劉 剛

(安徽省宿城第一中學(xué))

離子共存問題是高中化學(xué)知識的重點(diǎn)及難點(diǎn)之一,涉及復(fù)分解反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)、水解與電離等核心知識點(diǎn),體現(xiàn)“宏觀辨識與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”等化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng),因此在歷年各地高考中備受青睞.

1 指定的溶液中粒子能否共存的判斷和分析

例1對下列粒子組在指定溶液中能否大量共存的判斷和分析均正確的是( ).

由常見的離子共存延伸到指定溶液中粒子能否共存的判斷和分析,立足于化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)中的“證據(jù)推理”構(gòu)建“模型認(rèn)知”.指定溶液中的離子與分子、分子與分子間的共存判斷和分析,考查角度主要涉及分子與離子間的氧化還原反應(yīng)等重要知識點(diǎn),是離子共存的有效拓展,是試題傳承創(chuàng)新的重要體現(xiàn).它強(qiáng)調(diào)分析過程,注重“有理有據(jù)”,把握粒子間反應(yīng)的本質(zhì),探析反應(yīng)規(guī)律是解決問題的根本.

變式下列離子組中加(或通)入相應(yīng)試劑后,判斷和分析均正確的是( ).

2 工業(yè)流程中涉及的離子反應(yīng)

例2一種利用廢舊鍍鋅鐵皮制備磁性Fe3O4納米粒子的工藝流程如圖1所示.

圖1

下列有關(guān)說法不正確的是( ).

A.“堿洗”是為了去除廢舊鍍鋅鐵皮表面的油污

B.“氧化”時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

2Fe2＋＋ClO－＋2H＋＝2Fe3＋＋Cl－＋H2O

C.“氧化”后的溶液中,金屬陽離子主要有Fe2＋、Fe3＋、Na＋

D.用激光筆照射“加熱沉鐵”后所得分散系,產(chǎn)生丁達(dá)爾效應(yīng)

向廢舊鍍鋅鐵皮中加入NaOH 溶液除去鋅,過濾,再向固體中加入稀硫酸,鐵與稀硫酸反應(yīng)生成FeSO4,向FeSO4溶液中加入NaClO 溶液,將部分Fe2＋氧化為Fe3＋,發(fā)生反應(yīng):2Fe2＋＋ClO－＋2H＋＝2Fe3＋＋Cl－＋H2O,先通入N2排盡空氣(防止后續(xù)生成的Fe(OH)2被氧化),加入NaOH 溶液產(chǎn)生Fe(OH)2和Fe(OH)3膠體,分離得到Fe(OH)2和Fe(OH)3,灼燒得到Fe3O4.由分析可知,“堿洗”是為了除去鋅,生成Na2ZnO2,過濾得到鐵單質(zhì),選項(xiàng)A錯(cuò)誤.“氧化”時(shí),Fe2＋與ClO－發(fā)生氧化還原反應(yīng),反應(yīng)的離子方程式為2Fe2＋＋ClO－＋2H＋＝2Fe3＋＋Cl－＋H2O,溶液中金屬陽離子主要有Fe2＋、Fe3＋、Na＋,故選項(xiàng)B、C 正確.“加熱沉鐵”后所得分散系為膠體,膠體可產(chǎn)生丁達(dá)爾效應(yīng),選項(xiàng)D 正確.答案為A.

該類試題契合知識問題化、問題情境化的要求,問題設(shè)置既可圍繞真實(shí)的工業(yè)生產(chǎn)情境并存發(fā)散,涉及知識的方方面面,也可以層層遞進(jìn),將生產(chǎn)中對實(shí)際問題的探究逐步引向深入.這類立足于離子反應(yīng)知識考查新情境的工業(yè)流程題,考查角度多變,是高考命題的重要特征和發(fā)展趨勢.

變式鍍鋅鐵皮可用于制備七水合硫酸鋅(ZnSO4·7H2O),其流程如圖2所示.

圖2

下列有關(guān)說法正確的是( ).

A.鍍鋅鐵皮的鍍層被破壞后,鐵的腐蝕比生鐵快

B.“氧化”過程發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

C.“調(diào)pH”后所得溶液中大量存在的離子有Zn2＋、、Fe3＋、H＋

D.從“過濾2”所得濾液中獲取晶體的操作為:蒸發(fā)濾液至有大量晶體出現(xiàn)時(shí)停止加熱,利用余熱將液體蒸干

鍍鋅鐵皮加入稀硫酸溶解,Zn、Fe分別與稀硫酸反應(yīng)生成ZnSO4、FeSO4,過濾除去不溶于硫酸的雜質(zhì),濾液中加入H2O2,將Fe2＋氧化為Fe3＋,再加入ZnO 調(diào)節(jié)pH,除去Fe3＋,使其轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀,過濾除去,得到含有ZnSO4的濾液,再經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥,得到ZnSO4·7H2O.經(jīng)以上分析可知,鍍鋅鐵皮的鍍層被破壞后,形成原電池,鋅作負(fù)極,鐵被保護(hù),則鐵的腐蝕比生鐵慢,選項(xiàng)A 錯(cuò)誤.由分析知,“氧化”時(shí),H2O2將Fe2＋氧化為Fe3＋,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Fe2＋＋2H＋＋H2O2＝2Fe3＋＋2H2O,選項(xiàng)B 正確.“調(diào)pH”時(shí)將Fe3＋轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀,故“調(diào)pH”后所得溶液中不能大量存在的離子有Fe3＋,選項(xiàng)C錯(cuò)誤.從“過濾2”所得濾液中獲取晶體的操作為:蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥,選項(xiàng)D 錯(cuò)誤.答案為B.

相比于傳統(tǒng)的題型,離子反應(yīng)新題型綜合性更強(qiáng),分析判斷更深入.縱觀近幾年高考試題可以發(fā)現(xiàn)問題情境化、注重化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)在高考試題中的體現(xiàn)是未來命題發(fā)展的必然趨勢.因此在備考過程中應(yīng)注重知識點(diǎn)間的滲透融合,注重對知識點(diǎn)的發(fā)散和延伸,只有把握知識的本質(zhì),探尋解題的規(guī)律,培養(yǎng)關(guān)鍵的能力,才能提高解題的準(zhǔn)確率.

(完)