【中圖分類號(hào)】G633.55【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2013）11-0186-02

一、試題特點(diǎn)分析

1.考查依據(jù)

2013年新課標(biāo)考試大綱中有以下要求：了解我國(guó)無(wú)機(jī)化工的生產(chǎn)資源和產(chǎn)品的主要種類；了解化學(xué)對(duì)廢舊物資再生與綜合利用的作用；了解精細(xì)化工產(chǎn)品的生產(chǎn)特點(diǎn)及精細(xì)化工在社會(huì)發(fā)展中的作用。

2.考查的知識(shí)點(diǎn)

36題“化學(xué)與技術(shù)”模塊試題緊扣綠色化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展、環(huán)境保護(hù)等主題，圍繞新課標(biāo)考試大綱中的要求，依托兩種鋅錳電池的工作反應(yīng)原理和區(qū)別以及回收利用廢舊普通鋅錳電池的工藝原理等內(nèi)容，重點(diǎn)考查了學(xué)生正確運(yùn)用化學(xué)用語(yǔ)和有關(guān)化學(xué)知識(shí)解釋及解決生活與生產(chǎn)實(shí)際中化學(xué)問題的能力。具體考查了學(xué)生應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)原理中的原電池工作原理、電解工作原理及其應(yīng)用；化學(xué)實(shí)驗(yàn)中物質(zhì)制備和分離的知識(shí)、晶體知識(shí)、以及綠色化學(xué)的觀點(diǎn)、經(jīng)濟(jì)的視角分析實(shí)際生產(chǎn)中的各種問題的能力?？桃饪疾榱藢W(xué)生對(duì)陌生氧化還原方程式和特殊電極反應(yīng)式書寫的訓(xùn)練。

3.真題再現(xiàn)

36.[化學(xué)——選修2：化學(xué)與技術(shù)]（15）

鋅錳電池（俗稱干電池）在生活中的用量很大。兩種鋅錳電池的構(gòu)造圖如圖（a）所示。

回答下列問題：

（1）普通鋅錳電池放電時(shí)發(fā)生的主要反應(yīng)為：

Zn+2NH4Cl+2MnO2=Zn（NH3）2Cl2+2MnOOH

①該電池中，負(fù)極材料主要是____，電解質(zhì)的主要成分是____，正極發(fā)生的主要反應(yīng)是____。

②與普通鋅錳電池相比，堿性鋅錳電池的優(yōu)點(diǎn)及其理由是____。

（2）圖（b）表示回收利用廢舊普通鋅錳電池的一種工藝（不考慮廢舊電池中實(shí)際存在的少量其他金屬）。

①圖（b）中產(chǎn)物的化學(xué)式分別為A____，B____。

②操作a中得到熔塊的主要成分是K2MnO4。操作b中，綠色的K2MnO4溶液反應(yīng)后生成紫色溶液和一種黑褐色固體，該反應(yīng)的離子方程式為____。

③采用惰性電極電解K2MnO4溶液也能得到化合物D，則陰極處得到的主要物質(zhì)是____。（填化學(xué)式）

4.問題設(shè)置及評(píng)價(jià)

本題共有兩個(gè)大問題，每個(gè)大問題下設(shè)置了2—3個(gè)小問題。第一個(gè)大問題是基礎(chǔ)知識(shí)的再現(xiàn)考查。分值為6分。第一小問首先通過(guò)觀察判斷電極材料和電解質(zhì)主要成分，屬最基礎(chǔ)的識(shí)記知識(shí)，比較容易。接著要求寫出正極主要反應(yīng)，體現(xiàn)了對(duì)電極反應(yīng)式書寫技巧的能力測(cè)試。正確答案的種類有7種，因?yàn)樯晌镏械腪n（NH3）2Cl2學(xué)生非常陌生且不能正確分析其組成，這樣就大大提高了能力要求，得分率很低。第二小問比較說(shuō)明堿性鋅錳電池的優(yōu)點(diǎn)及其理由，一方面是課本現(xiàn)成文字的再現(xiàn)，魯科版教材上的原話；另一方面也是考查學(xué)生運(yùn)用綠色化學(xué)的觀點(diǎn)、經(jīng)濟(jì)的視角來(lái)觀察比較、分析解決實(shí)際生產(chǎn)中的問題的能力。標(biāo)準(zhǔn)答案雖然只列出了兩種，但是合理的答案有16種之多。

