2013高考理綜新課標卷（寧夏卷）試題解析

【中圖分類號】G633.55【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2013）11-0186-02

一、試題特點分析

1.考查依據

2013年新課標考試大綱中有以下要求：了解我國無機化工的生產資源和產品的主要種類；了解化學對廢舊物資再生與綜合利用的作用；了解精細化工產品的生產特點及精細化工在社會發展中的作用。

2.考查的知識點

36題“化學與技術”模塊試題緊扣綠色化學與可持續發展、環境保護等主題，圍繞新課標考試大綱中的要求，依托兩種鋅錳電池的工作反應原理和區別以及回收利用廢舊普通鋅錳電池的工藝原理等內容，重點考查了學生正確運用化學用語和有關化學知識解釋及解決生活與生產實際中化學問題的能力。具體考查了學生應用化學反應原理中的原電池工作原理、電解工作原理及其應用；化學實驗中物質制備和分離的知識、晶體知識、以及綠色化學的觀點、經濟的視角分析實際生產中的各種問題的能力。刻意考查了學生對陌生氧化還原方程式和特殊電極反應式書寫的訓練。

3.真題再現

36.[化學——選修2：化學與技術]（15）

鋅錳電池（俗稱干電池）在生活中的用量很大。兩種鋅錳電池的構造圖如圖（a）所示。

回答下列問題：

（1）普通鋅錳電池放電時發生的主要反應為：

Zn+2NH4Cl+2MnO2=Zn（NH3）2Cl2+2MnOOH

①該電池中，負極材料主要是____，電解質的主要成分是____，正極發生的主要反應是____。

②與普通鋅錳電池相比，堿性鋅錳電池的優點及其理由是____。

（2）圖（b）表示回收利用廢舊普通鋅錳電池的一種工藝（不考慮廢舊電池中實際存在的少量其他金屬）。

①圖（b）中產物的化學式分別為A____，B____。

②操作a中得到熔塊的主要成分是K2MnO4。操作b中，綠色的K2MnO4溶液反應后生成紫色溶液和一種黑褐色固體，該反應的離子方程式為____。

③采用惰性電極電解K2MnO4溶液也能得到化合物D，則陰極處得到的主要物質是____。（填化學式）

4.問題設置及評價

本題共有兩個大問題，每個大問題下設置了2—3個小問題。第一個大問題是基礎知識的再現考查。分值為6分。第一小問首先通過觀察判斷電極材料和電解質主要成分，屬最基礎的識記知識，比較容易。接著要求寫出正極主要反應，體現了對電極反應式書寫技巧的能力測試。正確答案的種類有7種，因為生成物中的Zn（NH3）2Cl2學生非常陌生且不能正確分析其組成，這樣就大大提高了能力要求，得分率很低。第二小問比較說明堿性鋅錳電池的優點及其理由，一方面是課本現成文字的再現，魯科版教材上的原話；另一方面也是考查學生運用綠色化學的觀點、經濟的視角來觀察比較、分析解決實際生產中的問題的能力。標準答案雖然只列出了兩種，但是合理的答案有16種之多。

中學化學中涉及到的化工生產知識滲透綠色化學的觀點，具體體現在如下幾個方面：（1）節省資源，提高原料轉化率和利用率；（2）化工生產中尾氣或廢料的回收方法和處理裝置以防止或減少環境污染；（3）化工生產體現了綠色化學內涵——設計新的化學反應條件，降低對人類健康和環境的危害，減少廢棄物的產生和排放。在36題的問題設計和回答中都能體現。

第二個大問題是通過分析回收利用廢舊普通鋅錳電池的工藝流程圖，一方面推斷經分離提純轉化的四種物質的成分和化學式，滲透了物質制備和分離的實驗知識以及氧化還原反應原理知識的考查；另一方面書寫操作b中反應的離子方程式和電解K2MnO4溶液的陰極產物的判斷。滲透了對陌生氧化還原反應方程式和特殊電極反應式的書寫訓練的考查。能力要求較高，問題難度較大，得分幾率較低。

