考纲·教材·训练——高考化学冲刺复习之对策

■河北省衡水市故城县教育局教研室 颜建河

考纲·教材·训练
——高考化学冲刺复习之对策

■河北省衡水市故城县教育局教研室 颜建河

考场如战场,一年一度的高考正向我们走来。高三复习进入了最后的冲刺阶段,研读考纲,回归教材,强化训练才是复习之对策。考纲明确了高考以能力测试为主导,将在测试考生进一步学习所必需的知识、技能和方法的基础上,全面检测考生的化学科学素养。高考冲刺复习必须有明确的目标指向,立足于课本基础知识,把知识学活、用活;注重典型高考真题的分析方法,强化能力的提升。同时,要有针对性地把一些重要的科学思想方法进行梳理,进而达到以不变应万变,力争在高考考试中出奇制胜,取得最好成绩。

一、研读考纲，回归教材

在300分的高考理综试题中,化学学科试题的分值为100分,有90分左右的试题所涉及的知识点都能在教材中找到答案。如何在这100分上尽可能十拿九稳呢?关键就是立足教材,吃透考点中的每一个基本概念,并能对考点所涉及的基本规律和基本方法,达到熟练掌握的程度,这是高考的成功之本。例如,以图表、图形、模型等为核心载体进行命制的高考试题,着力考查考生的阅读、读图、分析归纳问题的能力。考生应该强化课本知识,依据考纲对知识内容的要求层次,认认真真地梳理每一个知识点,做到了解、理解(掌握)、综合运用三个层次。同时,要做到在解决化学问题(习题)时,能从课本上查找依据的能力,明确认识试题的源头、基础都出自课本,来自课本。无论是简单题、难题的“根”都离不开课本,且都能从课本上找出依据。

完成下列填空:

(1)半水煤气含有少量硫化氢。将半水煤气样品通入____溶液中(填写试剂名称),出现____,可以证明有硫化氢存在。

若半水煤气中V(H2)∶V(CO)∶V(N2)= 38∶28∶22,经CO变换后的气体中: V(H2)∶V(N2)=____。

(3)碱液吸收法是脱除二氧化碳的方法之一。已知(见表1):

表1

①若选择Na2CO3碱液作吸收液,其优点是____,缺点是____。如果选择K2CO3碱液作吸收液,用什么方法可以降低成本?____。

②写出这种方法涉及的化学反应方程式:____。

(4)以下是测定半水煤气中H2以及CO的体积分数的实验方案。

取一定体积(标准状况)的半水煤气,经过下列实验步骤测定其中H2以及CO的体积分数。

①选用合适的无机试剂分别填入Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ的方框中。

②该实验方案中,Ⅰ、Ⅱ的目的是____。

③该实验方案中,步骤____(选填“Ⅳ”或“Ⅴ”)可以确定半水煤气中H2的体积分数。

解析:本题是一道考查半水煤气中气体成分测定实验设计与探究的题目,涉及最常见的元素及化合物的相关知识,所考查的知识点都是教材中最基础的,且都能在课本中找到依据(答案),试题难度不大。解决好这类题目的关键,就是认真读题,利用好试题中的信息,依据熟悉的知识进行切入,则试题中的各个问题可迅速给予解决。

(1)根据硫化氢的相关性质,能与重金属离子反应生成沉淀,所以可将半水煤气样品通入硝酸铅(或硫酸铜)溶液中,出现黑色沉淀,可以证明有硫化氢存在。

(2)若半水煤气中V(H2)∶V(CO)∶V(N2)=38∶28∶22,经CO变换后H2O转化为氢气,则根据方程式可知所得的气体中V(H2)∶V(N2)=(38+28)∶22=3∶1。

(3)根据表中数据可知,若选择Na2CO3碱液作吸收液,其优点是价廉,而缺点是吸收CO2能力差。如果选择K2CO3碱液作吸收液,由于生成的碳酸氢钾受热易分解产生碳酸钾,所以使碱液循环使用可以降低成本,其反应的化学方程式为CO2↑+H2O。

(4)①由于半水煤气中含有二氧化碳,所以首先利用碱液除去二氧化碳,干燥后再通过氧化铜反应,利用浓硫酸吸收产生的水蒸气,利用碱液吸收产生的二氧化碳,进而计算体积分数。其流程为:

②Ⅰ中KOH吸收CO2和H2S;Ⅱ中浓硫酸吸收水蒸气,干燥气体。

③氢气还原氧化铜生成水蒸气,浓硫酸吸收水蒸气,所以该实验方案中,步骤Ⅳ可以确定半水煤气中H2的体积分数。

答案:(1)硝酸铅(或硫酸铜) 黑色沉淀

(2)3∶1

(3)①价廉 吸收CO2能力差 碱液循环使用 ②

CO2↑+H2O

②除去半水煤气中的CO2(包括H2S)和H2O ③Ⅳ

二、研读考纲，回归考点

高考命题原则强调由知识立意向能力立意转化,考纲明确了对知识内容的要求层次,特别是涉及理解(掌握)和综合运用的知识,必将成为高考的核心考点。如何学会分析问题和解决问题的能力至关重要,要做到能领会所学知识的含义及其适用条件,能够正确判断、解释和说明有关化学现象和问题。能“知其然”,还能“知其所以然”,从而实现知识的再升华。例如,在复习中要依据教材特点和考纲要求,抓住主要知识的精髓,特别是中学化学的核心内容。这些内容包括:物质结构、氧化还原反应、离子反应、化学平衡、元素化合物知识、电化学、化学实验、化学基本计算,等等。同时,高考强调命题要突出主干知识(核心知识)考查,不回避考试热点和传统题型,不再过分强调知识的覆盖面,而是抓住主干知识,突出以能力测试为主导。从本质上讲,发掘隐含条件的过程,首先就是将关键词句、化学方程式或图示中量的关系转化为熟悉的化学问题或抽象为数学语言。这样,突破口就会被迅速打开,所涉及的问题便可迎刃而解。

氢能是发展中的新能源,它的利用包括氢的制备、储存和应用三个环节。回答下列问题:

(1)与汽油相比,氢气作为燃料的优点是____(至少答出两点)。但是氢气直接燃烧的能量转换率远低于燃料电池,写出碱性氢氧燃料电池的负极反应式:____。

(2)氢气可用于制备H2O2。已知:

其中A、B为有机物,两反应均为自发反应,则H2(g)+O2(g)આઆH2O2(l)的ΔH____0(填“>”“<”或“=”)。

(3)在恒温恒容的密闭容器中,某储氢反应MHx(s)+yH2(g)ܪܒܩMHx+2y(s) ΔH<0,达到化学平衡。

下列有关叙述正确的是____。

a.容器内气体压强保持不变

b.吸收ymolH2只需1molMHx

c.若降温,该反应的平衡常数增大

d.若向容器内通入少量氢气,则v(放氢)>v(吸氢)

(4)利用太阳能直接分解水制氢,是最具吸引力的制氢途径,其能量转化形式为____。

(5)化工生产的副产氢也是氢气的来源。电解法制取有广泛用途的Na2FeO4,同时获得氢气:3H2↑,工作原理如图1所示。装置通电后,铁电极附近生成紫红色的FeO2-4,镍电极有气泡产生。若氢氧化钠溶液浓度过高,铁电极区会产生红褐色物质。已知:Na2FeO4只在强碱性条件下稳定,易被H2还原。

①电解一段时间后,c(OH-)降低的区域在____(填“阴极室”或“阳极室”)。

②电解过程中,须将阴极产生的气体及时排出,其原因是____。

③c(Na2FeO4)随初始c(NaOH)的变化如图2,任选M、N两点中的一点,分析c(Na2FeO4)低于最高值的原因:_______。

图1

图2

解析:本题以氢气利用为线索,考查了众多的核心知识(化学反应中的能量变化、电解原理及其应用的相关知识),试题新颖,难度不大。解决好这类题目的关键,就是熟练掌握化学反应中的能量变化、电解原理及其应用、化学平衡的移动及其影响因素等相关知识。同时,在书写燃料电池电极反应时,要注意掌握一般的书写方法:①电极反应是一种离子反应,遵循书写离子反应的所有规则;②将两极反应的电子得失数配平后,相加得到总反应,总反应减去一极反应即得到另一极反应;③负极失电子所得氧化产物和正极得电子所得还原产物,与溶液的酸碱性有关(如+4价的C在酸性溶液中以CO2形式存在,在碱性溶液中以形式存在);④溶液中不存在O2-(在酸性溶液中它与H+结合成H2O,在碱性或中性溶液中它与水结合成OH-)。明确上述核心知识,认真读题、审题,则对试题中的各个问题可迅速给予解决。

(1)依据所学知识可知,与汽油相比,氢气作为燃料的优点有污染小、可再生、来源广、资源丰富、燃烧热值高等;碱性氢氧燃料电池的负极反应式为H2+2OH--2e-આઆ2H2O。

