高考化學 易錯題分析及啟示

■湖北省云夢縣第一中學 劉丙武(特級教師)

高考化學 易錯題分析及啟示

■湖北省云夢縣第一中學 劉丙武(特級教師)

高考即將到來,現擷取幾道有所啟示的往年高考題并解析,希望考生能從中感悟解答高考題所需的知識和能力要求,從容應對高考。

有五瓶溶液分別是:

①10mL0.60mol·L-1NaOH水溶液;

②20mL0.50mol·L-1H2SO4水溶液;

③30mL0.40mol·L-1HCl水溶液;

④40mL0.30mol·L-1CH3COOH水溶液;

⑤50mL0.20mol·L-1蔗糖水溶液。

以上各瓶溶液所含微粒總數的大小順序是( )。

A.①>②>③>④>⑤

B.②>①>③>④>⑤

C.②>③>④>①>⑤

D.⑤>④>③>②>①

解析:初讀這道題,有溶液濃度數據、體積數據,圍繞溶質的分子或離子數計算得出答案為C。其實不然。各瓶溶液所含微粒總數包含溶液中溶質的分子和離子,還有溶劑水分子,現在所給定的溶液均為稀溶液,所以溶液中所含微粒大量來自于溶劑水分子。溶液的體積決定了溶液中所含的微粒總數。答案為D。

啟示:單純地計算溶質的分子或離子數肯定是不對的。注意到溶液中有大量的水存在,答案就顯而易見了,計算也省了。這種題目提示我們不能拘泥于題目的套路慣性,需要的是化學思想。

某溫度下,將氯氣通入NaOH溶液中,充分反應后得到NaCl、NaClO、NaClO3的混合溶液,經測定,ClO-與ClO3-的物質的量濃度之比為1∶3,則Cl2與NaOH溶液反應時,被還原的氯元素與被氧化的氯元素的物質的量之比為( )。

A.21∶5 B.1∶3

C.3∶1 D.4∶1

解析:氯氣和NaOH溶液常溫下反應生成NaCl、NaClO,氯氣和NaOH溶液加熱時反應生成NaCl、NaClO3。可以想象現在的某溫度下是同時發生了上述兩個反應。2NaOH+Cl2??NaCl+NaClO+H2O, 6NaOH+3Cl2??5NaCl+NaClO3+3H2O。按照ClO-與ClO3-的物質的量濃度之比為1∶3,疊加為總反應:20NaOH+10Cl2??16NaCl+NaClO+3NaClO3+10H2O,被還原的氯元素與被氧化的氯元素的物質的量之比為16∶(1+3)=4∶1。答案為D。也可以通過分析氧化還原反應過程進行解答。寫出反應的框架:NaOH+Cl2→NaCl+1NaClO +3NaClO3+H2O,ClO-與ClO3-的濃度之比1∶3,由Cl到ClO-,化合價升高1價,由Cl到ClO3-,化合價升高5價,共升高1×1+ 3×5=16價;由Cl到Cl-,化合價降低1價,生成ClO-、ClO3-、Cl-濃度之比應為1∶3∶16。所以被還原的氯元素與被氧化的氯元素的物質的量之比為16∶(1+3)= 4∶1。

啟示:本題有兩種解法。前一種解法需要知識儲備,解答起來不是很吃力。后一種解法有所創新,更能體現解答問題的能力。

A.②=③>① B.①>②=③

C.②>③>① D.①=②>③

解析:第一印象:分別用1mol氧化劑氧化KI,得到I2的物質的量分別是①n(I2)=2.5mol,很容易認為答案是B。其實這里有一陷阱,②IO-3→I2反應生成的碘有兩個來源:IO-3→I2,KI→I2。1molIO-3氧化KI時,自身轉化得到了I2的物質的量為0.5mol。正確的選項應為D。

啟示:不能過于專注某種情景不能自拔。尋找出不同情景的差異就能把握關鍵,這也是題目設置的精彩所在。

用圖1所示實驗裝置(夾持儀器已略去)探究銅絲與過量濃硫酸的反應。下列實驗不合理的是( )。

圖1

A.上下移動①中銅絲可控制SO2的量

B.選用品紅溶液驗證SO2的生成

C.②中選用NaOH溶液吸收多余的SO2

D.為確認CuSO4生成,向①中加水,觀察顏色

解析:上下移動銅絲可以控制銅與濃硫酸的接觸面積的大小,從而可以控制反應生成SO2的量,這是一種控制反應的簡易操作。SO2可使品紅溶液褪色。SO2有毒,能與NaOH溶液反應。銅與過量濃硫酸反應后,濃硫酸剩余,直接向其中加入水,可能引起液體飛濺。答案為D。