二、試題解析

（1）①【解析】：根據原電池工作原理，失電子的一極為負極，分析普通鋅錳電池的電池反應可知，Zn失電子生成Zn（NH3）2Cl2 負極材料為Zn，電解質的主要成分為NH4Cl，正極的電極反應的書寫，考慮到Zn（NH3）2Cl2的生成原理是ZnCl2結合了NH3所得產物，所以正極反應應該有NH3生成，那么NH4+參與了正極反應，正極反應的主要反應為MnO2+NH4++e-= MnOOH+ NH3。根據電極反應式的書寫習慣和要求，電極反應式的其它合理答案還可以是：

1）2MnO2+2NH4++2e- = 2MnOOH+2NH3

2）MnO2 + NH4+ = MnOOH + NH3-e-

3）2MnO2 + 2NH4+ = 2MnOOH + 2NH3-2e-

②【解析】通過觀察普通鋅錳電池和堿性電池的構造圖的不同以及電極反應原理的分析，可以比較得出兩者之間的優劣，總結出堿性電池的優點和理由如下： 1）堿性電池不易發生電解質的泄露，因為消耗的負極改裝在電池的內部；2）堿性電池使用壽命較長，因為金屬材料在堿性電解質中比在酸性電解質中的穩定性提高。

其它合理答案如下：1）大電流連續放電，理由是負極也由鋅片改為鋅粉反應面積成倍增長，使放電電流大幅度提高；2）單位時間所輸出的電能多（或儲電容量大），理由是電流大能夠連續放電； 3）存儲時間長（或帶電時間長），理由是堿性電池不發生自放電；4）利用率高，理由是鋅粉與氫氧化鉀充分接觸，反應完全；5）環保（或安全），理由是為堿性電池有金屬外殼不易發生電解質的泄露；6）酸性電池長期使用會變軟而堿性電池不會，理由是酸性電池外殼用鋅制成，會參加反應，外殼回變軟。

（2）①【解析】廢舊電池經機械分離、水浸、過濾后能溶于水的只有NH4Cl 和Zn（NH3）2Cl2，加入稀鹽酸后反應得NH4Cl和ZnCl2，再經過濃縮結晶、過濾得固體仍然是NH4Cl和ZnCl2，加熱能變化再冷卻的化合物B的只有NH4Cl分解得NH3和HCl，冷卻后又結合成NH4Cl，所以化合物B為NH4Cl，那么化合物A就為ZnCl2。

②【解析】熔塊K2MnO4溶解后通入CO2，得到紫色溶液和黑褐色固體，根據常見化學物質的特點，符合紫色溶液的應該是KMnO4溶液，而黑褐色固體可能是C和MnO2 ，因為K2MnO4具有較強的氧化性，不能將CO2還原為C，所以黑褐色固體應該是MnO2，所以該反應是K2MnO4發生了自身氧化還原反應，產物為KMnO4和MnO2，又因為是堿性環境CO2反應得到CO32-。

反應的化學方程式為：

3K2MnO4+2CO2=2KMnO4+MnO2↓+2K2CO3

離子方程式為：

3MnO42-+2CO2=2MnO4-+MnO2↓+ 2CO32-

③【解析】電解K2MnO4溶液得到化合物D——KMnO4， MnO42- 失電子得到MnO4-，應該是陽極反應。陰極要得到電子，自然是H+ 得電子生成H2，按照電解原理屬于放氫生堿的類型。所以陰極產物為H2和KOH，主要物質為H2 。

