内容正文:
2026年高考江苏卷化学高考真题解读
【试题分析】
本卷为2026年高考江苏卷化学真题,共17题:第1—13题为单项选择题,第14—17题为非选择题。全卷紧扣新课标核心素养,以”真实情境+主干知识+能力层级”为框架,覆盖必修第一、二册与三本选择性必修的主干内容,突出”化学反应原理+物质结构+化学实验+有机化学”的复合考查。
从难度梯度看,选择题第1—7题为基础题(能量转化、化学键、实验操作、元素周期律、营养物质、方程式正误、微粒结构),第8—13题为中等偏难题(镁锰干电池、性质、高铁酸钾定量、有机中间体、磷酸平衡、加氢图像);非选择题第14题(黑云母提铷)为工艺流程题,第15题为有机路线推断,第16题为氯碱工业实验研究,第17题为碳循环与捕集综合题。
从知识模块看,物质结构与性质(化学键、元素推断、晶胞、配位)约占4题,化学反应原理(化学平衡、电离平衡、沉淀溶解、电化学)约占6题,元素化合物与实验约占4题,有机约占3题。全卷特别强化”证据推理与模型认知”(第12、13题)与”变化观念与平衡思想”(第10、13题)的考查,读图、守恒计算与规范表达贯穿始终,体现”无情境不命题、无素养不成题”的命题导向。
【试题亮点】
情境创设真实化,贴近生产生活与生命健康。第3题以”黄花蒿提取青蒿素”考查研磨浸取、相似相溶、蒸馏等基本实验原理;第5—7题以”人体必需营养物质与健康”为题组,串联糖类蛋白质油脂、离子方程式、配位与补铁原理;第10题以含氰废水处理、第14题以黑云母浮选提炼铷,落实”科学态度与社会责任”素养。
考查方式综合化,模块交叉融合。第16题将粗盐水精制、EDTA滴定、离子膜电解、硫酸根测定集于一题,贯穿”实验测定—电解原理—定量分析”;第12题以磷酸与铁盐混合体系同时考查电荷守恒、多级电离常数推导与沉淀溶解平衡;第13题将热化学、平衡移动、转化率图像融为一体,实现多原理并联命题。
能力考查层次化,图像、守恒与计算并重。第13题(转化率—温度图像)、第12题(c(F)与含P物种曲线)、第17题(碳循环图、配合物结构图、吸附量计算)均要求学生在读图、建模、守恒的基础上完成定量或半定量判断,突出”证据推理与模型认知”的高阶要求。
【命题趋势】
基础必备知识回扣教材本源。第1题能量转化、第2题化学键与电子式、第4题元素周期律、第5题营养物质、第7题微粒结构等直接指向教材主干结论,提示备考须抓实必备知识。
化学实验与工业流程权重持续上升。第3、9、16题呈现实验操作与探究,第14题以工艺流程考查浮选、酸浸、结晶焙烧、萃取转化,实验现象表述、方案设计与守恒计算成为必考能力。
平衡与守恒思想成为大题主干。第12、13、17题分别从水溶液平衡、气体平衡、碳捕集角度考查勒夏特列原理、平衡常数与电子守恒,凸显”变化观念与平衡思想”素养。
图表数据的信息加工能力成为区分关键。反应图像、浓度曲线、机理图、结构图、流程图的读取与建模贯穿多题,读图—建模—计算的能力链条成为拉开差距的关键。
考点细目表
题号
题型
情境解读
考查内容
命题细目
1
选择题
新型能源体系建设
能量转化类型的判断
涉及基础知识:化学能转化为电能、能量形式的辨析
2
选择题
锅炉水除氧反应
化学键类型/结构式/电子式
涉及基础知识:σ键与π键、结构式书写、电子式、原子结构示意
3
选择题
黄花蒿提取青蒿素
实验操作方法与原理
涉及基础知识:研磨浸取、相似相溶原理、过滤与蒸馏浓缩
4
选择题
锡(Sn)元素性质
元素周期律比较判断
涉及基础知识:气态氢化物稳定性、第一电离能、原子半径、价电子排布
5
选择题
人体必需营养物质
糖类蛋白质油脂的组成与水解
涉及基础知识:基本营养物质的元素组成、氢键、水解产物
6
选择题
人体内化学反应
离子方程式与热化学方程式正误
涉及基础知识:离子方程式书写配平、热化学方程式、酸碱中和
7
选择题
元素与人体健康
微粒结构与化学性质
涉及基础知识:8电子稳定结构、配位键、氧化还原、蛋白质合成
8
选择题
镁锰干电池
原电池原理与电极反应
涉及基础知识:原电池正负极、电极反应式、电子转移守恒
9
选择题
Cu2+性质探究
氧化还原/复分解/配合物
涉及基础知识:氧化还原与复分解辨析、配离子、溶液酸碱性
10
选择题
高铁酸钾处理含氰废水
氧化还原守恒与定量计算
涉及基础知识:得失电子守恒、投料比计算、最高价态判断
11
选择题
甾类激素中间体Z
有机结构与性质
涉及基础知识:碳碳三键性质、加成反应、原子共面、手性碳
12
选择题
磷酸与铁盐混合溶液
电离平衡/守恒/沉淀溶解
涉及基础知识:电荷守恒、Ka推导、溶度积、分布比较
13
选择题
CO2加氢制乙烯
化学平衡与转化率图像
涉及基础知识:平衡移动、平衡常数、反应热方向、图像分析
14
非选择题
黑云母浮选提铷
工艺流程与守恒计算
涉及基础知识:浮选原理、酸浸条件、结晶温度、元素守恒
15
非选择题
丙烯酸酯化合成路线
有机推断/同分异构/合成设计
涉及基础知识:官能团与杂化、反应类型、逆合成分析
16
非选择题
氯碱工业食盐水研究
实验操作/电解/离子方程式
涉及基础知识:焰色反应、EDTA滴定、电解原理、硫酸根测定
17
非选择题
碳循环与CO2捕集
电极反应/定量计算/结构
涉及基础知识:碳循环、配离子、电解电极反应、吸附量计算
核心复习策略
回归教材,夯实”结构—性质—应用”主线。以第1、2、4、5、7题的必得分为目标,系统梳理必修第一册物质结构与元素周期律、必修第二册基本营养物质、选择性必修2共价键与配合物中的基本概念和必背结论,做到概念辨析零失分。
建立平衡与守恒的解题模型。针对第10、12、13、17题,训练”写守恒式—推关系式—代入数据—定量计算”的完整链路,重点突破多级电离常数推导、分压/浓度平衡常数计算、得失电子守恒在投料比与产物量中的应用。
专攻工艺流程与实验综合题。对第14题工艺流程题落实”预处理—核心反应—条件控制—分离提纯—循环利用”框架;对第16题实验题,理清”检验—精制—电解—测定”的探究闭环,规范描述现象与实验方案。
强化有机推断与合成路线设计。围绕第15题,训练由目标分子逆推、限定条件同分异构体书写与”起始原料→条件→中间体→目标产物”的路线表达,突破多官能团转化与保护策略。
规范图像读图与定量计算表达。对第13、17题图像/结构题,训练”识图—提取关键点—建立关系式—守恒计算”的规范作答,避免”会做不会写、写而不准”。
一、单选题
1.构建新型能源体系,建设能源强国。下列属于化学能向电能转化的是
A.风力发电 B.水力发电 C.燃料电池发电 D.潮汐发电
【答案】C
【详解】A.风力发电是将风能转化为电能,能量转化过程不涉及化学反应,无化学能参与,A错误;
B.水力发电是将水的重力势能(机械能)转化为电能,能量转化过程不涉及化学能的变化,B错误;
C.燃料电池发电利用自发的氧化还原反应实现能量转化,将燃料存储的化学能直接转化为电能,属于化学能向电能的转化,C正确;