(2)从题给反应:①H2(g)+A(l)આઆB(l) ΔH1;②O2(g)+B(l)આઆA(l)+ H2O2(l) ΔH2,可得出两反应的ΔS<0,根据ΔG=ΔH-TΔS,且两反应均为自发反应,则ΔH1、ΔH2均小于0,将①+②得: H2(g)+O2(g)આઆH2O2(l),其ΔH= ΔH1+ΔH2<0。

(3)根据题给反应:MHx(s)+yH2(g)ܪܩܒMHx+2y(s) ΔH<0,可得出该反应属于气体的物质的量发生变化的反应。对于该反应来说:a.平衡时气体的物质的量不变,压强不变,正确;b.该反应为可逆反应,吸收ymolH2需要大于1mol的MHx,错误; c.降低温度,平衡向正反应方向移动,平衡常数增大,正确;d.向容器内通入少量氢气,相当于增大压强,平衡正向移动,v(放氢)< v(吸氢),错误。

(4)利用太阳能直接分解水制氢,是将光能转化为化学能。

(5)①根据题意可知,镍电极有气泡产生是氢离子放电生成氢气,铁电极发生氧化反应,溶液中的氢氧根离子减少,则电解一段时间后,c(OH-)降低的区域在阳极室。②氢气具有还原性,根据题意Na2FeO4只在强碱性条件下稳定,易被H2还原。电解过程中,须将阴极产生的气体及时排出,防止Na2FeO4与H2反应使产率降低。③根据题意Na2FeO4只在强碱性条件下稳定,在M点:c(OH-)低,Na2FeO4稳定性差,且反应慢。在N点:c(OH)过高,铁电极上有氢氧化铁生成,使Na2FeO4产率降低。

答案:(1)污染小,可再生,来源广,资源丰富,燃烧热值高(任写其中2条) H2+ 2OH--2e-આઆ2H2O (2)< (3)a、c (4)光能转化为化学能 (5)①阳极室 ②防止Na2FeO4与H2反应使产率低下 ③M点:c(OH-)低,Na2FeO4稳定性差,且反应慢[或N点:c(OH-)过高,铁电极上有Fe(OH)3(或Fe2O3)生成,使Na2FeO4产率降低]

三、研读考纲，回归实验

实验是理科发展的最重要的动力之一。化学实验与探究能力是高考化学考纲对化学学习能力的要求,强调掌握化学实验的基本方法和技能,并初步实践化学的一般过程。这就要求考生在复习中要强化实验,明确实验在化学学科中的重要地位,有条件的话,要重新走进实验室,动手重做典型的实验,提高独立操作能力。同时,要善于运用理论,依据指定目标,灵活设计实验,掌握探究方法。实验原理是解答实验题的核心,是实验设计的依据和起点,从实验原理入手,结合相关元素及其化合物知识去理解实验步骤,才能找到解决问题的途径。

乙酸乙酯广泛用于药物、染料、香料等工业,中学化学实验常用图3所示装置来制备。

完成下列填空:

(1)实验时,通常加入过量的乙醇,原因是____。加入数滴浓硫酸即能起催化作用,但实际用量多于此量,原因是____;浓硫酸用量又不能过多,原因是____。

(2)饱和Na2CO3溶液的作用是____。

(3)反应结束后,将试管中收集到的产品倒入分液漏斗中,____、____,然后分液。

(4)若用图4所示装置制备乙酸乙酯,其缺点有____、____。由图4所示装置制得的乙酸乙酯产品经饱和碳酸钠溶液和饱和食盐水洗涤后,还可能含有的有机杂质是____,分离乙酸乙酯与该杂质的方法是____。

图3

图4

解析:本题是一道考查乙酸乙酯制备实验设计的题目,所选择的实验素材是基础知识方面的,可谓起点低,但所考查考生的能力层次相当高,特别是对考生动手、创新能力的考查最为突出。为此,引导考生联想到课本上介绍的实验,会发现实验效果并不理想,这时,考生要学会考虑:有什么好的改进方法呢?改进这个实验的关键点是什么?这样,考生就会明白解决问题的关键所在,顺利地完成试题的解答。

(1)由于反应是可逆反应,因此加入过量的乙醇增大反应物浓度,使平衡向生成酯的方向移动,提高酯的产率。由于浓硫酸能吸收生成的水,使平衡向生成酯的方向移动,提高酯的产率,因此实际用量多于此量;由于浓硫酸具有强氧化性和脱水性,会使有机物炭化,降低酯的产率,所以浓硫酸用量又不能过多。

