考綱·教材·訓練
——高考化學沖刺復習之對策

■河北省衡水市故城縣教育局教研室 顏建河

考綱·教材·訓練
——高考化學沖刺復習之對策

■河北省衡水市故城縣教育局教研室 顏建河

考場如戰場,一年一度的高考正向我們走來。高三復習進入了最后的沖刺階段,研讀考綱,回歸教材,強化訓練才是復習之對策。考綱明確了高考以能力測試為主導,將在測試考生進一步學習所必需的知識、技能和方法的基礎上,全面檢測考生的化學科學素養。高考沖刺復習必須有明確的目標指向,立足于課本基礎知識,把知識學活、用活;注重典型高考真題的分析方法,強化能力的提升。同時,要有針對性地把一些重要的科學思想方法進行梳理,進而達到以不變應萬變,力爭在高考考試中出奇制勝,取得最好成績。

一、研讀考綱，回歸教材

在300分的高考理綜試題中,化學學科試題的分值為100分,有90分左右的試題所涉及的知識點都能在教材中找到答案。如何在這100分上盡可能十拿九穩呢?關鍵就是立足教材,吃透考點中的每一個基本概念,并能對考點所涉及的基本規律和基本方法,達到熟練掌握的程度,這是高考的成功之本。例如,以圖表、圖形、模型等為核心載體進行命制的高考試題,著力考查考生的閱讀、讀圖、分析歸納問題的能力。考生應該強化課本知識,依據考綱對知識內容的要求層次,認認真真地梳理每一個知識點,做到了解、理解(掌握)、綜合運用三個層次。同時,要做到在解決化學問題(習題)時,能從課本上查找依據的能力,明確認識試題的源頭、基礎都出自課本,來自課本。無論是簡單題、難題的“根”都離不開課本,且都能從課本上找出依據。

完成下列填空:

(1)半水煤氣含有少量硫化氫。將半水煤氣樣品通入____溶液中(填寫試劑名稱),出現____,可以證明有硫化氫存在。

若半水煤氣中V(H2)∶V(CO)∶V(N2)= 38∶28∶22,經CO變換后的氣體中: V(H2)∶V(N2)=____。

(3)堿液吸收法是脫除二氧化碳的方法之一。已知(見表1):

表1

①若選擇Na2CO3堿液作吸收液,其優點是____,缺點是____。如果選擇K2CO3堿液作吸收液,用什么方法可以降低成本?____。

②寫出這種方法涉及的化學反應方程式:____。

(4)以下是測定半水煤氣中H2以及CO的體積分數的實驗方案。

取一定體積(標準狀況)的半水煤氣,經過下列實驗步驟測定其中H2以及CO的體積分數。

①選用合適的無機試劑分別填入Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ的方框中。

②該實驗方案中,Ⅰ、Ⅱ的目的是____。

③該實驗方案中,步驟____(選填“Ⅳ”或“Ⅴ”)可以確定半水煤氣中H2的體積分數。

解析:本題是一道考查半水煤氣中氣體成分測定實驗設計與探究的題目,涉及最常見的元素及化合物的相關知識,所考查的知識點都是教材中最基礎的,且都能在課本中找到依據(答案),試題難度不大。解決好這類題目的關鍵,就是認真讀題,利用好試題中的信息,依據熟悉的知識進行切入,則試題中的各個問題可迅速給予解決。

(1)根據硫化氫的相關性質,能與重金屬離子反應生成沉淀,所以可將半水煤氣樣品通入硝酸鉛(或硫酸銅)溶液中,出現黑色沉淀,可以證明有硫化氫存在。

(2)若半水煤氣中V(H2)∶V(CO)∶V(N2)=38∶28∶22,經CO變換后H2O轉化為氫氣,則根據方程式可知所得的氣體中V(H2)∶V(N2)=(38+28)∶22=3∶1。

(3)根據表中數據可知,若選擇Na2CO3堿液作吸收液,其優點是價廉,而缺點是吸收CO2能力差。如果選擇K2CO3堿液作吸收液,由于生成的碳酸氫鉀受熱易分解產生碳酸鉀,所以使堿液循環使用可以降低成本,其反應的化學方程式為CO2↑+H2O。

(4)①由于半水煤氣中含有二氧化碳,所以首先利用堿液除去二氧化碳,干燥后再通過氧化銅反應,利用濃硫酸吸收產生的水蒸氣,利用堿液吸收產生的二氧化碳,進而計算體積分數。其流程為:

②Ⅰ中KOH吸收CO2和H2S;Ⅱ中濃硫酸吸收水蒸氣,干燥氣體。

③氫氣還原氧化銅生成水蒸氣,濃硫酸吸收水蒸氣,所以該實驗方案中,步驟Ⅳ可以確定半水煤氣中H2的體積分數。

答案:(1)硝酸鉛(或硫酸銅) 黑色沉淀

(2)3∶1

(3)①價廉 吸收CO2能力差 堿液循環使用 ②

CO2↑+H2O

②除去半水煤氣中的CO2(包括H2S)和H2O ③Ⅳ

二、研讀考綱，回歸考點

高考命題原則強調由知識立意向能力立意轉化,考綱明確了對知識內容的要求層次,特別是涉及理解(掌握)和綜合運用的知識,必將成為高考的核心考點。如何學會分析問題和解決問題的能力至關重要,要做到能領會所學知識的含義及其適用條件,能夠正確判斷、解釋和說明有關化學現象和問題。能“知其然”,還能“知其所以然”,從而實現知識的再升華。例如,在復習中要依據教材特點和考綱要求,抓住主要知識的精髓,特別是中學化學的核心內容。這些內容包括:物質結構、氧化還原反應、離子反應、化學平衡、元素化合物知識、電化學、化學實驗、化學基本計算,等等。同時,高考強調命題要突出主干知識(核心知識)考查,不回避考試熱點和傳統題型,不再過分強調知識的覆蓋面,而是抓住主干知識,突出以能力測試為主導。從本質上講,發掘隱含條件的過程,首先就是將關鍵詞句、化學方程式或圖示中量的關系轉化為熟悉的化學問題或抽象為數學語言。這樣,突破口就會被迅速打開,所涉及的問題便可迎刃而解。

氫能是發展中的新能源,它的利用包括氫的制備、儲存和應用三個環節。回答下列問題:

(1)與汽油相比,氫氣作為燃料的優點是____(至少答出兩點)。但是氫氣直接燃燒的能量轉換率遠低于燃料電池,寫出堿性氫氧燃料電池的負極反應式:____。

(2)氫氣可用于制備H2O2。已知:

其中A、B為有機物,兩反應均為自發反應,則H2(g)+O2(g)??H2O2(l)的ΔH____0(填“>”“<”或“=”)。

(3)在恒溫恒容的密閉容器中,某儲氫反應MHx(s)+yH2(g)???MHx+2y(s) ΔH<0,達到化學平衡。

下列有關敘述正確的是____。

a.容器內氣體壓強保持不變

b.吸收ymolH2只需1molMHx

c.若降溫,該反應的平衡常數增大

d.若向容器內通入少量氫氣,則v(放氫)>v(吸氫)

(4)利用太陽能直接分解水制氫,是最具吸引力的制氫途徑,其能量轉化形式為____。

(5)化工生產的副產氫也是氫氣的來源。電解法制取有廣泛用途的Na2FeO4,同時獲得氫氣:3H2↑,工作原理如圖1所示。裝置通電后,鐵電極附近生成紫紅色的FeO2-4,鎳電極有氣泡產生。若氫氧化鈉溶液濃度過高,鐵電極區會產生紅褐色物質。已知:Na2FeO4只在強堿性條件下穩定,易被H2還原。

①電解一段時間后,c(OH-)降低的區域在____(填“陰極室”或“陽極室”)。

②電解過程中,須將陰極產生的氣體及時排出,其原因是____。

③c(Na2FeO4)隨初始c(NaOH)的變化如圖2,任選M、N兩點中的一點,分析c(Na2FeO4)低于最高值的原因:_______。

圖1

圖2

解析:本題以氫氣利用為線索,考查了眾多的核心知識(化學反應中的能量變化、電解原理及其應用的相關知識),試題新穎,難度不大。解決好這類題目的關鍵,就是熟練掌握化學反應中的能量變化、電解原理及其應用、化學平衡的移動及其影響因素等相關知識。同時,在書寫燃料電池電極反應時,要注意掌握一般的書寫方法:①電極反應是一種離子反應,遵循書寫離子反應的所有規則;②將兩極反應的電子得失數配平后,相加得到總反應,總反應減去一極反應即得到另一極反應;③負極失電子所得氧化產物和正極得電子所得還原產物,與溶液的酸堿性有關(如+4價的C在酸性溶液中以CO2形式存在,在堿性溶液中以形式存在);④溶液中不存在O2-(在酸性溶液中它與H+結合成H2O,在堿性或中性溶液中它與水結合成OH-)。明確上述核心知識,認真讀題、審題,則對試題中的各個問題可迅速給予解決。

(1)依據所學知識可知,與汽油相比,氫氣作為燃料的優點有污染小、可再生、來源廣、資源豐富、燃燒熱值高等;堿性氫氧燃料電池的負極反應式為H2+2OH--2e-??2H2O。