D.潮汐发电是将潮汐能转化为电能,能量转化过程不涉及化学能,D错误;
故选C。
【命题透视】
▶核心考点:能量转化类型的辨识,化学能与电能的转化
▶链接教材:必修第二册《化学反应与能量》第六章第一节”化学反应与能量变化”及实验活动6”化学能转化成电能”
▶命题分析:
(1)情境创设:以”构建新型能源体系、建设能源强国”为背景,罗列风力、水力、燃料电池、潮汐四种发电方式
(2)问题设计:要求判断属于”化学能向电能转化”的选项,设问直接、指向能量的转化形式
(3)考查目标:考查”变化观念”素养,检验对能量转化本质(是否涉及化学变化)的辨析
【易错点】 误以为所有发电都涉及化学能;风力发电(风能→电能)、水力发电(势能→电能)、潮汐发电(潮汐能→电能)均不涉及化学变化,唯有燃料电池通过自发的氧化还原反应将燃料的化学能转化为电能。
【知识总结】 1. 能量转化判断的落脚点是”是否发生化学变化”:有化学键断裂与生成、有新物质生成的才涉及化学能。 2. 燃料电池通过自发的氧化还原反应将化学能直接转化为电能,属于化学电源。 3. 风力、水力、潮汐发电分别转化的是风能、机械能(重力势能)、潮汐能,均不涉及化学能。
【复习策略】 回归必修第二册第六章第一节与实验活动6,构建”能量转化形式—是否化学变化”的判断框架,并梳理常见电源(一次电池、二次电池、燃料电池)的能量转化特点。
【答题模板】 能量转化判断题:先看过程是否发生化学反应(氧化还原),再套用”××能→××能”,凡不涉及化学变化的能量转化均非化学能转化。
2.反应可除去锅炉水中少量。下列说法正确的是
A.分子中含有键 B.O的原子结构示意图为
C.的结构式为 D.的电子式为
【答案】A
【详解】
A.CO2分子中含有σ键CO2的结构式为,每个双键包含1个σ键和1个π键,因此分子中共有2个σ键,A正确;
B.氧原子核电荷数为8,核外电子排布应为第一层2个、第二层6个(即2,6),而图示为2,8,对应的是氧离子O2-,非氧原子,B错误;
C.N2分子中氮原子间为三键,正确结构式为,而非双键N=N,C错误;
D.正确电子式应体现氧原子上的两对孤对电子,写作,题中未标出孤对电子,不完整,D错误;
故选A。
【命题透视】
▶核心考点:σ键与π键的辨识、结构式与电子式的书写、原子结构示意图
▶链接教材:选择性必修2《物质结构与性质》第二章”共价键”及必修第一册第四章”化学键”
▶命题分析:
(1)情境创设:以锅炉水除氧反应 为载体
(2)问题设计:从 是否含σ键、O的原子结构、 结构式、 电子式四个角度设置正误判断
(3)考查目标:考查”宏观辨识与微观探析”素养,检验共价键类型与微粒结构表征的准确性
【易错点】 每个双键含1个σ键和1个π键,分子中共2个σ键,误判为无σ键;O的原子结构示意图误写成 的2,8结构(O原子应为2,6); 结构式误写为双键(应三键 ); 电子式漏写两对孤电子对。
【知识总结】 1. 单键均为σ键,双键含1个σ键+1个π键,三键含1个σ键+2个π键。 2. 中两N原子以三键结合,结构式为 。 3. 电子式须完整标出孤电子对;中性原子与离子的电子总数、核外排布须区分(O原子2,6; 为2,8)。
【复习策略】 专项训练”共价键类型计数→结构式/电子式书写→原子结构示意”三类表征,回归选择性必修2第二章第一节,强化 σ/π 键的判断与键能、键长关系。
【答题模板】 化学键判断题:写出对应结构式→数σ键与π键(单键1σ、双键1σ1π、三键1σ2π)→对照电子式核对孤电子对与总电子数。
3.实验室从黄花蒿中提取青蒿素的步骤为:研磨→石油醚浸取→过滤→蒸馏浓缩→提纯,部分装置如图。下列描述或操作正确的是
A.研磨的目的是提高青蒿素浸取率
B.青蒿素溶于石油醚的原因是二者密度相近
C.使用甲装置过滤,将青蒿素留在滤纸上
D.使用乙装置蒸馏浓缩,冷却水温度要高于石油醚沸点
【答案】A
【详解】A.研磨能够增大黄花蒿与石油醚的接触面积,使青蒿素更充分地溶解在石油醚中,可提高青蒿素浸取率,A正确;
B.青蒿素与石油醚都属于有机物,依据相似相溶原理青蒿素易溶于石油醚,物质的溶解性和密度无关联,B错误;
C.过滤操作中,青蒿素已经溶解在石油醚中,存在于滤液内,滤纸上残留的是黄花蒿的固体残渣,C错误;
D.蒸馏时冷却水的作用是将石油醚蒸气冷凝为液态,其温度需要远低于石油醚的沸点,否则无法达到冷凝效果,D错误;
故选A。
【命题透视】
▶核心考点:研磨浸取、相似相溶原理、过滤与蒸馏浓缩的实验原理
▶链接教材:必修第二册《有机化合物》第七章第一节”认识有机化合物”及选择性必修3第一章”研究有机化合物的一般步骤和方法”
▶命题分析:
(1)情境创设:以实验室从黄花蒿中提取青蒿素(研磨→石油醚浸取→过滤→蒸馏浓缩→提纯)的完整流程为背景
(2)问题设计:从研磨目的、溶解原理、过滤产物、蒸馏冷却水的角度设置正误判断
(3)考查目标:考查”科学探究”素养,检验对实验各步骤原理与操作的理解
【易错点】 把”青蒿素溶于石油醚”的原因误判为密度相近(应为相似相溶:二者均为有机物、极性相近);过滤时误认为青蒿素在滤纸上(应为溶于滤液,滤渣是黄花蒿固体残渣);蒸馏时误认为冷却水温度应高于石油醚沸点(应远低于沸点才能冷凝)。
【知识总结】 1. 研磨可增大接触面积、提高浸取率;浸取遵循”相似相溶”,极性相近的溶剂更易溶解。 2. 溶解性由分子极性决定,与密度无关。 3. 蒸馏浓缩时冷却水的作用是冷凝蒸气,其温度须远低于被冷凝物质的沸点。
【复习策略】 结合选择性必修3第一章”研究有机化合物的一般步骤”,梳理”研磨/萃取—过滤—蒸馏—重结晶”等操作的原理与适用条件,重点辨析”相似相溶”与”密度”两个易混点。
【答题模板】 分离提纯判断题:逐步骤问”为什么这么做、分离的是谁、留在哪里”,用”相似相溶/接触面积/沸点差异”三原理排除干扰项。
4.锡(Sn)是中国古代青铜中的重要金属,Sn位于第五周期ⅣA族。下列说法正确的是
A.气态分子热稳定性:
B.第一电离能:
C.原子半径:
D.基态原子最外层电子排布式为
【答案】C
【详解】A.同主族元素从上到下非金属性逐渐减弱,非金属性,非金属性越强气态氢化物热稳定性越强,故稳定性,A错误;
B.同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势,和同周期,原子序数,故第一电离能,B错误;
C.同主族元素从上到下电子层数增多,原子半径逐渐增大,位于第五周期ⅣA族,位于第三周期ⅣA族,故原子半径,C正确;
D.为ⅣA族元素,最外层电子数为4,基态原子最外层电子排布式为,D错误;
故选C。
【命题透视】
▶核心考点:元素周期律中的氢化物稳定性、第一电离能、原子半径与价电子排布
▶链接教材:必修第一册《物质结构 元素周期律》第四章及选择性必修2第一章”原子结构与性质”
▶命题分析:
(1)情境创设:以中国古代青铜中的重要金属锡(Sn,第五周期ⅣA族)为载体