(2)由于生成的乙酸乙酯中含有乙醇和乙酸,所以饱和Na2CO3溶液的作用是中和乙酸,溶解乙醇,减少乙酸乙酯在水中的溶解。

(3)乙酸乙酯不溶于水,则反应结束后,将试管中收集到的产品倒入分液漏斗中,振荡、静置,然后分液即可。

(4)根据图4所示装置可知,由于不是水浴加热,温度不易控制,则制备乙酸乙酯的缺点是原料损失较大,易发生副反应。由于乙醇溶液发生分子间脱水生成乙醚,所以由图4所示装置制得的乙酸乙酯产品经饱和碳酸钠溶液和饱和食盐水洗涤后,还可能含有的有机杂质是乙醚,乙醚和乙酸乙酯的沸点相差较大,则分离乙酸乙酯与该杂质的方法是蒸馏。

答案:(1)增大反应物浓度,使平衡向生成酯的方向移动,提高酯的产率 浓硫酸能吸收生成的水,使平衡向生成酯的方向移动,提高酯的产率 浓硫酸具有强氧化性和脱水性,会使有机物碳化,降低酯的产率 (2)中和乙酸,溶解乙醇,减少乙酸乙酯在水中的溶解 (3)振荡 静置 (4)原料损失较大 易发生副反应 乙醚 蒸馏

四、研读考纲，回归真题

考纲明确了化学科命题注重测量自主学习的能力,重视理论联系实际,关注与化学有关的科学技术、社会经济和生态环境的协调发展,以促进考生在知识和技能、过程和方法、情感态度和价值观等方面的全面发展。基于此,在复习进程中要做到对每个知识点的真正掌握,就必须强化真题训练,做到在理解所学各部分化学知识之间的本质区别与内在联系的基础上,运用所掌握的知识进行必要的分析、类推或计算,解释、论证一些具体的化学问题。要实现这一目标,必须认真研读近几年的高考真题,了解高考命题方向,通过训练复习,提高解题技巧和准确性,优化解题思路和方法。同时,做题一定要真正弄懂,融会贯通,并能举一反三,实现能力的再升级。例如,以图像、数据、图表为信息载体,以化学工艺流程(框图)为载体,以化学实验控制变量为载体,以新药、新的染料中间体、新型有机材料的合成为载体的高考主打题目,在强化真题训练中,一定要训练到位,认真反思,认真总结,才能做到战无不胜。

以硅藻土为载体的五氧化二钒(V2O5)是接触法生成硫酸的催化剂。从废钒催化剂中回收V2O5既避免污染环境又有利于资源综合利用。废钒催化剂的主要成分为(见表2):

表2

以下是一种废钒催化剂回收工艺路线:

回答下列问题:

(1)“酸浸”时V2O5转化为,反应的离子方程式为____,同时V2O4转成VO2+。“废渣1”的主要成分是____。

(2)“氧化”中欲使3mol的VO2+变为,则需要氧化剂KClO3至少为____mol。

(4)“离子交换”和“洗脱”可简单表示为:

(以ROH为强碱性阴离子交换树脂)。为了提高洗脱效率,淋洗液应该呈____性(填“酸”“碱”或“中”)。

(5)“流出液”中阳离子最多的是____。

(6)“沉钒”得到偏钒酸铵(NH4VO3)沉淀,写出“煅烧”中发生反应的化学方程式:___。

解析:本题是一道以化学工艺流程(框图信息)为核心载体进行命题的常考题型,着力考查运用化学反应原理和元素化合物的相关知识来解决工业生产中实际问题的能力。涉及离子方程式的书写、氧化还原反应、化学平衡移动原理等,试题难度不大。解决好这类问题的关键就是认真读题,仔细观察试题给予的图表和化工工艺流程等相关信息,从中抓住流程所涉及的核心反应及转化关系,并结合试题中的设问来寻找解决问题的切入点。

(1)“酸浸”时V2O5转化为VO+2,V元素化合价不变,说明不是氧化还原反应,根据原子守恒可知反应的离子方程式为V2O5+ 2H+આઆ2VO+2+H2O;二氧化硅与酸不反应,则“废渣1”的主要成分是二氧化硅。

(2)“氧化”中欲使3mol的VO2+变为VO+2,V元素化合价从+4价升高到+5价,而氧化剂KClO3中氯元素化合价从+5价降低到-1价,根据电子得失守恒,则知需要氯酸钾的物质的量为3mol÷6=0.5mol。

(4)根据方程式可知,为了提高洗脱效率,反应应该向逆反应方向进行,则淋洗液应该呈碱性。

(5)由于前面加入了氯酸钾和氢氧化钾,则“流出液”中阳离子最多的是钾离子。

(6)根据原子守恒可知偏钒酸铵(NH4VO3)“煅烧”生成七氧化二钒、氨气和水,则反应的化学方程式为V2O5+2NH3↑+H2O↑。

(责任编辑 谢启刚)