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聚焦“高考評價體系” 彰顯學科備考智慧
——2022年高三化學后期復習建議

2022-02-17 08:29顏建河
考試與招生 2022年2期
關鍵詞:高考評價體系水合肼硫酸亞鐵

顏建河

《中國高考評價體系》成為高三復習的指路航標,這要求學生在復習進程中要依據學科要求,認真研讀《中國高考評價體系》,把握命題方向,在掌握知識、技能和方法的基礎上,聚焦考核目標與要求,結合化學學科體系和學科特點,從以下三個方面進行針對性復習。

建議一:有效梳理課本知識

在高三化學的后期復習中,一定要回歸課本,重視教材,有效梳理課本知識,夯實基礎,堅決杜絕偏題怪題和繁難試題。同時,落實好《中國高考評價體系》對每個知識點的層次要求,注重綜合性、應用性與創新性。

例1.甲醇是重要的化工原料,又可稱為燃料。利用合成氣(主要成分為CO、CO2和H2)在催化劑的作用下合成甲醇,發生的主反應如下:

回答下列問題:

(1)已知反應①中相關的化學鍵鍵能數據如下:

圖1

(3)合成氣的組成n(H2)/n(CO+CO2)=2.60時,體系中的CO平衡轉化率(α)與溫度和壓強的關系如圖2所示。α(CO)值隨溫度升高而(填“增大”或“減小”),其原因是圖2中的壓強由大到小為 ,其判斷理由是

圖2

解析:(1)從反應①中相關的化學鍵鍵能數據可知,?H1=[E(C≡O)+2E(H-H)]-[3E(C-H)+E(C-O)+E(H-O)]=[1076 kJ·mol-1+2×436kJ·mol-1]-[3×413kJ·mol-1+343kJ·mol-1+465kJ·mol-1]=-99 kJ·mol-1;根據蓋斯定律,由②式-①式可得反應③式,即?H3=?H2-?H1=-58kJ·mol-1-(-99 kJ·mol-1)=+41kJ·mol-1。

(2)根據化學平衡常數概念,可直接寫出反應①K的表達式;反應①是放熱反應,升高溫度,化學平衡向逆反應方向移動,化學平衡常數K減小,則曲線a符合。

(3)由圖2可知,壓強不變時,隨著溫度的升高,綜合分析升溫對①、③的影響,最終結果是α(CO)減??;反應③為氣體分子數不變的反應,加壓對其平衡無影響;反應①為氣體分子數減小的反應,加壓使α(CO)增大;由圖2可知,固定溫度(如530 K)時,p1→p2→p3,α(CO)增大,則綜合分析可知:p3>p2>p1。

答案:(1)-99;+41。(2)K=c(CH3OH)/[c(CO)·c2(H2)];a;反應①為放熱反應,升高溫度使其平衡向逆反應方向移動,平衡常數K應減小。(3)減??;由圖2可知,壓強恒定時,隨著溫度的升高,α(CO)減??;p3>p2>p1;溫度恒定時,反應①為氣體分子數減小的反應,加壓使平衡向正反應方向移動,α(CO)增大,而反應③為氣體分子數不變的反應,加壓對其平衡無影響,故增大壓強時,有利于α(CO)增大。

建議二:強化核心考點復習

新高考命題強調由“能力立意”向“滲透學科核心素養考核”轉變,學生要結合《中國高考評價體系》,領會“考點”的本質,做到能知其然更知其所以然,實現知識的再升華。例如,在核心考點的復習中,要依據教材特點和《中國高考評價體系》要求,抓住物質結構、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、化學基本計算等核心內容的精髓,從“基礎性、綜合性、應用性、創新性”深化理解,構建知識網絡,學會運用必備知識和關鍵能力去解決實際問題。

例2.綠礬是含有一定量結晶水的硫酸亞鐵,在工農業生產中具有重要的用途。某化學興趣小組對綠礬的一些性質進行探究?;卮鹣铝袉栴}:

(1)在試管中加入少量綠礬樣品,加水溶解,滴加KSCN溶液,溶液顏色無明顯變化。再向試管中通入空氣,溶液逐漸變紅。由此可知:

(2)為測定綠礬中結晶水含量,將石英玻璃管(帶兩端開關K1和K2)(設為裝置A)稱重,記為m1g。

將樣品裝入石英玻璃管中,再次將裝置A稱重,記為m2g。按下圖連接好裝置進行實驗。

a.點燃酒精燈,加熱

b.熄滅酒精燈

c.關閉K1和K2

d.打開K1和K2,緩緩通入N2

e.稱量A

f.冷卻到室溫

(3)為探究硫酸亞鐵的分解產物,將(2)中已恒重的裝置A接入下圖所示的裝置中,打開K1和K2,緩緩通入N2,加熱。實驗后反應管中殘留固體為紅色粉末。

a.品紅 b.NaOH c.BaCl2

d.Ba(NO3)2e.濃H2SO4

解析:(1)根據題意,取少量樣品放入試管中,加適量水溶解,然后滴加KSCN溶液,溶液顏色無明顯變化,說明硫酸亞鐵與KSCN不反應;再向試管中通入空氣,溶液逐漸變紅,說明有Fe3+產生,即硫酸亞鐵易被空氣氧化為硫酸鐵,Fe3+遇KSCN溶液顯紅色。

(2)①根據儀器裝置圖可知,B是干燥管;②由于裝置中含有空氣,空氣能氧化硫酸亞鐵,則加熱前需要排盡裝置中的空氣,可利用氮氣排出空氣。為了使生成的水蒸氣完全排除,應先熄滅酒精燈,再冷卻,然后關閉K1和K2,最后稱量,即正確的排序是dabfce。③依據題中條件,樣品的質量是(m2-m1)g,加熱后剩余固體是硫酸亞鐵,根據綠礬失水后的反應方程式可得出:[(152+18х)/(m2-m1)]=[152/(m3-m1)],則有:х=[76(m2-m3)/9(m3-m1)];若實驗時按a、d次序操作,在加熱過程中硫酸亞鐵被空氣氧化為硫酸鐵,則導致m3增加,使х偏小。

(3)從題給實驗操作步驟可得出:①最終得到紅色粉末,說明有氧化鐵生成。即分解過程發生了氧化還原反應,依據化合價變化可知一定有SO2生成,說明硫酸亞鐵分解生成氧化鐵、二氧化硫和三氧化硫。三氧化硫溶于水生成硫酸,硫酸和Ba2+結合生成白色硫酸鋇沉淀,由于硝酸鋇在酸性溶液中有氧化性,能氧化SO2,則所選用試劑為BaCl2,檢驗SO2用品紅溶液,所以C、D分別為BaCl2溶液和品紅溶液,實驗現象是C中溶液變渾濁,產生白色沉淀;D中品紅溶液褪色。②從上述分析可知,硫酸亞鐵高溫分解的方程式為:

答案:(1)樣品中沒有Fe3+;硫酸亞鐵(Fe2+)易被空氣氧化為硫酸鐵(Fe3+)。(2)①干燥管;② dabfce;③[76(m2-m3)/9(m3-m1)];偏小。(3)①c、a;生成白色沉淀、品紅溶液褪色

建議三:扎實優化真題訓練

新高考以“立德樹人、服務選才、引導教學”為宗旨,這要求我們要對照《中國高考評價體系》,結合近年來的高考題進行訓練,提高解題技巧和準確性,優化解題思路和方法。例如,對以能源、環境、化工生產、社會熱點等為情境,結合圖像、數據、圖表、化學工藝流程(框圖)、化學實驗控制變量、新藥、新的染料中間體、新型有機材料的合成等為信息載體的題目,要扎實訓練,不放過任何一個過程(細節)。

例3.某科研小組采用如下方案回收一種光盤金屬層中的少量Ag(金屬層中其他金屬含量過低,對實驗的影響可忽略)。

已知:①NaClO溶液在受熱或酸性條件下易分解,如:3NaClO=2NaCl+NaClO3

③常溫時N2H4·H2O(水合肼)在堿性條件下能還原 Ag(NH3)2+:4Ag(NH3)2++N2H4·H2O=4Ag↓+N2↑+ 4 NH4++4NH3↑+H2O