(2)问题设计:比较 与 稳定性、Sn与I的第一电离能、Sn与Si的原子半径、Sn的价电子排布
(3)考查目标:考查”证据推理”素养,检验同主族/同周期递变规律的综合应用
【易错点】 误判 (非金属性 C>Sn,故 更稳定);忽略第一电离能同周期递变(Sn与I同周期,);价层电子排布误写为 (ⅣA族应为 )。
【知识总结】 1. 同主族自上而下非金属性减弱,气态氢化物稳定性减弱:。 2. 同周期自左向右第一电离能总体增大:。 3. 同主族自上而下原子半径增大:;ⅣA族最外层4个电子,Sn价电子排布 。
【复习策略】 回归必修第一册第四章与选择性必修2第一章,系统整理周期律四条主线(金属性/非金属性、原子半径、电离能/电负性、氢化物稳定性)与价电子排布书写规范。
【答题模板】 周期律比较题:先定位元素所在周期、族→按”同周期/同主族”调用递变规律→对比氢化物稳定性/电离能/半径/价电子排布逐项验证。
阅读下列材料,完成以下3个小题:
关爱生命,健康第一。糖类、蛋白质、油脂、维生素和无机盐等是人体必需营养物质。在特定酶的作用下,1 mol葡萄糖[]被完全氧化成和,释放出约热量,蛋白质和油脂会水解、代谢,部分生物可在体内合成具有还原性的维生素C(如图)。元素对人体健康有重要影响,、可维持电解质平衡,Fe、Zn等是重要的微量元素,比更易被吸收,食盐中添加适量用于预防碘缺乏。合理用药可治疗疾病,用于治疗胃酸过多。
5.下列说法正确的是
A.糖类、蛋白质和油脂中均含有C、H、O、N四种元素
B.蛋白质代谢产物尿素[]分子间可形成氢键
C.油脂水解的主要产物是乙二醇和脂肪酸
D.上图的反应中古洛糖酸内酯脱去
【答案】B
【详解】A.糖类和油脂仅含C、H、O,不含N;蛋白质含C、H、O、N,A错误;
B.尿素[CO(NH2)2]分子中存在N-H键,可与另一分子中的O形成分子间氢键(N-H⋯O),B正确;
C.油脂为甘油三酯,水解产物是甘油(丙三醇)和脂肪酸,不是乙二醇,C错误;
D.图示反应为古洛糖酸内酯在氧化酶作用下还原生成维生素C,涉及C-C→C=C的氧化过程,非脱水,D错误;
故选B。
【命题透视】
▶核心考点:基本营养物质的元素组成、氢键与水解产物
▶链接教材:必修第二册《有机化合物》第七章第四节”基本营养物质”
▶命题分析:
(1)情境创设:以”关爱生命、健康第一”为题组导语,围绕糖类、蛋白质、油脂等人体必需营养物质
(2)问题设计:判断营养物质元素组成、蛋白质代谢产物尿素的氢键、油脂水解产物、古洛糖酸内酯转化
(3)考查目标:考查”宏观辨识”素养,检验营养物质组成与转化关系的把握
【易错点】 误认为糖类、蛋白质、油脂均含C、H、O、N(蛋白质含N,糖类和油脂仅含C、H、O);将油脂水解产物误判为乙二醇和脂肪酸(应为甘油/丙三醇和脂肪酸);尿素 中N—H与另一分子的O可形成分子间氢键(N—H···O),易被忽略。
【知识总结】 1. 糖类、油脂含C、H、O;蛋白质含C、H、O、N(还可能含S等)。 2. 油脂(甘油三酯)水解生成甘油(丙三醇)与高级脂肪酸,而非乙二醇。 3. 含N—H、O—H、F—H的分子之间可形成氢键(如尿素的N—H···O)。
【复习策略】 回归必修第二册第七章第四节,构建”糖类/蛋白质/油脂—元素组成—特征结构与水解产物”对照表,梳理氢键形成条件(与电负性大的原子相连的H与另一分子中的孤对电子)。
【答题模板】 营养物质判断题:先明元素组成(蛋白质含N、糖油脂无N)→再判水解产物(油脂→甘油+脂肪酸)→氢键按”N—H/O—H与O/N孤对电子”判定。
6.下列化学反应表示正确的是
A.酸性KI-淀粉溶液检测加碘盐中的:
B.被完全氧化为、的热化学方程式:
C.在血液中维持酸碱平衡:
D.中和过多胃酸:
【答案】D
【详解】A.酸性条件下与I反应应为:,原式配平错误,A错误;
B.葡萄糖氧化放热,ΔH应为负值,正确的热化学方程式为 ,B错误;
C.在血液中通过双向平衡维持pH:和,选项仅写水解,不完整,C错误;
D.Al(OH)3与胃酸反应离子方程式为:,符合事实,D正确。
故选D。
【命题透视】
▶核心考点:离子方程式与热化学方程式的正误判断
▶链接教材:必修第一册第一章”离子反应”及选择性必修1第一章”化学反应的热效应”
▶命题分析:
(1)情境创设:延续”人体健康”题组,以加碘盐检测、葡萄糖氧化、血液酸碱平衡、胃酸中和四则反应为素材
(2)问题设计:判断四个化学(离子/热化学)方程式表示的正误
(3)考查目标:考查”宏观辨识与微观探析”素养,检验方程式书写配平与规范表达
【易错点】 酸性条件下 生成 的配平误写成 (应 、生成 );葡萄糖氧化放热, 应为负值; 在血液中维持酸碱平衡是双向平衡( 与 ),仅写单向水解不完整; 书写正确。
【知识总结】 1. 离子方程式书写遵循”拆与不拆”规则并配平:。 2. 放热反应 ,热化学方程式须标状态与 符号。 3. 缓冲体系的酸碱平衡须同时写电离与水解两个方向的平衡关系。
【复习策略】 以本卷第6题为范本,专项训练”离子方程式配平(氧化还原型)+热化学方程式规范+多元弱酸酸式根的双向平衡”三类易错点。
【答题模板】 方程式正误判断题:先查配平(元素、电荷、电子守恒)→再查拆写规则与符号(↑/↓、可逆号、 正负、状态)→逐项排除。
7.下列说法正确的是
A.、K+最外层具有8电子稳定结构,钠、钾化合物均不易分解
B.基态的d轨道全充满,可提供孤电子对与形成配位键
C.易被氧化,补血剂常与维生素同服
D.人体合成蛋白质需要氨基酸,主要依靠摄入蔗糖补充氨基酸
【答案】C
【详解】A.Na+、K+虽具8电子稳定结构,但其化合物如NaHCO3、KHCO3受热易分解,“均不易分解”表述错误,A错误;
B.Zn2+电子构型为[Ar]3d10,d轨道全满,作为中心离子接受NH3中N的孤对电子形成配位键,而非提供孤电子对,B错误;
C.Fe2+易被氧化为Fe3+,维生素C具还原性,可防止其氧化,故补血剂FeSO4常与维生素C同服,C正确
D.蔗糖(C12H22O11)不含氮元素,无法提供合成蛋白质所需的α-氨基酸,D错误
故选C。
【命题透视】
▶核心考点:8电子稳定结构、配位键形成、氧化还原与蛋白质合成
▶链接教材:必修第二册第七章第四节”基本营养物质”及选择性必修2第三章第四节”配合物与超分子”
▶命题分析:
(1)情境创设:延续”人体健康”题组,从 、 结构、 配位、补铁与维生素C、氨基酸来源四角度设问
(2)问题设计:判断微粒结构、配位键形成、补血原理、氨基酸来源
(3)考查目标:考查”证据推理”素养,检验结构与性质、健康常识的结合
【易错点】 偏题把”8电子稳定结构”与”化合物不易分解”混为一谈(、 受热易分解);误认为 提供孤电子对(实为 的d轨道全充满、作为中心离子接受 中N的孤对电子形成配位键);误以为靠蔗糖补充氨基酸(蔗糖不含N,无法提供α-氨基酸)。
