穩(wěn)中求變推陳出新創(chuàng)新發(fā)展

王家昌

2016年全國新課標Ⅲ高考非選擇化學試題，

側重考查學生自主學習能力，重視理論和實踐相結合，關注與化學學科有關的科學技術、生態(tài)環(huán)境和社會經濟的可持續(xù)性發(fā)展等問題?？疾閷W生接受、吸收、整合化學信息，分析和解決化學問題以及化學實驗和探究等學習能力，進而全面檢測學生的化學科學素養(yǎng)。

一、利用“物質的制備除雜等化學實驗”為載體考查元素及其化合物的知識通融

高考以實驗命題為載體，通過物質的制備、除雜，以及“元素及其化合物”的知識遷移應用等，考查學生接受、吸收、整合化學信息，分析和解決化學問題以及化學實驗和探究等學習能力。

例1（新課標Ⅲ題26）過氧化鈣微溶于水，溶于酸，可作分析試劑、醫(yī)用防腐劑、消毒劑。圖1是一種制備過氧化鈣的實驗方法?；卮鹣铝袉栴}。

1.碳酸鈣的制備

圖2（1）步驟①加入氨水的目的是 。小火煮沸的作用是使沉淀顆粒長大，有利于。

（2）圖2是某學生的過濾操作示意圖，其操作不規(guī)范的是（填標號）。

a.漏斗末端頸尖未緊靠燒杯壁

b.玻璃棒用作引流

c.將濾紙濕潤，使其緊貼漏斗壁

d.濾紙邊緣高出漏斗

e.用玻璃棒在漏斗中輕輕攪動以加快過濾速度2.過氧化鈣的制備

CaCO3稀鹽酸、煮沸、過濾②濾液氨水和雙氧水冰浴③ 過濾 白色晶體

（3）步驟②的具體操作為逐滴加入稀鹽酸，至溶液中尚存有少量固體，此時溶液呈性（填“酸”、“堿”或“中” ）。將溶液煮沸，趁熱過濾。將溶液煮沸的作用是。

（4）步驟③中反應的化學方程式為，該反應需要在冰浴下進行，原因是。

（5）將過濾得到的白色結晶依次使用蒸餾水、乙醇洗滌，使用乙醇洗滌的目的是。（6）制備過氧化鈣的另一種方法是：將石灰石煅燒后，直接加入雙氧水反應，過濾后可得到過氧化鈣產品。該工藝方法的優(yōu)點是。

解析（1）反應中鹽酸過量，且溶液中含有鐵離子，因此步驟①加入氨水的目的是中和多余的鹽酸，沉淀鐵離子；小火煮沸的作用是使沉淀顆粒長大，有利于過濾。（2）a.過濾時漏斗末端頸尖應該緊靠燒杯壁，a錯誤；b.玻璃棒用作引流，b正確；c.將濾紙濕潤，使其緊貼漏斗壁，防止有氣泡，c正確；d.濾紙邊緣應該低于漏斗，d錯誤；e.用玻璃棒在漏斗中輕輕攪動容易弄碎濾紙，e錯誤，答案選ade。（3）步驟②的具體操作為逐滴加入稀鹽酸，至溶液中尚存有少量固體，溶液中溶有二氧化碳，所以呈酸性。溶液中溶有二氧化碳呈酸性，過氧化鈣溶于酸，因此要將溶液煮沸以除去二氧化碳。

（4）根據原子守恒知溶液中還有氯化銨的水生成，故方程式為：CaCl2+NH3·H2O+H2O2CaO2+2NH4Cl+H2O。雙氧水不穩(wěn)定，這防止它分解，反應需在冰浴中條件下進行。（5）過氧化鈣在乙醇中的溶解度小，使用乙醇洗滌可減少過氧化鈣的損失。（6）制備過氧化鈣的另一種方法，優(yōu)點是：原料來源豐富、操作簡單；缺點是：煅燒石灰石需要消耗大量的能量。

答案：（1）中和多余的鹽酸，沉淀鐵離子；過濾。（2）ade。（3）酸；除去溶液中溶解的CO2。（4）CaCl2+NH3·H2O+H2O2CaO2+2NH4Cl+H2O；防止過氧化氫分解。（5）減少CaO2溶解而損失。（6）原料來源豐富、操作簡單；煅燒石灰石需要消耗大量的能量。

