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> 关注高考新考点——金属硫化物?2006/3/30
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高考试题 |
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关注高考新考点————金属硫化物
山东滕州市第一中学东校 马勇 277500
在中学阶段，常见的金属硫化物是铁与铜的化合物，由于S 、 Fe、 Cu元素是常见的变价元素，因此在高考试题中，常以它们作为知识的载体考察基本概念、基本理论、元素化合物的相关知识和化学计算的能力。成为最近两年的高考试题的热点，总结分析如下，供大家参考。
1 考察氧化还原反应的基本原理：得失电子守恒的规律。
（2005年江苏）Cu2S与一定浓度的HNO3反应，生成Cu(NO3)2、CuSO4、NO2、NO和H2O，当NO2和NO的物质的量为1∶1时，实际参加反应的Cu2S与HNO3的物质的量之比为
A 1∶7 B 1∶9 C 1∶5 D 2∶9
解析：在上述化学反应中，Cu2S作还原剂，HNO3作氧化剂。设生成的NO2和NO的物质的量分别为1mol ，需要的Cu2S的物质的量为x，据得失电子守恒可得：10x=4，x=2/5.则生成Cu(NO3)2所需要的HNO3为2/5×2=4/5。总共消耗的硝酸的物质的量为：4/5+2=14/5, 所以实际参加反应的Cu2S与HNO3的物质的量之比为：2/5：14/5=1：7选 A
2考察氧化还原的基本概念。氧化还原反应是中学重要的概念，用陌生的比较复杂的化学反应考察相应的概念，能更好地考察学生的应变能力和用已知的知识解决陌生问题的能力，符合高考的要求。
（2004年北京 .） 从矿物学资料查得，一定条件下自然界存在如下反应：
，下列说法正确的是
A. Cu2S既是氧化产物又是还原产物
B. 5mol FeS2发生反应，有10mol电子转移
C. 产物中的 离子有一部分是氧化产物
D. FeS2只作还原剂
解析 ： 上述反应 ，FeS2中一部分S元素由—1升高到+6，另一部分由—1价降低到—2价，CuSO4中的Cu元素由+2降低为+1价，所以氧化剂是CuSO4和 FeS2，还原剂是FeS2，Cu2S仅是还原产物，产物中的 离子有一部分是氧化产物。5mol FeS2发生反应，有21mol电子转移。选C
3考察物质的鉴别。
（2004年上海 ）CuS和Cu2S都能溶于硝酸，它们高温灼烧的产物相同，以下鉴别CuS和Cu2S两种黑色粉末的方法合理的是
A.将两种样品分别溶于硝酸，区别所产生的气体
B.将两种样品分别溶于硝酸，区别溶液的颜色
C.取两种同质量的样品分别在高温灼烧，区别残留固体的质量
D.取两种同质量的样品分别在高温灼烧，区别残留固体的颜色
解析：由题意知：CuS和Cu2S都能溶于硝酸生成的气体为N的氧化物，溶液为Cu(NO3)2，它们高温灼烧的产物为CuO;因此，不能选A 、B、 D，由于同质量的样品CuS含Cu元素质量分数大，所以取两种同质量的样品分别在高温灼烧，留固体的质量多的为CuS 答案选C.
该题 鉴别的角度是从计算的角度上分析，抛开了常规的鉴别物质的方法，较为新颖。也给我们提示，在高三复习中，一定不能深陷于题海中，掌握基本知识与分析问题的方法更为重要。
4 考察以FeS和Fe2S为知识载体的物质推断。物质推断题型能较好地考察学生对元素化合物的掌握情况，在中学阶段常见的由两种元素组成的化合物且原子个数比分别为1：1和1：2的有：FeS 和FeS2，Na2O2和Na2O, H2O2和H2O。2005年就以该知识点为背景设置了一道推断题。
（2005年四川卷）A、B两种固体，都由甲、乙两种元素组成。在A、B中，甲、乙两种元素的原子个数比分别为1：1和1：2，高温煅烧A、B时，产物都是C（固体）和D（气体）。由D可制得E（酸）。E和另一种酸组成的混合酸跟甲苯反应可生成三硝基甲苯。C与E的稀溶液反应得到溶液F，往F溶液中加入氢氧化钠溶液，有红褐色沉淀生成，该沉淀经灼烧后转变成C。往F溶液中加入甲元素的单质得到溶液G。试根据以上信息填写下列空白：
（1）A的化学式（分子式）是 ；
（2）B煅烧生成C和D的化学方程式是 ；
甲元素的单质与F溶液反应的离子方程式是 ；
（3）往G溶液中加入NaOH溶液发生的现象是 ；
解析：由“E和另一种酸组成的混合酸跟甲苯反应可生成三硝基甲苯”可得E与另一种酸肯定是硝酸和硫酸。结合“高温煅烧A、B时，产物都是C（固体）和D（气体）。由D可制得E（酸）”和：“往F溶液中加入氢氧化钠溶液，有红褐色沉淀生成，该沉淀经灼烧后转变成C。”则会联想起工业制取硫酸的原理，可推断出E为硫酸，C为Fe2O3，因此，A 、 B 则为是含S元素和Fe元素的化合物，即为：FeS 和FeS2
答案：（1）FeS （2）4FeS2+1102 2Fe2O3+8SO2 2Fe3++Fe 3Fe2+
（3）生成的沉淀由白色变成灰绿色最终变成红褐色
5 考察计算。
（2004年上海.）黄铜矿（主要成分CuFeS2）是提取铜的主要原料
（1）取12.5g黄铜矿样品，经测定含3.60g硫（杂质不含硫），矿样中CuFeS2含量为
（1） 已知
产物Cu2S在1200℃高温下继续反应：
2Cu2S + 3 O2 → 2Cu2O + 2 SO2
2 Cu2O + Cu2S → 6Cu + SO2
假定各步反应都完全，完成下列计算：
①由6 mol CuFeS2生成6 mol Cu，求消耗O2的物质的量
②6 mol CuFeS2和14.25 mol O2反应，理论上可得到多少摩尔铜
③6 mol CuFeS2和15.75 mol O2反应，理论上可得到多少摩尔铜
解析：本题考察了学生化学计算的思维能力和技巧，可以利用守恒的思想解题。
第一小题属于常规混合物类型，根据硫元素守恒得出：设矿样中CuFeS2含量为x ,则：12.5×x×64/184=3.60 解得：x=82.8%
第二小题属于过量计算类型，特点是已知两种反应物的量求相应物质的量。常规解法是分三种情况讨论，分别按照氧气恰好、氧气不足和氧气过量等来思考。笔者在此处试运用元素守恒来解决这类问题，仅供大家参考。
（1） 氧气恰好时，最后生成物为6mol Cu、12molSO2、6molFeO , 根据O原子守恒，可知消耗n（O2）=(12×2+6×1)×1/2=15mol
（2） 氧气不足时，最后生成物为xmolCu、ymolSO2、zmol Cu2S、6molFeO, 根据O原子守恒,2×y+6×1=14.25×2,所以y=11.25,又根据S原子守恒：11.25+z=12,所以z=0.75, 又根据Cu原子守恒：x+2z=6,所以x=4.5
（3） 氧气过量时，最后生成物为xmolCu、12molSO2、ymol Cu2O、6molFeO, 根据O原子守恒,12×2+1×y+6×1=15.75×2,所以y=1.5, 又根据Cu原子守恒：x+2y=6,所以x=3
至此，此题已经完全解出了，看来守恒思想的熟练应用在高考题中得到了淋漓尽
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