高考化學(xué) 易錯(cuò)題分析及啟示

■湖北省云夢(mèng)縣第一中學(xué) 劉丙武(特級(jí)教師)

高考化學(xué) 易錯(cuò)題分析及啟示

■湖北省云夢(mèng)縣第一中學(xué) 劉丙武(特級(jí)教師)

高考即將到來(lái),現(xiàn)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(shí)和能力要求,從容應(yīng)對(duì)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?？倲?shù)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(shù)據(jù)、體積數(shù)據(jù),圍繞溶質(zhì)的分子或離子數(shù)計(jì)算得出答案為C。其實(shí)不然。各瓶溶液所含微粒總數(shù)包含溶液中溶質(zhì)的分子和離子,還有溶劑水分子,現(xiàn)在所給定的溶液均為稀溶液,所以溶液中所含微粒大量來(lái)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(shù)。答案為D。

啟示:單純地計(jì)算溶質(zhì)的分子或離子數(shù)肯定是不對(duì)的。注意到溶液中有大量的水存在,答案就顯而易見了,計(jì)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(xué)思想。

某溫度下,將氯氣通入NaOH溶液中,充分反應(yīng)后得到NaCl、NaClO、NaClO3的混合溶液,經(jīng)測(cè)定,ClO-與ClO3-的物質(zhì)的量濃度之比為1∶3,則Cl2與NaOH溶液反應(yīng)時(shí),被還原的氯元素與被氧化的氯元素的物質(zhì)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(yīng)生成NaCl、NaClO,氯氣和NaOH溶液加熱時(shí)反應(yīng)生成NaCl、NaClO3?？梢韵胂蟋F(xiàn)在的某溫度下是同時(shí)發(fā)生了上述兩個(gè)反應(yīng)。2NaOH+Cl2??NaCl+NaClO+H2O, 6NaOH+3Cl2??5NaCl+NaClO3+3H2O。按照ClO-與ClO3-的物質(zhì)的量濃度之比為1∶3,疊加為總反應(yīng):20NaOH+10Cl2??16NaCl+NaClO+3NaClO3+10H2O,被還原的氯元素與被氧化的氯元素的物質(zhì)的量之比為16∶(1+3)=4∶1。答案為D。也可以通過(guò)分析氧化還原反應(yīng)過(guò)程進(jìn)行解答。寫出反應(yīng)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(jià)升高1價(jià),由Cl到ClO3-,化合價(jià)升高5價(jià),共升高1×1+ 3×5=16價(jià);由Cl到Cl-,化合價(jià)降低1價(jià),生成ClO-、ClO3-、Cl-濃度之比應(yīng)為1∶3∶16。所以被還原的氯元素與被氧化的氯元素的物質(zhì)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(shí)儲(chǔ)備,解答起來(lái)不是很吃力。后一種解法有所創(chuàng)新,更能體現(xiàn)解答問(wèn)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(zhì)的量分別是①n(I2)=2.5mol,很容易認(rèn)為答案是B。其實(shí)這里有一陷阱,②IO-3→I2反應(yīng)生成的碘有兩個(gè)來(lái)源:IO-3→I2,KI→I2。1molIO-3氧化KI時(shí),自身轉(zhuǎn)化得到了I2的物質(zhì)的量為0.5mol。正確的選項(xiàng)應(yīng)為D。

啟示:不能過(guò)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(guān)鍵,這也是題目設(shè)置的精彩所在。

用圖1所示實(shí)驗(yàn)裝置(夾持儀器已略去)探究銅絲與過(guò)量濃硫酸的反應(yīng)。下列實(shí)驗(yàn)不合理的是( )。

圖1

A.上下移動(dòng)①中銅絲可控制SO2的量

B.選用品紅溶液驗(yàn)證SO2的生成

C.②中選用NaOH溶液吸收多余的SO2

D.為確認(rèn)CuSO4生成,向①中加水,觀察顏色

解析:上下移動(dòng)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(yīng)生成SO2的量,這是一種控制反應(yīng)的簡(jiǎn)易操作。SO2可使品紅溶液褪色。SO2有毒,能與NaOH溶液反應(yīng)。銅與過(guò)量濃硫酸反應(yīng)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(xué)操作是一種隱含內(nèi)容。濃硫酸等熱點(diǎn)物質(zhì)有其特殊性。

設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,下列敘述正確的是( )。

(1)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下,33.6L氟化氫中含有氟原子的數(shù)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(shù)目為NA

(3)50mL18.4mol·L-1濃硫酸與足量銅微熱反應(yīng),生成SO2分子的數(shù)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(yīng),轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為0.6NA