(2)從題給反應:①H2(g)+A(l)??B(l) ΔH1;②O2(g)+B(l)??A(l)+ H2O2(l) ΔH2,可得出兩反應的ΔS<0,根據ΔG=ΔH-TΔS,且兩反應均為自發反應,則ΔH1、ΔH2均小于0,將①+②得: H2(g)+O2(g)??H2O2(l),其ΔH= ΔH1+ΔH2<0。

(3)根據題給反應:MHx(s)+yH2(g)???MHx+2y(s) ΔH<0,可得出該反應屬于氣體的物質的量發生變化的反應。對于該反應來說:a.平衡時氣體的物質的量不變,壓強不變,正確;b.該反應為可逆反應,吸收ymolH2需要大于1mol的MHx,錯誤; c.降低溫度,平衡向正反應方向移動,平衡常數增大,正確;d.向容器內通入少量氫氣,相當于增大壓強,平衡正向移動,v(放氫)< v(吸氫),錯誤。

(4)利用太陽能直接分解水制氫,是將光能轉化為化學能。

(5)①根據題意可知,鎳電極有氣泡產生是氫離子放電生成氫氣,鐵電極發生氧化反應,溶液中的氫氧根離子減少,則電解一段時間后,c(OH-)降低的區域在陽極室。②氫氣具有還原性,根據題意Na2FeO4只在強堿性條件下穩定,易被H2還原。電解過程中,須將陰極產生的氣體及時排出,防止Na2FeO4與H2反應使產率降低。③根據題意Na2FeO4只在強堿性條件下穩定,在M點:c(OH-)低,Na2FeO4穩定性差,且反應慢。在N點:c(OH)過高,鐵電極上有氫氧化鐵生成,使Na2FeO4產率降低。

答案:(1)污染小,可再生,來源廣,資源豐富,燃燒熱值高(任寫其中2條) H2+ 2OH--2e-??2H2O (2)< (3)a、c (4)光能轉化為化學能 (5)①陽極室 ②防止Na2FeO4與H2反應使產率低下 ③M點:c(OH-)低,Na2FeO4穩定性差,且反應慢[或N點:c(OH-)過高,鐵電極上有Fe(OH)3(或Fe2O3)生成,使Na2FeO4產率降低]

三、研讀考綱，回歸實驗

實驗是理科發展的最重要的動力之一。化學實驗與探究能力是高考化學考綱對化學學習能力的要求,強調掌握化學實驗的基本方法和技能,并初步實踐化學的一般過程。這就要求考生在復習中要強化實驗,明確實驗在化學學科中的重要地位,有條件的話,要重新走進實驗室,動手重做典型的實驗,提高獨立操作能力。同時,要善于運用理論,依據指定目標,靈活設計實驗,掌握探究方法。實驗原理是解答實驗題的核心,是實驗設計的依據和起點,從實驗原理入手,結合相關元素及其化合物知識去理解實驗步驟,才能找到解決問題的途徑。

乙酸乙酯廣泛用于藥物、染料、香料等工業,中學化學實驗常用圖3所示裝置來制備。

完成下列填空:

(1)實驗時,通常加入過量的乙醇,原因是____。加入數滴濃硫酸即能起催化作用,但實際用量多于此量,原因是____;濃硫酸用量又不能過多,原因是____。

(2)飽和Na2CO3溶液的作用是____。

(3)反應結束后,將試管中收集到的產品倒入分液漏斗中,____、____,然后分液。

(4)若用圖4所示裝置制備乙酸乙酯,其缺點有____、____。由圖4所示裝置制得的乙酸乙酯產品經飽和碳酸鈉溶液和飽和食鹽水洗滌后,還可能含有的有機雜質是____,分離乙酸乙酯與該雜質的方法是____。

圖3

圖4

解析:本題是一道考查乙酸乙酯制備實驗設計的題目,所選擇的實驗素材是基礎知識方面的,可謂起點低,但所考查考生的能力層次相當高,特別是對考生動手、創新能力的考查最為突出。為此,引導考生聯想到課本上介紹的實驗,會發現實驗效果并不理想,這時,考生要學會考慮:有什么好的改進方法呢?改進這個實驗的關鍵點是什么?這樣,考生就會明白解決問題的關鍵所在,順利地完成試題的解答。

(1)由于反應是可逆反應,因此加入過量的乙醇增大反應物濃度,使平衡向生成酯的方向移動,提高酯的產率。由于濃硫酸能吸收生成的水,使平衡向生成酯的方向移動,提高酯的產率,因此實際用量多于此量;由于濃硫酸具有強氧化性和脫水性,會使有機物炭化,降低酯的產率,所以濃硫酸用量又不能過多。

