及化学方程式的计算、书写化学方程式、物质的性质等。
对于物质“价类二维图”试题,我们如何应对? 应抓好以下几个方面:
(1)夯实基本概念
“价类二维图”的基础是化合价和物质类别,因此首先应夯实基本概念。识记常见元素(如碳、氧、硫、铁等)的化合价,根据元素化合价正确书写物质化学式; 理解单质、氧化物、酸、碱、盐的概念,能够将物质准确 落在价类图相应的点上。
(2)建构物质转化体系
掌握物质间的转化关系是解价类图型推断题的关键和难点,因此要在明确元素的化合价及形成物质的类别基础上,建立该元素形成的物质转化关系体系。如例2就建构了含碳、钙元素物质转化体系。要以具体物质的性质为主线,清楚物质的化学性质,理解这些物质的转化关系。
(3)落实元素化合物知识结构化
考查元素化合物知识,“价类二维图”是一种呈现形式,因此要注意将元素化合物知识形成结构化知识。元素化合物知识主要包括性质、用途、制取、存在等,要结合基本概念、基本原理知识(如基本反应类型、质量守恒定律等),理解这些知识的内在联系。
总之,“价类二维图”是近年来新出现的一种中考试题呈现形式,值得关注。“价类二维图”是一种体现“元素观”、“分类观”和“转化观”指导下实现元素化合物知识结构化的工具,它的核心是元素,方法是分类,内涵是转化。
【同步训练】
1.“价类二维图”是从元素化合价和物质所属类别两个维度认识元素及其化合物性质的坐标图。下图是铜元素的“价类二维图”,下列说法错误的是( )
A. 物质a能与AgNO3溶液反应
B.物质b的化学式为CuO
C.CuSO4可由物质d与稀硫酸反应生成
D.e点对应物质有多种,如CuCl2、Cu(NO3)2等
2.构建元素化合价和物质类别的二维图是学习化学的一种重要方法。下图是碳元素的“价类二维图”。下列说法错误的是( )
(1)A点表示物质是最简单的有机物,则其化学式为 。
(2)B点表示的碳单质通常有三种,属于天然硬度最大的碳单质是 (填名称)。
(3)由物质D转化为C的化学方程式为 。
(4)E点物质在汽水中存在,分解后生成D点物质。E点物质中阳离子符号为 。
(5)F点物质的俗名为纯碱或苏打,在生活中或生产上的重要用途有 (至少一点)。
3.为力争2060年实现碳中和,我国把研发二氧化碳的捕获和