中學(xué)化學(xué)中涉及到的化工生產(chǎn)知識(shí)滲透綠色化學(xué)的觀點(diǎn)，具體體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：（1）節(jié)省資源，提高原料轉(zhuǎn)化率和利用率；（2）化工生產(chǎn)中尾氣或廢料的回收方法和處理裝置以防止或減少環(huán)境污染；（3）化工生產(chǎn)體現(xiàn)了綠色化學(xué)內(nèi)涵——設(shè)計(jì)新的化學(xué)反應(yīng)條件，降低對(duì)人類健康和環(huán)境的危害，減少?gòu)U棄物的產(chǎn)生和排放。在36題的問題設(shè)計(jì)和回答中都能體現(xiàn)。

第二個(gè)大問題是通過(guò)分析回收利用廢舊普通鋅錳電池的工藝流程圖，一方面推斷經(jīng)分離提純轉(zhuǎn)化的四種物質(zhì)的成分和化學(xué)式，滲透了物質(zhì)制備和分離的實(shí)驗(yàn)知識(shí)以及氧化還原反應(yīng)原理知識(shí)的考查；另一方面書寫操作b中反應(yīng)的離子方程式和電解K2MnO4溶液的陰極產(chǎn)物的判斷。滲透了對(duì)陌生氧化還原反應(yīng)方程式和特殊電極反應(yīng)式的書寫訓(xùn)練的考查。能力要求較高，問題難度較大，得分幾率較低。

二、試題解析

（1）①【解析】：根據(jù)原電池工作原理，失電子的一極為負(fù)極，分析普通鋅錳電池的電池反應(yīng)可知，Zn失電子生成Zn（NH3）2Cl2 負(fù)極材料為Zn，電解質(zhì)的主要成分為NH4Cl，正極的電極反應(yīng)的書寫，考慮到Zn（NH3）2Cl2的生成原理是ZnCl2結(jié)合了NH3所得產(chǎn)物，所以正極反應(yīng)應(yīng)該有NH3生成，那么NH4+參與了正極反應(yīng)，正極反應(yīng)的主要反應(yīng)為MnO2+NH4++e-= MnOOH+ NH3。根據(jù)電極反應(yīng)式的書寫習(xí)慣和要求，電極反應(yīng)式的其它合理答案還可以是：

1）2MnO2+2NH4++2e- = 2MnOOH+2NH3

2）MnO2 + NH4+ = MnOOH + NH3-e-

3）2MnO2 + 2NH4+ = 2MnOOH + 2NH3-2e-

②【解析】通過(guò)觀察普通鋅錳電池和堿性電池的構(gòu)造圖的不同以及電極反應(yīng)原理的分析，可以比較得出兩者之間的優(yōu)劣，總結(jié)出堿性電池的優(yōu)點(diǎn)和理由如下： 1）堿性電池不易發(fā)生電解質(zhì)的泄露，因?yàn)橄牡呢?fù)極改裝在電池的內(nèi)部；2）堿性電池使用壽命較長(zhǎng)，因?yàn)榻饘俨牧显趬A性電解質(zhì)中比在酸性電解質(zhì)中的穩(wěn)定性提高。

其它合理答案如下：1）大電流連續(xù)放電，理由是負(fù)極也由鋅片改為鋅粉反應(yīng)面積成倍增長(zhǎng)，使放電電流大幅度提高；2）單位時(shí)間所輸出的電能多（或儲(chǔ)電容量大），理由是電流大能夠連續(xù)放電； 3）存儲(chǔ)時(shí)間長(zhǎng)（或帶電時(shí)間長(zhǎng)），理由是堿性電池不發(fā)生自放電；4）利用率高，理由是鋅粉與氫氧化鉀充分接觸，反應(yīng)完全；5）環(huán)保（或安全），理由是為堿性電池有金屬外殼不易發(fā)生電解質(zhì)的泄露；6）酸性電池長(zhǎng)期使用會(huì)變軟而堿性電池不會(huì)，理由是酸性電池外殼用鋅制成，會(huì)參加反應(yīng)，外殼回變軟。