解析:HF的沸點(diǎn)是19.5℃,標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下,氟化氫為液態(tài)。7.0g乙烯中所含氫原子數(shù)為NA,7.0g丙烯中所含氫原子數(shù)為NA,因此,常溫常壓下,無(wú)論7.0g乙烯與丙烯的混合物組成比例如何,含有氫原子數(shù)都為NA。50mL18.4mol·L-1濃硫酸與足量銅微熱反應(yīng),隨著反應(yīng)的進(jìn)行,硫酸變稀后,是不能與銅繼續(xù)反應(yīng)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(yīng)為可逆反應(yīng),0.1molN2和0.3molH2充分反應(yīng)也不能生成0.2molNH3,轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目小于0.6NA。答案為B。

啟示:標(biāo)準(zhǔn)狀況下氟化氫為液態(tài),這一點(diǎn)還沒有引起同學(xué)們的高度關(guān)注。平時(shí)我們應(yīng)多學(xué)習(xí)一些物質(zhì)的前因后果,掌握物質(zhì)的一些物理、化學(xué)參數(shù),拓寬認(rèn)知的視野。例如:三氧化硫熔點(diǎn)為16.8℃,沸點(diǎn)為44.8℃。常溫下三氧化硫?yàn)橐簯B(tài),標(biāo)準(zhǔn)狀況下三氧化硫?yàn)楣虘B(tài)。

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(guò)量H2在1000~1100℃反應(yīng)制得純硅。

已知SiHCl3能與H2O強(qiáng)烈反應(yīng),在空氣中易自燃。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:

(1)第①步制備粗硅的化學(xué)反應(yīng)方程式為____。

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

(3)用SiHCl3與過(guò)量H2反應(yīng)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(yīng)一段時(shí)間后,裝置D中觀察到的現(xiàn)象是____,裝置D不能采用普通玻璃管的原因是____,裝置D中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為____。

③為保證制備純硅實(shí)驗(yàn)的成功,操作的關(guān)鍵是檢查實(shí)驗(yàn)裝置的氣密性,控制好反應(yīng)溫度以及____。

④為鑒定產(chǎn)品硅中是否含微量鐵單質(zhì),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(hào))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(yīng)原理、反應(yīng)條件、分離與除雜及物質(zhì)的檢驗(yàn)融為一體,全面考查考生運(yùn)用信息去解決實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的能力。試題中包含著多條新信息,設(shè)問(wèn)方式新穎。題中既有制備原理方面的新信息,又有物理性質(zhì)(沸點(diǎn))方面的信息,考生在解題時(shí)充分利用題中的裝置信息、設(shè)問(wèn)要求,結(jié)合實(shí)驗(yàn)方面的原理,才能順利解決題設(shè)問(wèn)題。

(2)粗硅與HCl反應(yīng)完全后,經(jīng)冷凝得到的SiHCl3(沸點(diǎn)33.0℃)中含有少量SiCl4(沸點(diǎn)57.6℃)和HCl(沸點(diǎn)-84.7℃),根據(jù)參考的沸點(diǎn)數(shù)據(jù)關(guān)系,提純SiHCl3采用的方法應(yīng)是分餾。

(3)已知SiHCl3能與H2O強(qiáng)烈反應(yīng),在空氣中易自燃。用SiHCl3與過(guò)量H2反應(yīng)制備純硅時(shí),H2必須事先用濃硫酸進(jìn)行干燥,排除整個(gè)裝置內(nèi)的空氣。SiHCl3和H2是在1000~1100℃的條件下反應(yīng),不能在普通玻璃管中進(jìn)行,應(yīng)在耐高溫的石英玻璃管中進(jìn)行。檢驗(yàn)微量單質(zhì)鐵的存在,先將試樣與鹽酸反應(yīng)得到Fe2+,再應(yīng)用氯水氧化Fe2+為Fe3+,然后,用KSCN溶液檢驗(yàn)Fe3+,得到血紅色溶液。這種方法較用NaOH溶液的方法靈敏、現(xiàn)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(xiàn)就是一種信息,根據(jù)裝置各部分的功能就能理順解題思路。實(shí)驗(yàn)操作的關(guān)鍵是裝置的作用和敘述中沒有說(shuō)明的內(nèi)容。

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

(1)S單質(zhì)的常見形式為S8,其環(huán)狀結(jié)構(gòu)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(tài)電中性基態(tài)原子失去一個(gè)電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)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?yàn)開___。

(3)Se原子序數(shù)為____,其核外M層電子的排布式為____。

(4)H2Se的酸性比H2S____(填“強(qiáng)”或“弱”)。氣態(tài)SeO3分子的立體構(gòu)型為____, SO23-離子的立體構(gòu)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(qǐng)根據(jù)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)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(qiáng)的原因: ____。