三、答題錯誤記錄

在2013年寧夏理綜的化學選考題中有3544名考生選擇了36題——化學與技術，占全區理科考生的十分之一，比例較往年有所上升。原因是考查的知識點學生不感到陌生，屬于主干知識中的一部分。雖然考試范圍屬于化學與技術，但是知識點的分布都在化學反應原理的電化學知識。而且一上手問題就很簡單，要求填負極材料和電解質的主要成分。所以學生敢于下手去做。但是第二個大問題中涉及到陌生的K2MnO4、KMnO4和MnO2的相互轉化，學生就不知所云，沒了思路。丟分就很多。工藝流程主要是物質的制備和分離的實驗過程，左半部不涉及復雜反應的結晶、過濾、濃縮、冷卻等簡單分離操作，屬于基本實驗操作的考查，學生還能上手去判，但是有很多考生很遺憾將ZnCl2和NH4Cl判反了。工藝流程的右半部分，涉及兩個陌生的氧化還原反應，考查力度和能力要求馬上提高了一個檔次，學生就更難拿到分了。第一問簡單第二問難，工藝流程左半部簡單右半部難，增加了本題的區分度。

具體典型錯誤舉例如下：

第一個大問題中的第一小問中，①化學式和名稱書寫錯誤：Zn寫出Ze、Zm ；NH4Cl寫出NH3Cl、NH4Cl2、HN4Cl等。氯化銨寫出氯化氨、氧化銨、氧化氨、氨化銨、氨化氨等。②電極材料判斷錯誤：Zn Mg、Zn Cu、Zn Fe、Zn MnO2、Zn KOH等等。③把正極主要反應式錯答為反應類型。原因主要是題目本身命制有漏洞，沒有把問題設置準確，出現歧義。如果改為“主要反應式是_____”，學生就不會誤答。④電極反應式的書寫正確合理答案有7種，與7種答案對應的錯誤主要是不配平、得失電子的“+”“-”寫錯；化學式寫錯：NH3+ 、NH3- 、NH4-。⑤Zn（NH3）2Cl2不知怎么改寫以及NH4Cl沒有拆成離子形式。

第一個大問題中的第二小問中，①寫了一大堆優點，不寫理由。②優點和理由不相符。③錯別字：奈用、環報、完全、代電、污小、染染小、從電多等等。

第二個大問題中的第一小問中，①化學式書寫錯誤：Zn2Cl2、ZnCl、ZnCl3、 Zn2Cl 、NH3Cl 、NH4Cl2、HN4Cl 等等。②判斷完全錯誤 ；③把ZnCl2 和NH4Cl寫反了。

第二個大問題中的第二小問中，①把離子方程式寫成了化學方程式。②離子方程式不配平。③化學式寫錯。④完全錯誤。

四、教學建議

化學與技術這道選考題，并沒有老師和學生們關注的工業制硫酸和硝酸、合成氨工業、侯氏制堿、海水的凈化與元素的提取、自來水的凈化、煤、石油和天然氣等綜合利用以及化肥、農藥等在農業生產中的應用等熱點知識的考查，而是選擇了在平時教學中被老師和學生忽視和輕視的鋅錳電池進行考查。在復習中老師和學生對鋅錳電池的電極書寫總是存在障礙，似曾相識但無法寫全，好像知道但無法說清。在復習教學中提出以下建議：

（1）無機化工題已成為近幾年理綜高考的主要題型之一。在26題的無機元素化合物題和36題的化學與技術題中每年都有體現，師生要加以關注與研究。

（2）能否看懂工藝流程或生產流程圖是關鍵，也是難點。教師要帶領學生仔細研究，學會看流程圖，尋找突破口，解決新問題。

（3）加強實驗復習。物質的制備和分離實驗是“化學與技術”這類題經常依托的基礎，侯氏制堿、海水的凈化與元素的提取、自來水的凈化、煤、石油和天然氣等綜合利用以及化肥、農藥等在農業生產中的應用等熱點知識都有可能依托實驗考查知識點。

（4）此類題實際考查的是學生應用化學反應規律、化學平衡原理、水解理論、熱化學和電化學知識、物質制備和分離的知識、晶體知識、綠色化學的觀點、經濟的視角分析實際生產中的各種問題的能力。

（5）重視書寫陌生氧化還原方程式和特殊水解方程式以及電極反應式的訓練。

（6）分門別類的進行專題訓練，如水的處理、煤的加工、新材料的制備、金屬冶煉、綠色工藝等有關專題。