【知识总结】 1. 、 最外层8电子稳定,但其化合物(酸式盐等)受热可分解,两者无因果关系。 2. 配位键中,中心离子提供空轨道、配体提供孤电子对;()作中心离子接受 的孤对电子。 3. 易被氧化为 ,维生素C具有还原性可防其氧化,故 补血剂常与维生素C同服。
【复习策略】 梳理”配位键中心离子/配体角色—常见配合物—补铁/补锌等生活化应用”的关联,纠正”稳定结构即稳定物质”的典型误解。
【答题模板】 微粒与性质判断题:先辨明”结构稳定性”与”物质热稳定性”是两回事→配位键按”中心离子得电子对、配体供孤电子对”判定→生活应用回扣氧化还原本质。
8.镁锰干电池的结构如图所示,作电解质,干电池的总反应式:,该电池缺点是易“鼓包”。下列说法正确的是
A.镁合金作负极,发生还原反应
B.电池工作过程中,从负极向正极迁移
C.引起“鼓包”的反应:
D.参加反应,理论上外电路通过的电子总量为
【答案】D
【详解】A.镁合金作负极,但发生的是氧化反应,非还原反应,A错误;
B.Br⁻为阴离子,在原电池中应向负极迁移,而非从负极向正极迁移,B错误;
C.“鼓包”若因气体产生,该方程式生成O2,但是Mg是强还原剂,反应中Mg应该被氧化,O不会被氧化生成O2;鼓包实际是Mg与水发生副反应生成H2,C错误;
D.由总反应可知,2 mol MnO₂参与反应时转移2 mol电子,故1 mol MnO2参与反应时,外电路通过电子总量为1 mol,D正确;
故选D。
【命题透视】
▶核心考点:原电池正负极判断、电极反应与电子转移守恒
▶链接教材:选择性必修1《化学反应原理》第四章”化学反应与电能”第一节”原电池”
▶命题分析:
(1)情境创设:以镁锰干电池( 作电解质,总反应 )及”鼓包”缺点为背景
(2)问题设计:判断负极反应类型、离子迁移方向、“鼓包”副反应、电子转移量
(3)考查目标:考查”变化观念”素养,检验原电池工作原理与定量关系
【易错点】 镁合金作负极应发生氧化反应(失电子),误判为还原反应; 为阴离子,在原电池中应向负极迁移,而非从负极向正极;“鼓包”副反应误写成生成 (Mg是强还原剂,实际是Mg与水反应生成 );电子转移量:由总反应2 mol 对应2 mol 电子,则1 mol 对应1 mol 电子。
【知识总结】 1. 原电池中负极失去电子、发生氧化反应;阳离子向正极迁移、阴离子向负极迁移。 2. 判断副反应要结合还原剂性质:Mg是强还原剂,与水反应生成 (而非生成 )。 3. 电子转移按总反应书写的化学计量数换算: 中Mn由+4价降到 中的+3价,1 mol 转移1 mol 电子。
【复习策略】 回归选择性必修1第四章第一节,训练”由总反应定正负极—由离子带电性判迁移方向—由化合价变价算电子转移”,并熟悉常见电池(镁锰、锌锰、锂电池)的电极反应。
【答题模板】 电池判误题:写总反应→标变价元素(负极元素升价、正极元素降价)→按”负极氧化/正极还原、阳正阴负迁移、1 对应1 mol 变价”逐项核对。
9.为研究的性质,实验操作及现象如下图所示。
已知:白色沉淀是;有较强的还原性,溶液为无色。
下列说法正确的是
A.实验Ⅰ中发生复分解反应生成
B.实验Ⅱ中无色溶液中的被氧化
C.实验Ⅰ、Ⅱ反应后溶液中:
D.实验Ⅰ、Ⅱ反应后溶液的均大于7
【答案】B
【详解】A.CuCl中Cu为+1价,转化为+1价Cu的过程中化合价降低,属于氧化还原反应,而复分解反应无元素化合价变化,因此不是通过复分解反应生成CuCl,A错误;
B.已知有较强还原性,Cu为+1价;实验Ⅱ中无色的迅速变为深蓝色,对应生成了+2价的铜氨配离子,是被空气中的氧化导致的,B正确;
C.实验Ⅰ中部分随CuCl白色沉淀进入滤渣,实验Ⅱ加浓氨水后,CuCl溶解转化为使得进入溶液,假设实验Ⅰ中完全转化为CuCl,将有一半的在实验Ⅱ中进入溶液,满足;但实际上实验Ⅰ反应后的溶液为浅蓝色,说明未完全转化为CuCl,所以实验Ⅰ中剩余的多于实验Ⅱ,即,C错误;
D.实验Ⅰ中溶液因水解本身呈弱酸性,加入Zn反应后溶液仍为偏酸性的浅蓝色铜盐溶液(产生气泡可证明此时溶液呈酸性),pH小于7,D错误;
故选B。
【命题透视】
▶核心考点:氧化还原与复分解反应的辨析、配离子的转化与溶液酸碱性
▶链接教材:必修第一册第一章”氧化还原反应”及选择性必修2第三章第四节”配合物与超分子”
▶命题分析:
(1)情境创设:以 的性质探究实验(生成白色沉淀 、 还原性)为背景
(2)问题设计:判断反应类型、无色的 被氧化、溶液中 数目比较、反应后溶液pH
(3)考查目标:考查”证据推理”素养,检验实验现象与反应本质的对应判断
【易错点】 误判 通过复分解反应生成 ( 价态降低,属氧化还原,复分解无双价态变化); 变深蓝色是生成了 、被空气 氧化,误判方向; 数目比较忽略 沉淀与氨水溶解的再分配。
【知识总结】 1. 复分解反应无化合价变化;有化合价变化必为氧化还原反应。 2. (Cu为+1价)有较强还原性,可被 氧化为深蓝色的 。 3. 溶液酸碱性由金属阳离子水解判断: 水解使溶液呈酸性。
【复习策略】 结合选择性必修2配合物专题,整理”铜的配合物颜色与价态”对照( 深蓝、 白色、 无色还原性),并强化”复分解 vs 氧化还原”的价态判据。
【答题模板】 探究实验判断题:逐实验标出Cu价态变化→凡价态变者为氧化还原、不变者为复分解→颜色变化对应配离子生成→酸碱性由水解判。
10.净水剂高铁酸钾()在酸性条件下极不稳定。向含氰(以表示)废水中加入,转化过程如图所示,下列说法正确的是
A.反应①②中Fe元素化合价均升高
B.酸性条件下,转化为和
C.理论投料比
D.废水中的可被进一步氧化为
【答案】C
【详解】A.中Fe为+6价,反应①生成,其中Fe为+5价,反应②最终生成,其中Fe为+3价,两个反应中Fe元素化合价均降低,作氧化剂,A错误;
B.酸性条件下极不稳定,因为是碱性氧化物,会与酸反应,所以产物不可能为,且还原产物最终为含水体系中稳定的,B错误;
C.用得失电子守恒计算,1 mol 中Fe从+6价降到+3价,共得到3 mol电子;1 mol HCN(C为+2价、N为-3价)最终被氧化为(C为+4价)和(N为+5价),共失去电子; 氧化还原反应总得失电子守恒,则有,C正确;
D.中N为+5价,是N元素的最高价态,无法被氧化,D错误;
故选C。
【命题透视】
▶核心考点:氧化还原守恒与定量投料比计算
▶链接教材:必修第一册第一章”氧化还原反应”及选择性必修1第四章电化学
▶命题分析:
(1)情境创设:以净水剂高铁酸钾()处理含氰()废水的转化过程为背景
(2)问题设计:判断①②中Fe化合价变化、酸性分解产物、理论投料比、 能否继续被氧化
(3)考查目标:考查”变化观念”素养,检验得失电子守恒与判断推理能力
【易错点】 ①中生成 (Fe为+5价)、②最终 (Fe为+3价),两反应Fe均降价、作氧化剂,误判为升高;酸性条件下认为生成 ( 为碱性氧化物,与酸反应,不可能生成);投料比误算( 得3 mol电子, 失 mol 电子,故 )。
