高考中陌生的非金属元素——高考化学以非金属元素为背景的试题解题策略再谈

吉林 赵鑫光

氧族元素(ⅥA族)及其化合物是高考考查的热点内容之一，经常出现在非选择题的必考题部分，硫单质、硫的氧化物、硫酸等物质在高中教材中有较为详细的介绍，而基于硫元素及其化合物间转化的氧化还原反应是高考的常考题型，其中出现的硫的卤化物(例如S2Cl2)、硫的卤氧化物(例如SOCl2、SO2Cl2)和各种硫的含氧酸盐(例如Na2S2O3、Na2S2O5、Na2S2O4、Na2S2O8)却是同学们不熟悉的，这体现了高考命题源于教材又高于教材的特点，着重考查学生的化学学科核心素养，具有较强的综合性。以含有硒、碲元素的化合物等新材料为背景信息的试题，综合考查物质的制备与提纯、物质的化学性质及检验、纯度分析等内容，具有较大的难度。因此本文选择硫(S)、硒(Se)和碲(Te)等几种典型的氧族非金属元素及其化合物加以介绍。并配以例题、解析，以期通过练习掌握该类试题的解题策略。

一、硫的化合物

1.亚硫酰氯(SOCl2)和硫酰氯(SO2Cl2)

2.二氯化二硫(S2Cl2)和二氯化硫(SCl2)

3.硫代硫酸钠(Na2S2O3)

4.焦亚硫酸钠(Na2S2O5)

5.连二亚硫酸钠(Na2S2O4)

6.过二硫酸钠(Na2S2O8)

【例1】亚硫酰氯(SOCl2)又名二氯亚砜，其熔点：-105℃，沸点：79℃，140℃以上时易分解。二氯亚砜是一种无色或淡黄色发烟液体，遇水剧烈水解生成两种酸性气体，常用作脱水剂，广泛应用于医药、农药、染料工业及有机合成工业。

(1)二氯亚砜应储存于阴凉、干燥、通风良好的库房，但久置后微显黄色，其原因是____________________，用硫黄(用S表示)、液氯和三氧化硫为原料在一定条件合成二氯亚砜，如果想达到原子利用率最大化，则三者的物质的量之比为________。

(2)甲同学设计如图装置用ZnCl2·xH2O晶体制取无水ZnCl2，回收剩余的SOCl2并验证生成物中含有SO2(夹持及加热装置略)：

①装置的连接顺序为A→B→________→________→________→________。

②向仪器A中缓慢滴加SOCl2，需打开活塞________(填“a”“b”或“a和b”)，为了更加充分地回收SOCl2，写出可对装置B采取的有效措施________________________。

④装置A中发生反应的化学方程式是________________。

(3)丙同学认为SOCl2还可用作FeCl3·6H2O制取无水FeCl3的脱水剂，但丁同学认为该实验会发生氧化还原反应。戊同学设计了如下实验方案判断丁同学的观点：取少量FeCl3·6H2O于试管中，加入过量SOCl2，振荡使两种物质充分反应；再往试管中加水溶解，滴加KSCN溶液，若________，则证明脱水过程中发生了氧化还原反应，按照戊同学的思路方法，还可以选择验证________或________(填离子符号)是否存在，证明该过程是否发生了氧化还原反应。

【例2】焦亚硫酸钠(Na2S2O5)在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。回答下列问题：

(1)Na2S2O5通常是由NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得，写出该过程的化学方程式：______________。

(2)利用烟道气中的SO2生产Na2S2O5的工艺为

①pH=4.1时，Ⅰ中为________溶液(写化学式)。

②工艺中加入Na2CO3固体，并再次通入SO2的目的是________________。

(3)制备Na2S2O5也可采用三室膜电解技术，装置如图所示，其中SO2碱吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。阳极的电极反应式为__________________________。电解后，________室的NaHSO3浓度增加，将该室溶液进行结晶脱水，可得到Na2S2O5。