（2）①【解析】廢舊電池經(jīng)機(jī)械分離、水浸、過(guò)濾后能溶于水的只有NH4Cl 和Zn（NH3）2Cl2，加入稀鹽酸后反應(yīng)得NH4Cl和ZnCl2，再經(jīng)過(guò)濃縮結(jié)晶、過(guò)濾得固體仍然是NH4Cl和ZnCl2，加熱能變化再冷卻的化合物B的只有NH4Cl分解得NH3和HCl，冷卻后又結(jié)合成NH4Cl，所以化合物B為NH4Cl，那么化合物A就為ZnCl2。

②【解析】熔塊K2MnO4溶解后通入CO2，得到紫色溶液和黑褐色固體，根據(jù)常見化學(xué)物質(zhì)的特點(diǎn)，符合紫色溶液的應(yīng)該是KMnO4溶液，而黑褐色固體可能是C和MnO2 ，因?yàn)镵2MnO4具有較強(qiáng)的氧化性，不能將CO2還原為C，所以黑褐色固體應(yīng)該是MnO2，所以該反應(yīng)是K2MnO4發(fā)生了自身氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)物為KMnO4和MnO2，又因?yàn)槭菈A性環(huán)境CO2反應(yīng)得到CO32-。

反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

3K2MnO4+2CO2=2KMnO4+MnO2↓+2K2CO3

離子方程式為：

3MnO42-+2CO2=2MnO4-+MnO2↓+ 2CO32-

③【解析】電解K2MnO4溶液得到化合物D——KMnO4， MnO42- 失電子得到MnO4-，應(yīng)該是陽(yáng)極反應(yīng)。陰極要得到電子，自然是H+ 得電子生成H2，按照電解原理屬于放氫生堿的類型。所以陰極產(chǎn)物為H2和KOH，主要物質(zhì)為H2 。

三、答題錯(cuò)誤記錄

在2013年寧夏理綜的化學(xué)選考題中有3544名考生選擇了36題——化學(xué)與技術(shù)，占全區(qū)理科考生的十分之一，比例較往年有所上升。原因是考查的知識(shí)點(diǎn)學(xué)生不感到陌生，屬于主干知識(shí)中的一部分。雖然考試范圍屬于化學(xué)與技術(shù)，但是知識(shí)點(diǎn)的分布都在化學(xué)反應(yīng)原理的電化學(xué)知識(shí)。而且一上手問題就很簡(jiǎn)單，要求填負(fù)極材料和電解質(zhì)的主要成分。所以學(xué)生敢于下手去做。但是第二個(gè)大問題中涉及到陌生的K2MnO4、KMnO4和MnO2的相互轉(zhuǎn)化，學(xué)生就不知所云，沒了思路。丟分就很多。工藝流程主要是物質(zhì)的制備和分離的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，左半部不涉及復(fù)雜反應(yīng)的結(jié)晶、過(guò)濾、濃縮、冷卻等簡(jiǎn)單分離操作，屬于基本實(shí)驗(yàn)操作的考查，學(xué)生還能上手去判，但是有很多考生很遺憾將ZnCl2和NH4Cl判反了。工藝流程的右半部分，涉及兩個(gè)陌生的氧化還原反應(yīng)，考查力度和能力要求馬上提高了一個(gè)檔次，學(xué)生就更難拿到分了。第一問簡(jiǎn)單第二問難，工藝流程左半部簡(jiǎn)單右半部難，增加了本題的區(qū)分度。