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

(3)乙酸乙酯不溶于水,則反應結束后,將試管中收集到的產品倒入分液漏斗中,振蕩、靜置,然后分液即可。

(4)根據圖4所示裝置可知,由于不是水浴加熱,溫度不易控制,則制備乙酸乙酯的缺點是原料損失較大,易發生副反應。由于乙醇溶液發生分子間脫水生成乙醚,所以由圖4所示裝置制得的乙酸乙酯產品經飽和碳酸鈉溶液和飽和食鹽水洗滌后,還可能含有的有機雜質是乙醚,乙醚和乙酸乙酯的沸點相差較大,則分離乙酸乙酯與該雜質的方法是蒸餾。

答案:(1)增大反應物濃度,使平衡向生成酯的方向移動,提高酯的產率 濃硫酸能吸收生成的水,使平衡向生成酯的方向移動,提高酯的產率 濃硫酸具有強氧化性和脫水性,會使有機物碳化,降低酯的產率 (2)中和乙酸,溶解乙醇,減少乙酸乙酯在水中的溶解 (3)振蕩 靜置 (4)原料損失較大 易發生副反應 乙醚 蒸餾

四、研讀考綱，回歸真題

考綱明確了化學科命題注重測量自主學習的能力,重視理論聯系實際,關注與化學有關的科學技術、社會經濟和生態環境的協調發展,以促進考生在知識和技能、過程和方法、情感態度和價值觀等方面的全面發展。基于此,在復習進程中要做到對每個知識點的真正掌握,就必須強化真題訓練,做到在理解所學各部分化學知識之間的本質區別與內在聯系的基礎上,運用所掌握的知識進行必要的分析、類推或計算,解釋、論證一些具體的化學問題。要實現這一目標,必須認真研讀近幾年的高考真題,了解高考命題方向,通過訓練復習,提高解題技巧和準確性,優化解題思路和方法。同時,做題一定要真正弄懂,融會貫通,并能舉一反三,實現能力的再升級。例如,以圖像、數據、圖表為信息載體,以化學工藝流程(框圖)為載體,以化學實驗控制變量為載體,以新藥、新的染料中間體、新型有機材料的合成為載體的高考主打題目,在強化真題訓練中,一定要訓練到位,認真反思,認真總結,才能做到戰無不勝。

以硅藻土為載體的五氧化二釩(V2O5)是接觸法生成硫酸的催化劑。從廢釩催化劑中回收V2O5既避免污染環境又有利于資源綜合利用。廢釩催化劑的主要成分為(見表2):

表2

以下是一種廢釩催化劑回收工藝路線:

回答下列問題:

(1)“酸浸”時V2O5轉化為,反應的離子方程式為____,同時V2O4轉成VO2+。“廢渣1”的主要成分是____。

(2)“氧化”中欲使3mol的VO2+變為,則需要氧化劑KClO3至少為____mol。

(4)“離子交換”和“洗脫”可簡單表示為:

(以ROH為強堿性陰離子交換樹脂)。為了提高洗脫效率,淋洗液應該呈____性(填“酸”“堿”或“中”)。

(5)“流出液”中陽離子最多的是____。

(6)“沉釩”得到偏釩酸銨(NH4VO3)沉淀,寫出“煅燒”中發生反應的化學方程式:___。

解析:本題是一道以化學工藝流程(框圖信息)為核心載體進行命題的常考題型,著力考查運用化學反應原理和元素化合物的相關知識來解決工業生產中實際問題的能力。涉及離子方程式的書寫、氧化還原反應、化學平衡移動原理等,試題難度不大。解決好這類問題的關鍵就是認真讀題,仔細觀察試題給予的圖表和化工工藝流程等相關信息,從中抓住流程所涉及的核心反應及轉化關系,并結合試題中的設問來尋找解決問題的切入點。

(1)“酸浸”時V2O5轉化為VO+2,V元素化合價不變,說明不是氧化還原反應,根據原子守恒可知反應的離子方程式為V2O5+ 2H+??2VO+2+H2O;二氧化硅與酸不反應,則“廢渣1”的主要成分是二氧化硅。

(2)“氧化”中欲使3mol的VO2+變為VO+2,V元素化合價從+4價升高到+5價,而氧化劑KClO3中氯元素化合價從+5價降低到-1價,根據電子得失守恒,則知需要氯酸鉀的物質的量為3mol÷6=0.5mol。

(4)根據方程式可知,為了提高洗脫效率,反應應該向逆反應方向進行,則淋洗液應該呈堿性。

(5)由于前面加入了氯酸鉀和氫氧化鉀,則“流出液”中陽離子最多的是鉀離子。

(6)根據原子守恒可知偏釩酸銨(NH4VO3)“煅燒”生成七氧化二釩、氨氣和水,則反應的化學方程式為V2O5+2NH3↑+H2O↑。

(責任編輯 謝啟剛)