【知识总结】 1. 中铁为+6价,发生还原时化合价降低,作强氧化剂。 2. 投料比由得失电子守恒确定:氧化剂得电子总数=还原剂失电子总数。 3. 最高价态元素(如 中N为+5价)不能被氧化,只能被还原。
【复习策略】 以”得失电子守恒计算投料比/产物量”为专题,训练在氧化还原流程题中列电子守恒式,并用”最高价态不能再被氧化”判产物。
【答题模板】 氧化还原计算题:标变化元素升/降价→各数得失电子总数→列守恒式求物质的量之比→由价态极限判氧化/还原产物。
11.化合物是一种甾类激素药物的中间体,可由下列反应制得。
下列说法正确的是
A.X和Z均能使Br2的CCl4溶液褪色
B.1 mol X最多能和4 mol H2发生加成反应
C.Y分子中所有碳原子均在同一个平面上
D.Z分子中只含有1个手性碳原子
【答案】A
【详解】A.含有碳碳三键,也含有碳碳三键,均能与发生加成反应使的溶液褪色,A正确;
B.中1mol苯环最多与3mol 加成,1mol碳碳三键最多与2mol 加成,故1mol 最多消耗5mol ,B错误;
C.分子中含有多个杂化的饱和碳原子,为四面体结构,所有碳原子不可能共平面,C错误;
D.分子中除连接羟基的碳原子为手性碳外,稠环结构中还有多个手性碳原子,手性碳原子数大于1,D错误;
故选A。
【命题透视】
▶核心考点:碳碳三键的性质、加成反应、原子共面与手性碳判断
▶链接教材:选择性必修3《有机化学基础》第一章”有机化合物的结构特点”及第二章”烃”
▶命题分析:
(1)情境创设:以甾类激素药物中间体Z的合成为背景,比较X、Y、Z的结构与性质
(2)问题设计:判断使溴水褪色、X最多加成、Y碳原子共面、Z手性碳数目
(3)考查目标:考查”宏观辨识与微观探析”素养,检验不饱和键与分子结构分析
【易错点】 X含碳碳三键、Z也含碳碳三键,均可与 加成褪色,漏判其一;X中苯环最多加成3 mol 、三键最多加成2 mol ,合计5 mol,误算为4 mol;Y含多个 饱和碳,不可能所有碳共面;Z中手性碳数误判为1个(稠环中还含多个手性碳)。
【知识总结】 1. 碳碳三键可与 加成使溴的 溶液褪色。 2. 1 mol 苯环最多加成3 mol ,1 mol 三键最多加成2 mol 。 3. 含 杂化饱和碳的分子,其所有碳原子不可能共平面;手性碳为连接4个不同基团的饱和碳。
【复习策略】 回归选择性必修3第1、2章,训练”不饱和度法判结构—加成量计数—共面/手性碳判断”三条线索,并整理苯环、三键、双键的加氢计量。
【答题模板】 有机性质判断题:数不饱和键(苯环3、双键1、三键2)→按”三键/双键使溴水褪色、加成 计量”→共面看 碳、手性看4个不同基团。
12.室温下,和磷酸浓度均为的混合溶液用调节。随增大,先产生沉淀,后逐渐转化为沉淀。溶液中和(含物种)随溶液的变化如图所示。已知含物种包括、、和:的,,。下列说法正确的是
A.溶液中
B.时,溶液中
C.时,溶液中
D.由1.5增大至5,溶液中逐渐增大
【答案】D
【详解】A.纯溶液中,根据电荷守恒,带正电微粒的浓度等于带负电微粒的浓度之和,正确的关系式为,A错误;
B.由题干可知,pH增大到一定程度,先产生沉淀,pH=4.5时,含P物种未完全进入溶液,体系中存在沉淀,此时溶液为的饱和状态,满足沉淀溶解平衡,B错误;
C.根据磷酸解离常数推导,,,可得;pH=5时,代入,,可得,即,C错误;
D.当前的反应必然总是向着使c(Fe3+)更小的方向进行,因此pH在1.5~5范围内,c(Fe3+)一直在减小,沉淀中始终存在FePO4沉淀,体系中存在沉淀溶解平衡,溶液中满足,随着pH增大,c(Fe3+)减小,溶液中的逐渐增大,D正确;
故选D。
【命题透视】
▶核心考点:电荷守恒、多级电离常数推导与沉淀溶解平衡
▶链接教材:选择性必修1《水溶液中的离子反应与平衡》第三节”盐类的水解”、第四节”沉淀溶解平衡”
▶命题分析:
(1)情境创设:以 与磷酸混合溶液用 调 pH,先产生 后转化为 的过程为背景
(2)问题设计:判断物料/电荷关系、饱和溶液判据、 与 大小、 变化
(3)考查目标:考查”证据推理与模型认知”素养,检验多级平衡与守恒的定量分析
【易错点】 纯 电荷守恒漏写 (应 );有 沉淀时 ,误判为”<“; 在pH=5时代入得4.473>1,误判断大小方向。
【知识总结】 1. 电荷守恒兼顾溶液中的全部电荷:正电荷()与负电荷(各酸根及 )。 2. 存在某沉淀的溶液为饱和溶液,;由 不变、 减小可推 增大。 3. 分布比例:。
【复习策略】 以多级弱酸()为载体,专项训练”电荷守恒书写— 型分布比—饱和溶液 判据”三大考点。
【答题模板】 水溶液平衡题:先写电荷/物料守恒→由 推导两微粒浓度比式→代入pH求比值判大小→含沉淀时用 判饱和与分布。
13.二氧化碳加氢制乙烯过程中的主要反应有:
在密闭容器中,时,、压强下的平衡转化率和压强下的实际转化率(催化剂作用下反应相同时间,且)随温度的变化如图所示。
下列说法正确的是
A.压强不变,温度从200℃升高至300℃,平衡时减小
B.300℃时,增大反应压强,平衡时减小
C.200℃升高至300℃,下平衡转化率变化值大于下平衡转化率变化值
D.其他条件不变,延长点实际反应时间,转化率不变
【答案】B
【详解】A.温度从200℃升高至300℃,反应,,平衡逆向移动,消耗的量减小;反应,,平衡正向移动,消耗的量增加,200~300℃范围内,平衡转化率随温度升高降低,说明总消耗的量减少,平衡体系中增大,A错误;
B.300℃时,增大压强,则生成乙烯反应平衡正向移动,减小;由生成CO的反应的平衡常数可得,温度不变时平衡常数不变,可知最终平衡时减小,B正确;
C.从图中可看出,200℃到300℃,曲线的下降幅度远大于,即下平衡转化率的变化值更大,C错误;
D.X点是实际转化率曲线和平衡曲线的交点,,由曲线可知,X点的实际转化率还未达到下的平衡转化率,则可说明与X点同温度下,的平衡转化率高于的平衡转化率,延长反应时间,反应会继续正向进行,转化率会升高,D错误;
故选B。
【命题透视】
▶核心考点:化学平衡的移动、平衡常数与转化率图像分析
▶链接教材:选择性必修1《化学反应原理》第二章”化学平衡”及第一章”化学反应的热效应”
▶命题分析:
(1)情境创设:以 加氢制乙烯的两个竞争反应(主反应放热、副反应吸热)与转化率—温度图像为背景
(2)问题设计:判断温度/压强对平衡的影响、与转化率变化比较、延长反应时间的影响
(3)考查目标:考查”变化观念与平衡思想”素养,检验多反应体系图像与勒夏特列原理的综合运用
【易错点】 未抓住”(乙烯反应)使平衡左移、(CO反应)使平衡右移”的综合效应判断 变化;300℃增大压强时,由 与 减小推 减小;曲线下降幅度大于 时比较方向误判;X点未达 平衡、延长时间转化率会继续升高。