點評該題分幾個小題考查了鐵及其化合物知識；過氧化氫的性質；物質分離與提純原理、物質制備實驗設計等實驗綜合知識，由淺入深地把實驗題型的脈絡考查清楚，對考生能力要求較高。

二、利用“煤燃燒排放的煙氣形成酸雨污染大氣”為載體考查基本概念和理論的融合

對本題命題思路的研究，不難發(fā)現(xiàn)命題者的良苦用心——整合的思想。即“以環(huán)境保護為載體”結合化學基本概念和理論，把眾多的知識點串聯(lián)起來，考查學生綜合運用知識的能力。

例2（新課標Ⅲ題27）煤燃燒排放的煙氣含有SO2和NOx，形成酸雨、污染大氣，采用NaClO2溶液作為吸收劑可同時對煙氣進行脫硫、脫硝，回答下列問題：

（1） NaClO2的化學名稱為。

（2）在鼓泡反應器中通入含有SO2和NOx的煙氣，反應溫度為323 K，NaClO2溶液濃度為5×10-3mol·L-1。反應一段時間后溶液中離子濃度的分析結果如表1。

①寫出NaClO2溶液脫硝過程中主要反應的離子方程式。增加壓強，NO的轉化率（填“提高”“不變”或“降低”）。

②隨著吸收反應的進行，吸收劑溶液的pH逐漸（填“提高”“不變”或“降低”）。

③由實驗結果可知，脫硫反應速率脫硝反應速率（填“大于”或“小于”）。原因是除了SO2和NO在煙氣中的初始濃度不同，還可能是。

（3）在不同溫度下，NaClO2溶液脫硫、脫硝的反應中，SO2和NO的平衡分壓px如圖3所示。

①由圖分析可知，反應溫度升高，脫硫、脫硝反應的平衡常數(shù)均（填“增大”“不變”或“減小”）。

②反應ClO-2+2SO2-3

2SO2-4+Cl-的平衡常數(shù)K表達式為。圖3

（4）如果采用NaClO、Ca（ClO） 2替代NaClO2，也能得到較好的煙氣脫硫效果。

①從化學平衡原理分析，Ca（ClO） 2相比NaClO具有的優(yōu)點是。

②已知下列反應：

SO2（g）+2OH-（aq）SO2-3（aq）+H2O（l）

ΔH1；

ClO-（aq）+SO2-3（aq）SO2-4（aq）+Cl-（aq）ΔH2；

CaSO4（s）Ca2+（aq）+SO2-4（aq）ΔH3，

則反應SO2（g）+Ca2+（aq）+ClO-（aq）+2OH-（aq）CaSO4（s）+H2O（l）+Cl-（aq）的ΔH=。

解析（1） NaClO2的化學名稱為亞氯酸鈉；（2）①亞氯酸鈉具有氧化性，則NaClO2溶液脫硝過程中主要反應的離子方程式為2H2O+3ClO-2+4NO4NO-3+3Cl-+4H+；正反應是體積減小的，則增加壓強，NO的轉化率提高。②根據反應的方程式2H2O+ClO2-+2SO22SO2-4+

Cl-+4H+、2H2O+3ClO-2+4NO4NO-3+3Cl-+4H+可知隨著吸收反應的進行氫離子濃度增大，吸收劑溶液的pH逐漸降低。③由實驗結果可知，在相同時間內硫酸根離子的濃度增加的多，因此脫硫反應速率大于脫硝反應速率。原因是除了SO2和NO在煙氣中的初始濃度不同，還可能是二氧化硫的還原性強，易被氧化。（3）①由圖3分析可知，反應溫度升高，SO2和NO的平衡分壓減小，這說明反應向正反應方向進行，因此脫硫、脫硝反應的平衡常數(shù)均增大。②根據反應方程式： ClO-2+2SO2-3