具體典型錯(cuò)誤舉例如下：

第一個(gè)大問題中的第一小問中，①化學(xué)式和名稱書寫錯(cuò)誤：Zn寫出Ze、Zm ；NH4Cl寫出NH3Cl、NH4Cl2、HN4Cl等。氯化銨寫出氯化氨、氧化銨、氧化氨、氨化銨、氨化氨等。②電極材料判斷錯(cuò)誤：Zn Mg、Zn Cu、Zn Fe、Zn MnO2、Zn KOH等等。③把正極主要反應(yīng)式錯(cuò)答為反應(yīng)類型。原因主要是題目本身命制有漏洞，沒有把問題設(shè)置準(zhǔn)確，出現(xiàn)歧義。如果改為“主要反應(yīng)式是_____”，學(xué)生就不會(huì)誤答。④電極反應(yīng)式的書寫正確合理答案有7種，與7種答案對(duì)應(yīng)的錯(cuò)誤主要是不配平、得失電子的“+”“-”寫錯(cuò)；化學(xué)式寫錯(cuò)：NH3+ 、NH3- 、NH4-。⑤Zn（NH3）2Cl2不知怎么改寫以及NH4Cl沒有拆成離子形式。

第一個(gè)大問題中的第二小問中，①寫了一大堆優(yōu)點(diǎn)，不寫理由。②優(yōu)點(diǎn)和理由不相符。③錯(cuò)別字：奈用、環(huán)報(bào)、完全、代電、污小、染染小、從電多等等。

第二個(gè)大問題中的第一小問中，①化學(xué)式書寫錯(cuò)誤：Zn2Cl2、ZnCl、ZnCl3、 Zn2Cl 、NH3Cl 、NH4Cl2、HN4Cl 等等。②判斷完全錯(cuò)誤 ；③把ZnCl2 和NH4Cl寫反了。

第二個(gè)大問題中的第二小問中，①把離子方程式寫成了化學(xué)方程式。②離子方程式不配平。③化學(xué)式寫錯(cuò)。④完全錯(cuò)誤。

四、教學(xué)建議

化學(xué)與技術(shù)這道選考題，并沒有老師和學(xué)生們關(guān)注的工業(yè)制硫酸和硝酸、合成氨工業(yè)、侯氏制堿、海水的凈化與元素的提取、自來(lái)水的凈化、煤、石油和天然氣等綜合利用以及化肥、農(nóng)藥等在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用等熱點(diǎn)知識(shí)的考查，而是選擇了在平時(shí)教學(xué)中被老師和學(xué)生忽視和輕視的鋅錳電池進(jìn)行考查。在復(fù)習(xí)中老師和學(xué)生對(duì)鋅錳電池的電極書寫總是存在障礙，似曾相識(shí)但無(wú)法寫全，好像知道但無(wú)法說(shuō)清。在復(fù)習(xí)教學(xué)中提出以下建議：

（1）無(wú)機(jī)化工題已成為近幾年理綜高考的主要題型之一。在26題的無(wú)機(jī)元素化合物題和36題的化學(xué)與技術(shù)題中每年都有體現(xiàn)，師生要加以關(guān)注與研究。

（2）能否看懂工藝流程或生產(chǎn)流程圖是關(guān)鍵，也是難點(diǎn)。教師要帶領(lǐng)學(xué)生仔細(xì)研究，學(xué)會(huì)看流程圖，尋找突破口，解決新問題。

（3）加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)。物質(zhì)的制備和分離實(shí)驗(yàn)是“化學(xué)與技術(shù)”這類題經(jīng)常依托的基礎(chǔ)，侯氏制堿、海水的凈化與元素的提取、自來(lái)水的凈化、煤、石油和天然氣等綜合利用以及化肥、農(nóng)藥等在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用等熱點(diǎn)知識(shí)都有可能依托實(shí)驗(yàn)考查知識(shí)點(diǎn)。

（4）此類題實(shí)際考查的是學(xué)生應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)規(guī)律、化學(xué)平衡原理、水解理論、熱化學(xué)和電化學(xué)知識(shí)、物質(zhì)制備和分離的知識(shí)、晶體知識(shí)、綠色化學(xué)的觀點(diǎn)、經(jīng)濟(jì)的視角分析實(shí)際生產(chǎn)中的各種問題的能力。

（5）重視書寫陌生氧化還原方程式和特殊水解方程式以及電極反應(yīng)式的訓(xùn)練。

（6）分門別類的進(jìn)行專題訓(xùn)練，如水的處理、煤的加工、新材料的制備、金屬冶煉、綠色工藝等有關(guān)專題。