【知识总结】 1. 放热反应升温平衡逆向、吸热反应升温平衡正向,多反应体系须综合两个方向。 2. 平衡常数只与温度有关,可借 变形求 。 3. 实际转化率低于平衡转化率时,延长反应时间、反应继续正向进行,转化率升高。
【复习策略】 以”多反应竞争+转化率图像”为专题,训练”判反应吸放热→勒夏特列原理综合→平衡常数变形→实际 vs 平衡转化率(是否达平衡)“的完整分析链。
【答题模板】 平衡图像题:先标各反应 正负→按”升温/加压对各反应的影响”综合判平衡移动→借K变形求比值变化→用”是否达平衡+延长时间的动力学”判曲线走势。
二、解答题
14.含铷(Rb,ⅠA族元素)矿物黑云母生产的RbCl,可用于航空航天领域。黑云母化学式为,其中为或。
(1)浮选分离。黑云母与十二胺()结合后会上浮,与其他矿物分离后回收,浮选示意如图。
已知:黑云母在水中表面带负电荷。
①黑云母上浮,是因为十二胺中的___________(填“烃基”或“氨基”)具有疏水性。
②黑云母的回收率随浮选时水的变化如图所示。酸性条件下浮选时,越低黑云母回收率越大的原因是______________________________________________________。
(2)硫酸酸浸。黑云母具有层状结构,与硫酸反应得到硫酸盐和,酸浸时加入等金属离子进入层间,能将交换出来,产生的空隙有利于进入,提升酸浸效果。
①某黑云母的化学式中,酸浸液中主要金属阳离子有、K+、、Mg2+、_____(填离子符号)。
②其他条件不变,酸浸时添加同浓度的比浸出效果好,可能的原因是_______________________________________。
(3)结晶焙烧。浸出液除杂后得到含、K+、、的混合溶液,蒸发浓缩、冷却结晶获得晶体(相关物质的溶解度曲线如图所示),焙烧后获得。
①为提高的回收率和纯度,结晶后,趁热过滤的适宜温度为_____℃。
②将在700℃进行焙烧,分解仅得到和两种氧化物,该反应的化学方程式为__________________________。
(4)萃取转化。将含和的混合溶液多次萃取转化,获得RbCl和混合溶液。已知:元素回收率为96%,K元素回收率为40%[回收率]。计算萃取转化所得溶液中的________(写出计算过程)。
【答案】(1) 烃基 溶液中pH越低,浓度越大,会和结合形成,带正电的更容易通过静电作用与表面带负电的黑云母结合,使其上浮从而提高黑云母的回收率;
(2) 、 酸性条件下可以将氧化成,促进的交换,有利于进入,提升酸浸效果
(3) 40℃
(4)0.6
【详解】(1)①十二胺中的烃基()属于长链烃基,属于疏水性基团,而氨基()属于亲水基团,因此十二胺中烃基具有疏水性;
②溶液中pH越低,浓度越大,十二胺中的会和结合形成,为带正电的阳离子,而已知黑云母在水中表面带负电荷,带正电的更容易通过静电作用与表面带负电的黑云母结合,使其上浮从而提高黑云母的回收率;
(2)①当x=3时,黑云母的化学式为,根据化合价代数和为0计算,M为+1价,Si为+4价,Al为+3价,O为-2价,OH为-1价,因此三个Fe的化合价之和为+7,因此说明三个Fe中有两个和一个,因此溶液中金属阳离子除了、K+、、Mg2+,还有和;
②酸性条件下可以将氧化成,根据已知可知,金属离子进行层间能将交换出来,使更多的离子交换出来,产生的孔隙有利于进入,提升酸浸效果;
(3)①由图可知,在10℃-40℃时的溶解度较小,在40℃后溶解度提高,因此温度继续提高不能保证的回收率和纯度,并且的溶解度在40℃时的溶解度较大,为提高的回收率和纯度,选择的趁热过滤的温度应为40℃;
②在700℃焙烧时,分解得到除了,两种氧化物应为和,因此化学方程式为;
(4)的物质的量为,根据元素守恒,,由于元素回收率为96%,可以求出萃取转化后溶液中;的物质的量为,根据元素守恒,,由于K元素回收率为40%,可以求出萃取转化后溶液中,因此同一溶液中。
【命题透视】
▶核心考点:工艺流程分析(浮选、酸浸、结晶焙烧、萃取转化)与守恒计算
▶链接教材:必修第一册第一章”物质的分类及转化”及元素化合物专题
▶命题分析:
(1)情境创设:以含铷(Rb)矿物黑云母浮选生产 的完整工艺为背景,涉及航空航天应用
(2)问题设计:浮选原理与pH关系、酸浸条件、结晶温度、焙烧方程式、萃取转化配比计算
(3)考查目标:考查”科学态度与社会责任”“证据推理”素养,检验工艺流程与定量综合分析
【易错点】 浮选原理:十二胺中烃基疏水、氨基亲水;pH越低 越多使 结合 生成带正电的 ,更易与带负电的黑云母结合;x=3时酸盐中3个Fe价态之和+7,应含2个 与1个 ;焙烧方程式 ;萃取转化配比计算注意元素守恒与回收率折算(结果0.6)。
【知识总结】 1. 浮选利用表面电荷与疏水/亲水基团作用;酸化可使胺质子化带正电,增强与带负电矿物结合。 2. 酸浸加 交换 、产生孔隙利于 进入; 在酸性下氧化 为 促进交换。 3. 结晶温度选择依据溶解度曲线;焙烧由原子守恒定产物;元素守恒+回收率求配比。
【复习策略】 固化”工艺流程五步走”框架,并结合该题练习:浮选/酸浸的微观原理解释、溶解度曲线选温、焙烧方程式配平、元素守恒折算计算。
【答题模板】 流程题答法:读图分段→逐空按”试剂/条件→作用原理→伴生反应”作答→计算题先列守恒(元素/电子)再按回收率折算。
15.有机合成路线如图:
(1)A分子中采取杂化的碳原子数目为_____________。
(2)向A、B的混合液中加入饱和溶液,可观察到的现象是__________。
(3)B→C发生加成反应,则C的结构简式是_________________。
(4)已知:(表示H原子或烃基)。
写出符合下列条件的D的一种同分异构体:_________________。
①水解生成、和三种有机产物;
②X、Y均含有六元环,且都具有酸性;
③X能与FeCl3溶液发生显色反应;
④Y分子中不同化学环境的氢原子个数之比是4:1:1。
(5)已知(R表示烃基),写出以、为原料,制备的合成路线流程图_______________。(无机试剂、有机溶剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)
【答案】(1)3
(2)液体分层,有气泡产生
(3)
(4)
(5)
【分析】
A和乙醇在离子交换树脂作用下发生酯化反应生成B,B和苯乙胺发生加成反应生成C,结合C的化学式和D的结构简式可得故C的结构简式为,C在乙醇钠催化下发生分子内环化生成D,D在酸性条件下加热脱酯基生成E,E和加成反应,酸化后得到F,据此回答;
【详解】(1)A的结构是CH2=CH-COOH,双键上的两个碳均为sp2杂化,羧基中的碳为sp2杂化,因此总共有3个sp2杂化的碳原子;