(4)Na2S2O5可用作食品的抗氧化剂。在测定某葡萄酒中Na2S2O5残留量时，取50.00 mL葡萄酒样品，用0.010 00 mol·L-1的碘标准液滴定至终点，消耗10.00 mL。滴定反应的离子方程式为______________，

该样品中Na2S2O5的残留量为________g·L-1(以SO2计)。

【评价】在例1和例2中SOCl2和Na2S2O5是学生不熟悉的物质，但水解反应以及对水解规律的应用，学生可以通过题干信息或通过对已有知识的迁移顺利完成。SOCl2和Na2S2O5中S元素的化合价是+4价，具有还原性，学生根据氧化还原反应的相关知识可以正确解答。而例2中对电化学知识的考查只是把Na2S2O5当成最终的产物，只要掌握电解基本原理就可以顺利解答。对于这种背景陌生，起点较高，但落点较低的题目在高考试题中常不断变换形式加以考查，学生在复习过程中需要注意。

二、硒、碲及其化合物

1.单质硒、碲

(1)硒和碲的游离态存在同素异形体，最稳定的是灰硒和灰碲。

(5)Se、Te的制备方法：用SO2还原SeO2、TeO2得到其单质。

2.硒化氢(H2Se)和碲化氢(H2Te)

(2)酸性为H2Te>H2Se>H2S，还原性为H2Te>H2Se>H2S，热稳定性为H2S>H2Se>H2Te。

3.二氧化硒(SeO2)、亚硒酸(H2SeO3)

(1)SeO2易挥发，加压时可以液化为液态的橙黄色SeO2。SeO2溶于水，生成亚硒酸，它是二元弱酸。

【例3】硒(Se)、碲(Te)为ⅥA族元素，是当今高新技术新材料的主要成分之一，电解精炼铜的阳极泥主要成分为Cu2Te、Ag2Se和少量金属单质及其他化合物，工业上从其中回收碲、硒的一种工艺流程如图：

已知：

Ⅰ.Se单质难溶于水。TeO2微溶于水，易溶于较浓的强酸和强碱；

Ⅲ.25℃时，亚碲酸(H2TeO3)的Ka1=1×10-3，Ka2=2×10-8。

(1)Se的氢化物的电子式是________。0.1 mol/L的H2TeO3电离度约为________。

(2)加入浓硫酸焙烧前常将阳极泥中大块颗粒先粉碎，其目的是______________。

(3)SeO2与SO2在冷却后通入水中发生反应的化学方程式：______________；

反应后分离出Se单质的操作①为________(填操作名称)。

(4)焙砂中碲以TeO2形式存在，与足量NaOH溶液反应后得到的溶液①，其溶质的主要成分为________(填化学式，过量的NaOH除外)。工业上也可以通过电解溶液①得到单质碲，已知电解时的电极均为石墨，则阴极的电极反应式为______________。

(5)向溶液①中加入硫酸时控制溶液的pH为4.5～5.0，生成TeO2沉淀，如果H2SO4过量，将导致碲的回收率________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。

(6)将纯净的TeO2先溶于盐酸得到四氯化碲，然后再将SO2通入到溶液中得到Te单质，请写出由四氯化碲得到Te单质的离子方程式：______________。

(7)上述流程中可循环利用的物质为________(填化学式)。

【评价】在例3中，Se和Te元素是中学生在高中化学课本中从未接触过的元素，但学生对和它们同一主族的硫元素较熟悉，根据同族元素的物理化学性质具有一定的相似性和递变性，把课本上的知识迁移过来，再加上物质结构、氧化还原反应、电解原理等相关理论知识，可以顺利得到题目的答案。在高考试题中，一些难度较大的题目往往需要学生对已有知识进行迁移、类比来解决问题，这体现了对学生化学学科核心素养和综合能力的考查，学生在复习时要注意对基础知识的原理和外延的了解。

三、小结