2SO2-4+Cl-可知， 平衡常數(shù)K表達式為，K=c（Cl-）·c2（SO2-4）/＼[c2（SO2-3）·c（ClO-2＼]。（4）①如果采用NaClO、Ca（ClO） 2替代NaClO2，能得到較好的煙氣脫硫效果。從化學平衡原理分析，Ca（ClO）2相比NaClO具有的優(yōu)點是，Ca2+的引入能降低SO2-4濃度，從面促使平衡向正反應方向進行。

②已知下列反應：

ⅰ.SO2（g）+2OH-（aq）

SO2-3（aq）+H2O（l）ΔH1

ⅱ.ClO-（aq）+SO2-3（aq）SO2-4（aq）+Cl-（aq）ΔH2

ⅲ.CaSO4（s）Ca2+（aq）+SO2-4（aq）ΔH3

根據蓋斯定律知，反應： ⅰ+ⅱ-ⅲ得到反應SO2（g）+Ca2+（aq）+ClO-（aq）+2OH-（aq）CaSO4（s）+H2O（l）+Cl-（aq），故ΔH=ΔH1+ΔH2-ΔH3。

答案：（1）亞氯酸鈉；（2）①2H2O+3ClO-2+4NO4NO-3

+3Cl-+4H+；提高 ②減?。虎鄞笥?；二氧化硫的還原性強于NO。（3）①增大；②K=c（Cl-）·c2（SO2-4）/＼[c2 （SO2-3）·c（ClO-2）＼]。（4）①生成的硫酸鈣微溶，降低硫酸根離子濃度，促使平衡向正反應方向進行，②ΔH1+ΔH2-ΔH3。

點評該題的考點是硫及其化合物；氮及其化合物；氧化還原反應；蓋斯定律；外界條件對反應速率和平衡狀態(tài)的影響等。

雖然年年題不同，但是萬變不離其宗，都是考查基礎知識的靈活運用，不要因試題的“穿新衣，戴新帽”而驚慌失措。“易點得全分，難點能得分，規(guī)范得高分”

三、利用“避免污染環(huán)境又有利于資源綜合應用”為載體考查工藝流程的新科技成果融入

對近年的考題進行分析，不難發(fā)現(xiàn)，無機化合物的制備試題很多都是將化學工藝或化學工業(yè)生產及最新科技成果融入其中，來考查考生的綜合能力。

例3（新課標Ⅲ題28）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既可避免污染環(huán)境又有利于資源綜合利用。廢釩催化劑的主要成分為：

回答下列問題：

（1）“酸浸”時V2O5轉化為VO+2，反應的離子方程式為，同時V2O4轉成VO2+?！皬U渣1”的主要成分是。

（2）“氧化”中欲使3 mol的VO2+變?yōu)閂O+2，則需要氧化劑KClO3至少為mol。

（3）“中和”作用之一是使釩以V4O4-12形式存在于溶液中?！皬U渣2”中含有。

（4）“離子交換”和“洗脫”可簡單表示為：4ROH+V4O4-12離子交換洗脫

R4V4O12+4OH-（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”“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(fā)生反應的化學方程式。

解析（1）“酸浸”時V2O5轉化為VO2+，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+2VO2++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3 mol的VO2+變?yōu)閂O2+，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，則根據電子得失守恒可知需要氯酸鉀的物質的量為少3 mol÷6=0.5 mol。（3）“中和”作用之一是使釩以V4O4-12形式存在于溶液中，同時生成氫氧化鐵、氫氧化鋁沉淀，則“廢渣2”中含有Fe（OH）3、Al（OH）3。（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，因此淋洗液應該呈堿性。（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，發(fā)生反應的化學方程式為2NH4VO3

高溫V2O5+H2O+2NH3↑。

答案：（1）V2O5+2H+2VO2++H2O；SiO2 。（2）0.5。（3）Fe（OH）3、Al（OH）3。（4）堿。（5）K+。 （6）2NH4VO3高溫V2O5+H2O+2NH3↑。

點評在解答此類線型工藝流程試題時，要對比分析流程圖中原料與產品之間的關系，弄清生產過程中原料轉化為產品的基本原理和除雜、分離、提純產品的化學工藝，結合題設的問題，逐一推敲確定答案。

（收稿日期：2016-08-12）