(2)丙烯酸具有酸性,可与NaHCO3反应生成CO2气体,同时易溶于水。丙烯酸乙酯不溶于水,密度比水小,会浮在上层。因此加入饱和NaHCO3溶液后的现象为液体分层,有气泡产生;
(3)
根据分析,C的结构简式为;
(4)D的分子式为C15H19NO3,不饱和度为7。
①水解生成、和三种有机产物,说明含有两个可以水解的基团,因只含有三个氧原子,故可以考虑有酰胺基和酯基的存在;
②X、Y均含六元环,且都具有酸性,说明X、Y含羧基或酚羟基,此时剩1个碳原子,Z为有机物,则Z为;
③X能与FeCl3溶液发生显色反应,说明含有酚羟基;
④Y分子中不同化学环境的氢原子个数之比是4:1:1,结构对称,含六元环,则Y的结构简式为;
分析氢原子个数可得X的结构简式为,因此D可以为;
(5)
采用逆合成法合成目标产物,分析产物结构,结合已知条件以及合成路线E到F的反应条件,可由和合成,可由氧化得到,可由和Mg反应获得,可由和HBr反应得到,由消去反应生成,故合成路线为。
【命题透视】
▶核心考点:杂化碳判断、官能团性质、反应类型、同分异构体与合成路线设计
▶链接教材:选择性必修3《有机化学基础》第三章”烃的衍生物”及第一章”有机化合物的命名”
▶命题分析:
(1)情境创设:以丙烯酸经酯化、加成、环化等多步反应的合成路线为背景
(2)问题设计:数 碳、判断与 反应现象、推结构简式、写同分异构体、设计合成路线
(3)考查目标:考查”证据推理与模型认知”素养,检验有机推断与逆合成分析能力
【易错点】 A为 ,双键两个碳与羧基碳共3个 碳,易漏数羧基碳;丙烯酸与 反应产生 且丙烯酸乙酯不溶于水、会分层;限定条件同分异构体需满足”水解生成X、Y、Z三种产物+X/Y含六元环具酸性+X遇 显色+Y氢原子比4:1:1”逐步逆推。
【知识总结】 1. 双键、苯环、羰基(羧基、酯基)碳均为 杂化;单键饱和碳为 。 2. 羧基与 反应生成 ;酯不溶于水、密度较小会分层。 3. 同分异构体书写:抓”官能团限定+不饱和度+对称性(氢原子比)“三要素逆推结构。
【复习策略】 回归选择性必修3有机合成专题,训练”由分子式/氢谱推对称结构—由限定条件逆推官能团组合—设计格氏试剂类合成路线”,并规范”起始原料→条件→中间体→目标产物”表达。
【答题模板】 有机推断题:算不饱和度→数杂化碳(双键/苯环/羰基为 )→沿路线推结构→限定条件同分异构按”水解产物—酸性—显色—氢谱比”四步逆推。
16.学习小组对氯碱生产过程中不同阶段的食盐水进行实验研究。。
(1)粗盐水的检验和精制。
①用洗净的铂丝蘸取粗盐水进行焰色试验,焰色为黄色,没有观察到(Ca2+)的砖红色,不能确定粗盐水中是否有的理由是______________________________________________。
②准确量取浓度约的粗盐水置于锥形瓶中,调节至碱性,加入指示剂用标准溶液滴定至终点(),如图所示,用EDTA标准溶液浓度应选择__________。
A.0.0100 mol·L-1 B.0.0200 mol·L-1
③用和作沉淀剂可将粗盐水中的、转化为和除去,粗盐水中,钙镁离子的物质的量浓度之比为1:2,则沉淀剂中与物质的量比为__________。
(2)离子膜法电解食盐水模拟氯碱工业生产进行的实验图如图。
①一段时间后,阴极室溶液浓度增大,从电解原理角度分析原因_______________。
②相同电压下,电解相同时间,饱和粗盐水溶液比精制食盐水的电流表读数下降更多,可能原因是_________________________________。
(3)净化粗盐水和测定。用溶液除去电解后食盐水()中含有的和并测定处理后溶液中的,实现的循环使用。
①与反应的离子方程式:__________________________________。
②请补充完实验方案:取100 mL电解后食盐水,边搅拌边缓慢滴加稀溶液__________________,冷却,恒重后标量质量,计算得到。已知:800℃灼烧定量滤纸不留任何残渣;不分解。(必须使用的试剂、用品和仪器:溶液,淀粉试纸,定量滤纸,已知质量的坩埚)
【答案】(1) 钠元素的黄色火焰会掩盖钙元素的砖红色火焰 B 2:3
(2) H2O分子在阴极得到电子发生还原反应生成H2和OH-,Na+从阳离子交换膜进入阴极区 粗盐水中的Mg2+和Ca2+通过阳离子交换膜,与OH- 反应生成Mg(OH)2、Ca(OH)2附着在阳离子交换膜表面,影响阳离子的移动
(3) HClO + SO = SO+ H++Cl- 用玻璃棒蘸取反应溶液滴在KI-淀粉试纸上,若不变色,停止滴加Na2SO3溶液;边搅拌边滴加0.5mol·L-1 BaCl2溶液有大量白色沉淀产生,静置,在上层清液中滴加BaCl2溶液,若无沉淀产生;用定量滤纸过滤,用水洗净滤渣,将滤渣与滤纸移至坩埚,800℃灼烧完全
【分析】由题意可知,该实验的实验目的是设计实验完成粗盐水的检验和精制,并模拟氯碱工业生产。
【详解】(1)①钠元素的黄色火焰会掩盖钙元素的砖红色火焰,粗盐水中含有钠离子,所以用洗净的铂丝蘸取粗盐水进行焰色试验时焰色为黄色,不能观察到钙元素的砖红色;
②由题意可知,粗盐水中钙离子浓度为:=0.004 ,由方程式可知,若100 mL溶液中钙离子与25.00 mLEDTA标准溶液完全反应,标准溶液的浓度为:=0.016 ,所以实验时EDTA标准溶液浓度为0.02 ,故选B;
③向粗盐水中加入氧化钙发生的反应为:CaO+H2O+Mg2+=Mg(OH)2↓+Ca2+,加入碳酸钠发生的反应为:Ca2++=CaCO3↓,由题意可知,粗盐水中,钙镁离子的物质的量浓度之比1:2,则沉淀剂中氧化钙和碳酸钠的物质的量之比为:2:(2+1)=2:3;
(2)①一段时间后,阴极室氢氧化钠溶液浓度增大的原因是阴极区中的水分子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子,阳极区的钠离子从阳离子交换膜进入阴极区,使得阴极区氢氧化钠溶液的浓度增大;
②相同电压下,电解相同时间,饱和粗盐水溶液比精制食盐水的电流表读数下降更多,可能原因是粗盐水中的Mg2+和Ca2+通过阳离子交换膜,与OH- 反应生成难溶的Mg(OH)2、Ca(OH)2附着在阳离子交换膜表面,影响阳离子的移动;
(3)①亚硫酸钠具有还原性,能与溶液中的次氯酸反应生成硫酸钠和盐酸,反应的离子方程式为:HClO + = + H++Cl-;
②由题给信息可知,实现氯化钠循环使用的实验方案为取100 mL电解后食盐水,用玻璃棒蘸取反应溶液滴在KI-淀粉试纸上,若不变色,停止滴加Na2SO3溶液;边搅拌边滴加0.5mol·L-1 BaCl2溶液有大量白色沉淀产生,静置,在上层清液中滴加BaCl2溶液,若无沉淀产生;用定量滤纸过滤,用水洗净滤渣,将滤渣与滤纸移至坩埚,800℃灼烧完全,干燥、高温灼烧,冷却,恒重后称量质量,计算得到的质量。
【命题透视】
▶核心考点:粗盐精制、EDTA滴定、离子膜电解与硫酸根的测定