(1)“氧化”階段需在80℃條件下進行,適宜的加熱方式為

(2)NaClO溶液與Ag反應的產物為AgCl、NaOH和O2,該反應的化學方程式為HNO3也能氧化Ag,從反應產物的角度分析,以HNO3代替NaClO的缺點是

(3)為提高Ag的回收率,需對“過濾Ⅱ”的濾渣進行洗滌,并

(4)若省略“過濾Ⅰ”,直接向冷卻后的反應容器中滴加10%氨水,則需要增加氨水的用量,除因過量NaClO與NH3·H2O反應外(該條件下NaClO3與NH3·H2O不反應),還因為

(5)請設計從“過濾Ⅱ”后的濾液中獲取單質Ag的實驗方案:(實驗中須使用的試劑有:2mol·L-1水合肼溶液,1mol·L-1H2SO4)。

解析:(1)根據題給信息,“氧化”階段需在80℃條件下進行,由于加熱溫度低于水的沸點,則適宜的加熱方式為水浴加熱。

(2)依據題意知,NaClO溶液與Ag反應的產物為AgCl、NaOH和O2,采用化合價升降法即可配平,配平后的化學方程式為:4Ag+4 NaClO+2H2O=4AgCl+4NaOH+O2↑。以HNO3代替NaClO的缺點是硝酸作氧化劑時,通常被還原為有毒的氮的氧化物(或 NO、NO2),造成環境污染。

(3)為提高Ag的回收率,需對“過濾Ⅱ”的濾渣進行洗滌,洗滌的目的是為了把濾渣表面殘存的銀氨配離子洗滌下來,并將洗滌后的濾液合并入過濾Ⅱ的濾液中。

(4)若省略“過濾Ⅰ”,直接向冷卻后的反應容器中滴加10%氨水,則需要增加氨水的用量,除因過量NaClO與NH3·H2O反應外(該條件下NaClO3與NH3·H2O不反應),還因為未過濾掉的溶液會稀釋加入的氨水,氨水的濃度會變小,且其中含有一定濃度的Cl-,不利于AgCl與氨水發生反應,使得Ag的回收率變小。

(5)“過濾Ⅱ”后的濾液含有銀氨配離子,依據題給信息,常溫時N2H4·H2O(水合肼)在堿性條件下能還原Ag(NH3)2+,其反應方程式為:4Ag(NH3)2++N2H4·H2O=4Ag↓+N2↑+4NH4++4NH3↑+H2O,所以首先向該濾液中加入水合肼把銀氨配離子充分還原,由于該反應所產生的氣體中含有氨氣,氨氣有強烈的刺激性氣味會污染空氣,需要設計尾氣處理措施,可以用題中提供的、要求必須使用的硫酸作尾氣吸收劑。最后把反應混合物靜置,過濾、洗滌,干燥即可得到回收的銀。具體方案如下:向濾液中滴加2mol·L-1水合肼溶液,攪拌使其充分反應,同時用1mol·L-1H2SO4溶液吸收反應中放出的NH3,待溶液中無氣泡產生,停止滴加,靜置,過濾、洗滌,干燥。

答案:(1)水浴加熱。(2)4Ag+4NaClO+2H2O=4AgCl+4NaOH+O2↑;會釋放出氮氧化物(或 NO、NO2),造成環境污染。(3)將洗滌后的濾液合并入過濾Ⅱ的濾液中。(4)未過濾掉的溶液會稀釋加入的氨水,且其中含有一定濃度的Cl-,不利于AgCl與氨水反應。(5)向濾液中滴加2mol·L-1水合肼溶液,攪拌使其充分反應,同時用1mol·L-1H2SO4溶液吸收反應中放出的NH3,待溶液中無氣泡產生,停止滴加,靜置,過濾、洗滌,干燥。

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