解析:(1)硫原子最外層有6個(gè)電子,由S8結(jié)構(gòu)可知一個(gè)硫原子與另外兩個(gè)硫原子形成2個(gè)σ鍵,硫原子還余4個(gè)電子形成2對(duì)孤對(duì)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(shù)比S大18,M層電子已經(jīng)排滿,排布式為3s23p63d10。(4)H與Se形成的共價(jià)鍵鍵能小于H與S形成的共價(jià)鍵鍵能,所以H2Se比H2S容易電離,H2Se的酸性更強(qiáng);Se原子孤對(duì)電子對(duì)數(shù)為,σ鍵個(gè)數(shù)為3,所以Se原子為sp2雜化,無(wú)孤對(duì)電子,SeO3為平面三角形;S原子孤對(duì)電子對(duì)數(shù)為,σ鍵個(gè)數(shù)為3,所以S原子為sp3雜化,含有一對(duì)孤對(duì)電子,為三角錐形。

答案:(1)sp3

(2)O>S>Se

(3)34 3s23p63d10

(4)強(qiáng) 平面三角形 三角錐形

(5)①第一步電離后生成的負(fù)離子較難再進(jìn)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(jià),而H2SeO4中的Se為+6價(jià),正電性更高,導(dǎo)致Se-O-H中O的電子向Se偏移,更易電離出H+

啟示:物質(zhì)結(jié)構(gòu)涉及較多新物質(zhì),沒有現(xiàn)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(huán)境激素,存在如下轉(zhuǎn)化關(guān)系:

化合物A能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng),分子中含有兩個(gè)化學(xué)環(huán)境完全相同的甲基,其苯環(huán)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(xué)環(huán)境相同。F是一種可用于制備隱形眼鏡的高聚物。

根據(jù)以上信息回答下列問(wèn)題。

(1)下列敘述正確的是____。

A.化合物A分子中含有聯(lián)苯結(jié)構(gòu)單元

B.化合物A可以和NaHCO3溶液反應(yīng),放出CO2氣體

C.X與NaOH溶液反應(yīng),理論上1mol X最多消耗6molNaOH

D.化合物D能與Br2發(fā)生加成反應(yīng)

(2)化合物C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是____,A→C的反應(yīng)類型是____。

(3)寫出同時(shí)滿足下列條件的D的所有同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式(不考慮立體異構(gòu)):____。

a.屬于酯類 b.能發(fā)生銀鏡反應(yīng)

(4)寫出反應(yīng)B→G的化學(xué)方程式:___。

(5)寫出反應(yīng)E→F的化學(xué)方程式:___。

解析:這道題突破點(diǎn)在于A物質(zhì)?；衔顰能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng),A為酚。從A到C的變化可以想到是四個(gè)溴原子的取代反應(yīng)。十五碳的A分子中含有兩個(gè)化學(xué)環(huán)境完全相同的甲基,其苯環(huán)上的一硝基取代物只有兩種,A的對(duì)稱性應(yīng)較好。猜想為只有一個(gè)苯環(huán)結(jié)構(gòu)是不可能成立的。超乎常規(guī),猜想為兩個(gè)苯環(huán)的結(jié)構(gòu)。將兩個(gè)甲基分散在兩個(gè)苯環(huán)上,有聯(lián)苯結(jié)構(gòu)也不成立。最后,猜想兩個(gè)苯環(huán)外的三個(gè)碳原子中的兩個(gè)甲基不在苯環(huán)上。寫出一個(gè)結(jié)構(gòu):仔細(xì)辨識(shí),A原來(lái)就是熱點(diǎn)物質(zhì)雙酚A。再解框圖:X應(yīng)為酯。A是酚,相當(dāng)于醇,那么B就是羧酸了。由B到D、G的變化關(guān)系可知B為羥基羧酸。G的所有氫原子化學(xué)環(huán)境相同,則B根據(jù)反應(yīng)變化和組成關(guān)系順推:B消去反應(yīng)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(xué)見識(shí)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(guān)鍵。合成X的結(jié)構(gòu)也要清楚,是由兩個(gè)B和一個(gè)A得到的。推斷有機(jī)物可以從框圖中順推、逆推,或采用順推逆推相結(jié)合等方法得到答案,但是,有一類題不是這么輕松簡(jiǎn)單的,它需要從某種物質(zhì)中突破,然后才能進(jìn)行順推或逆推。突破這種物質(zhì)需要根據(jù)提示,不斷猜想,構(gòu)造相應(yīng)物質(zhì)的結(jié)構(gòu),直到驗(yàn)證確認(rèn)是描述的物質(zhì)。

(責(zé)任編輯 謝啟剛)