啟示:不能僅僅浮于字面意義,具體化學操作是一種隱含內容。濃硫酸等熱點物質有其特殊性。

設NA為阿伏加德羅常數的值,下列敘述正確的是( )。

(1)標準狀態下,33.6L氟化氫中含有氟原子的數目為NA

(2)常溫常壓下,7.0g乙烯與丙烯的混合物中含有氫原子的數目為NA

(3)50mL18.4mol·L-1濃硫酸與足量銅微熱反應,生成SO2分子的數目為0.46NA

(4)某密閉容器盛有0.1molN2和0.3molH2,在一定條件下充分反應,轉移電子的數目為0.6NA

解析:HF的沸點是19.5℃,標準狀態下,氟化氫為液態。7.0g乙烯中所含氫原子數為NA,7.0g丙烯中所含氫原子數為NA,因此,常溫常壓下,無論7.0g乙烯與丙烯的混合物組成比例如何,含有氫原子數都為NA。50mL18.4mol·L-1濃硫酸與足量銅微熱反應,隨著反應的進行,硫酸變稀后,是不能與銅繼續反應的,因此,50mL 18.4mol·L-1濃硫酸不能全部消耗,得不到0.46molSO2。密閉容器中的N2和H2的反應為可逆反應,0.1molN2和0.3molH2充分反應也不能生成0.2molNH3,轉移電子的數目小于0.6NA。答案為B。

啟示:標準狀況下氟化氫為液態,這一點還沒有引起同學們的高度關注。平時我們應多學習一些物質的前因后果,掌握物質的一些物理、化學參數,拓寬認知的視野。例如:三氧化硫熔點為16.8℃,沸點為44.8℃。常溫下三氧化硫為液態,標準狀況下三氧化硫為固態。

晶體硅是一種重要的非金屬材料。制備純硅的主要步驟如下:

①高溫下用碳還原二氧化硅制得粗硅;

③SiHCl3與過量H2在1000~1100℃反應制得純硅。

已知SiHCl3能與H2O強烈反應,在空氣中易自燃。請回答下列問題:

(1)第①步制備粗硅的化學反應方程式為____。

(2)粗硅與HCl反應完全后,經冷凝得到的SiHCl3(沸點33.0℃)中含有少量SiCl4(沸點57.6℃)和HCl(沸點-84.7℃),提純SiHCl3采用的方法為____。

(3)用SiHCl3與過量H2反應制備純硅的裝置如圖2(熱源及夾持裝置略去)。

圖2

①裝置B中的試劑是____,裝置C中的燒瓶需要加熱,其目的是____。

②反應一段時間后,裝置D中觀察到的現象是____,裝置D不能采用普通玻璃管的原因是____,裝置D中發生反應的化學方程式為____。

③為保證制備純硅實驗的成功,操作的關鍵是檢查實驗裝置的氣密性,控制好反應溫度以及____。

④為鑒定產品硅中是否含微量鐵單質,將試樣用稀鹽酸溶解,取上層清液后需再加入的試劑(填寫字母代號)是____。

a.碘水 b.氯水 c.NaOH溶液d.KSCN溶液 e.Na2SiO3溶液

解析:本題以純硅的制備信息為背景,將反應原理、反應條件、分離與除雜及物質的檢驗融為一體,全面考查考生運用信息去解決實驗問題的能力。試題中包含著多條新信息,設問方式新穎。題中既有制備原理方面的新信息,又有物理性質(沸點)方面的信息,考生在解題時充分利用題中的裝置信息、設問要求,結合實驗方面的原理,才能順利解決題設問題。

(2)粗硅與HCl反應完全后,經冷凝得到的SiHCl3(沸點33.0℃)中含有少量SiCl4(沸點57.6℃)和HCl(沸點-84.7℃),根據參考的沸點數據關系,提純SiHCl3采用的方法應是分餾。

(3)已知SiHCl3能與H2O強烈反應,在空氣中易自燃。用SiHCl3與過量H2反應制備純硅時,H2必須事先用濃硫酸進行干燥,排除整個裝置內的空氣。SiHCl3和H2是在1000~1100℃的條件下反應,不能在普通玻璃管中進行,應在耐高溫的石英玻璃管中進行。檢驗微量單質鐵的存在,先將試樣與鹽酸反應得到Fe2+,再應用氯水氧化Fe2+為Fe3+,然后,用KSCN溶液檢驗Fe3+,得到血紅色溶液。這種方法較用NaOH溶液的方法靈敏、現象明顯。

(2)分餾

(3)①濃硫酸 使滴入燒瓶中的SiHCl3汽化 ②有黑色固體生成 普通玻璃管不能耐Si+3HCl ③排除裝置中的空氣 ④bd

啟示:裝置的呈現就是一種信息,根據裝置各部分的功能就能理順解題思路。實驗操作的關鍵是裝置的作用和敘述中沒有說明的內容。

ⅥA族的氧、硫、硒(Se)、碲(Te)等元素在化合物中常表現出多種氧化態,含ⅥA族元素的化合物在研究和生產中有許多重要用途。請回答下列問題:

(1)S單質的常見形式為S8,其環狀結構如圖3所示,S原子采用的軌道雜化方式是。

圖3

(2)原子的第一電離能是指氣態電中性基態原子失去一個電子轉化為氣態基態正離子所需要的最低能量,O、S、Se原子的第一電離能由大到小的順序為____。

(3)Se原子序數為____,其核外M層電子的排布式為____。

(4)H2Se的酸性比H2S____(填“強”或“弱”)。氣態SeO3分子的立體構型為____, SO23-離子的立體構型為____。

(5)H2SeO3的K1和K2分別為2.7× 10-3和2.5×10-8,H2SeO4第一步幾乎完全電離,K2為1.2×10-2,請根據結構與性質的關系解釋:

①H2SeO3和H2SeO4第一步電離程度大于第二步電離的原因:____。

②H2SeO4比H2SeO3酸性強的原因: ____。

解析:(1)硫原子最外層有6個電子,由S8結構可知一個硫原子與另外兩個硫原子形成2個σ鍵,硫原子還余4個電子形成2對孤對電子,所以為sp3雜化。(2)同一主族元素從上往下第一電離能逐漸減小。(3)Se屬于第四周期第ⅥA族元素,原子序數比S大18,M層電子已經排滿,排布式為3s23p63d10。(4)H與Se形成的共價鍵鍵能小于H與S形成的共價鍵鍵能,所以H2Se比H2S容易電離,H2Se的酸性更強;Se原子孤對電子對數為,σ鍵個數為3,所以Se原子為sp2雜化,無孤對電子,SeO3為平面三角形;S原子孤對電子對數為,σ鍵個數為3,所以S原子為sp3雜化,含有一對孤對電子,為三角錐形。

答案:(1)sp3

(2)O>S>Se

(3)34 3s23p63d10

(4)強 平面三角形 三角錐形

(5)①第一步電離后生成的負離子較難再進一步電離出帶正電荷的氫離子

②H2SeO3和H2SeO4可表示為(HO)2SeO和(HO)2SeO2。H2SeO3中的Se為+4價,而H2SeO4中的Se為+6價,正電性更高,導致Se-O-H中O的電子向Se偏移,更易電離出H+

啟示:物質結構涉及較多新物質,沒有現成的答案,是能力板塊題材。S8分子中S原子的軌道雜化方式需要推算。

化合物X是一種環境激素,存在如下轉化關系:

化合物A能與FeCl3溶液發生顯色反應,分子中含有兩個化學環境完全相同的甲基,其苯環上的一硝基取代物只有兩種。1H-NMR譜顯示化合物G的所有氫原子化學環境相同。F是一種可用于制備隱形眼鏡的高聚物。

根據以上信息回答下列問題。

(1)下列敘述正確的是____。

A.化合物A分子中含有聯苯結構單元

B.化合物A可以和NaHCO3溶液反應,放出CO2氣體

C.X與NaOH溶液反應,理論上1mol X最多消耗6molNaOH

D.化合物D能與Br2發生加成反應

(2)化合物C的結構簡式是____,A→C的反應類型是____。

(3)寫出同時滿足下列條件的D的所有同分異構體的結構簡式(不考慮立體異構):____。

a.屬于酯類 b.能發生銀鏡反應

(4)寫出反應B→G的化學方程式:___。

(5)寫出反應E→F的化學方程式:___。

解析:這道題突破點在于A物質。化合物A能與FeCl3溶液發生顯色反應,A為酚。從A到C的變化可以想到是四個溴原子的取代反應。十五碳的A分子中含有兩個化學環境完全相同的甲基,其苯環上的一硝基取代物只有兩種,A的對稱性應較好。猜想為只有一個苯環結構是不可能成立的。超乎常規,猜想為兩個苯環的結構。將兩個甲基分散在兩個苯環上,有聯苯結構也不成立。最后,猜想兩個苯環外的三個碳原子中的兩個甲基不在苯環上。寫出一個結構:仔細辨識,A原來就是熱點物質雙酚A。再解框圖:X應為酯。A是酚,相當于醇,那么B就是羧酸了。由B到D、G的變化關系可知B為羥基羧酸。G的所有氫原子化學環境相同,則B根據反應變化和組成關系順推:B消去反應得D(甲基丙烯酸),甲基丙烯酸與乙二醇酯化生成的E為甲基丙烯果有同學見識較廣,閱讀廣泛,清楚記得制備隱形眼鏡的高聚物為何物,答案就一拍即合了。最后要明確的是1molX水解后得到了1molA和2molB。X為

答案:

(1)CD

啟示:能順利寫出A是解題的關鍵。合成X的結構也要清楚,是由兩個B和一個A得到的。推斷有機物可以從框圖中順推、逆推,或采用順推逆推相結合等方法得到答案,但是,有一類題不是這么輕松簡單的,它需要從某種物質中突破,然后才能進行順推或逆推。突破這種物質需要根據提示,不斷猜想,構造相應物質的結構,直到驗證確認是描述的物質。

(責任編輯 謝啟剛)