▶链接教材:必修第一册《海水中的重要元素——钠和氯》第二节”氯及其化合物”及选择性必修1第四章”电解池”
▶命题分析:
(1)情境创设:以氯碱生产不同阶段食盐水的实验研究为背景,串联检验、精制、电解、测定
(2)问题设计:焰色试验、EDTA浓度选择、沉淀剂配比、电解原理、离子方程式与实验方案补充
(3)考查目标:考查”科学探究与创新意识”素养,检验实验方案设计与电解原理的综合运用
【易错点】 焰色试验中钠的黄色会掩盖钙的砖红色,不能据此确定无 ;EDTA浓度选择需按”钙离子物质的量≈EDTA物质的量”反推(0.004 mol/L×0.1 L÷0.025 L=0.016 mol/L,选0.02 mol/L);沉淀剂配比:钙镁浓度比1:2时 与 为2:(2+1)=2:3; 与 反应离子方程式为 。
【知识总结】 1. 焰色试验的干扰:同一次试验中强焰色会掩盖弱焰色,判断离子须综合其他方法。 2. 电解精制时,阴极 得电子生成 与 , 经阳离子交换膜迁入阴极区使 增浓。 3. 用 还原除 后,加 沉淀、过滤、灼烧得 以测定 。
【复习策略】 以氯碱工业为主线,串联”熔盐/食盐水电解—离子膜原理—粗盐精制沉淀剂配比—EDTA/返滴定—沉淀法测定”等考点,强化实验方案补充的规范表述。
【答题模板】 实验综合题:按”检验—精制—电解—测定”分步作答;配比/浓度选择题先列守恒关系反推;方案补充题写全”取样—加试剂—现象判断—过滤洗涤—灼烧恒重”步骤。
17.碳循环是地球生物圈主要的物质循环。
(1)自然界中的主要碳循环过程如图所示。数百万年前,大气中的经碳循环后,会存在于_____(填字母序号)。
A.水体中的 B.淀粉 C.石灰石
(2)碱液捕集。一定温度下,用浓氨水吸收含的模拟烟气,常加入一定浓度的溶液,生成一种空间构型为正八面体的镍氨配合物离子,位于正八面体中心,如图所示,生成镍氨配合物的离子方程式为___________________________________________,加入溶液的作用是_______________________。
(3)金属有机骨架(简称MOFs)材料在资源利用中有重要应用。MOFs材料具有一定数量孔隙,热稳定性不高。
①一定条件下,利用一种基材料催化电解与碱性混合液制备尿素,阴极区、生成的电极反应式为________________________________。
②某Al基MOFs材料Al(HCOO)3可吸附CO2,结构如图所示,Al、C、O形成_____(填数字)元环状结构。为检测其吸附能力,将吸附至饱和的(不含其他气体和杂质)在空气中加热,350℃时完全分解生成。
的饱和吸附量
则该材料对的饱和吸附量为__________。
③一定条件下,密闭体系中发生反应。不改变其他条件,反应相同时间,加入能显著提升产率。已知:分子碳氧键键能大、结构稳定。从结构和反应原理角度分析产率增大的可能原因:_________________________________________。
④已知:孔隙尺寸0.41~0.46 nm,分子直径。为实现的高效捕集和资源利用,结合相关结构和性质,综合分析Al基材料的优化方向是______________________。
【答案】(1)ABC
(2) 减少氨气受热挥发,提高氨气的利用率,增加吸收二氧化碳的量和稳定性
(3) 16 中带正电的H会和中带负电的O结合,从而使分子碳氧键的键能减小,稳定性降低;可以使催化剂的活性增强;可以吸附,可以使表面的局部浓度提高,从而提高产率; 减小孔隙尺寸与匹配、增加孔隙数量、提高材料热稳定性
【详解】(1)A.大气中的可以直接溶于水体,因此水体中的会存在,A符合题意;
B.在太阳能的作用下,会通过光合作用被生物固定,转化为淀粉,因此淀粉中会存在,B符合题意;
C.水体中溶解的可以转化为无机碳酸盐,而石灰石的主要成分是碳酸钙,因此石灰石中也会存在,C符合题意;
故选ABC;
(2)根据已知镍氨配合物离子的空间结构为正八面体,位于正八面体的中心,配体数目为6,该配合物离子为,该过程为与氨水反应生成镍氨配合物离子,因此离子方程式为;碱液捕集的过程为中和反应,该过程放热会导致浓氨水中氨气挥发,降低的吸收效率,加入后,可以与氨气结合生成稳定的,可以减少氨气受热挥发,提高氨气的利用率,增加吸收二氧化碳的量和稳定性;
(3)①阴极区应发生还原反应,反应物应为、,产物为、水和,因此电极反应为;
②根据图可知,Al、C、O组合的环形结构中,有Al原子4个,O原子8个,C原子4个,因此组成的结构为16元环;生成的物质的量为,根据Al元素守恒,对应的的物质的量为,其质量为,吸附的的质量为
,对应的物质的量为,代入饱和吸附量公式,的饱和吸附量为;
③从结构角度:中的H带正电,而中O带负电,因此中带正电的H会和中带负电的O结合,从而使分子碳氧键的键能减小,稳定性降低,从而提高产率;
从反应原理的角度:可以使催化剂的活性增强,同时可以吸附,可以使表面的局部浓度提高,加快反应速率,从而提高产率;
④从结构角度:可以适当的减小孔隙尺寸,使其与的分子直径接近,减少其他分子的进入;并且材料具有一定数量的孔隙,可以适当的增加孔隙的数量;从性质角度:根据已知材料热稳定性不高,因此可以提高材料的热稳定性,因此优化方向为适当减小孔隙尺寸、增加孔隙数量、提高材料热稳定性。
【命题透视】
▶核心考点:碳循环、配合物、电解电极反应与吸附量计算
▶链接教材:选择性必修1第四章”电解池”、必修第二册第六章及选择性必修2配合物
▶命题分析:
(1)情境创设:以碳循环、碱液捕集 、MOFs材料吸附催化 为背景
(2)问题设计:碳循环同位素去向、镍氨配离子方程式、电解制尿素电极反应、吸附量计算、结构优化方向
(3)考查目标:考查”证据推理与模型认知”素养,检验多角度设问下的综合分析与定量计算
【易错点】 碳循环中 可经溶解、光合作用、成岩多条路径存在(A、B、C皆可);电解制尿素阴极电极反应 原子/电荷守恒需严密;吸附量计算: 受热分解得 ,由Al守恒得 MOFs 质量8.1 g,吸附 0.88 g,吸附量 。
【知识总结】 1. 碳循环中 溶解、光合作用、碳酸盐沉积使 分布于水体、淀粉、石灰石等多处。 2. 电解电极反应遵循原子守恒+电荷守恒;阴极区 、 得电子生成尿素与 。 3. 吸附量 ;由分解产物 的Al守恒反推 MOFs 质量,差量即吸附 质量。
【复习策略】 以”碳捕集与资源化”为综合专题,串联碳循环、配位捕集、电解还原、MOFs吸附四大考点,强化”电极反应守恒配平+元素守恒差量法计算”两类计算。
【答题模板】 综合探究题:先审清各小题独立考查点(循环/配位/电解/计算)→电极反应按守恒配平→吸附量按”Al守恒反推MOFs质量→差量求 →套公式”三步计算。
试卷第1页(共3页)
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