本刊編輯部整理

一、傳統(tǒng)文化中的化學(xué)知識

1.《本草經(jīng)集注》中記載有關(guān)鑒別消石(KNO3)和撲消(Na2SO4)的方法：“以火燒之，紫青煙起，云是真消石也”，上述記載中涉及物質(zhì)鑒別方法正確的是

( )

A.升華 B.焰色反應(yīng)

C.蒸餾 D.蒸發(fā)

【答案】B

【命題意圖】本題通過古籍原文考查傳統(tǒng)文化中的化學(xué)知識，意在考查學(xué)生證據(jù)推理與模型認知核心素養(yǎng)。

【解析】“以火燒之”符合焰色反應(yīng)的實驗操作，焰色反應(yīng)是鑒別鈉鹽與鉀鹽的常見方法，鉀元素的焰色反應(yīng)為紫色。

【作者單位 姓名】寧波市鄞州高級中學(xué) 王葉濃

2.下列說法正確的是

( )

A.《天工開物》中記載：“凡石灰經(jīng)火焚煉為用?！鹆Φ胶?，燒酥石性，置于風中久自吹化成粉”中的“粉”為CaO

B.《本草綱目拾遺》中對“強水”的記載：“性最烈，能蝕五金，其水甚強，惟玻璃可盛”，“強水”為氫氟酸

C.《格物粗談·果品》中記載：“紅柿摘下未熟，每籃用木瓜三枚放入，得氣即發(fā)，并無澀味?！蔽闹械摹皻狻笔侵敢蚁?/p>

D.《水經(jīng)注》中有如下記載：“屈茨二百里有山，夜則火光，晝則旦煙，人取此山石炭冶此山鐵，恒充三十六國用”，“山鐵”是單質(zhì)鐵

【答案】C

【命題意圖】本題通過中國傳統(tǒng)文化考查學(xué)生化學(xué)知識，考查學(xué)生證據(jù)推理與模型認知核心素養(yǎng)。

【解析】碳酸鈣煅燒生成氧化鈣，氧化鈣久置生成氫氧化鈣，氫氧化鈣吸收二氧化碳生成碳酸鈣，“凡石灰經(jīng)火焚煉為用?！鹆Φ胶?，燒酥石性，置于風中久自吹化成粉”中的“粉”為碳酸鈣，A項錯誤；“能蝕五金”說明其能腐蝕大多數(shù)金屬，“惟玻璃可盛”說明不與玻璃反應(yīng)，則不可能是HF，而HF與玻璃反應(yīng)，不可用玻璃制品盛放，B項錯誤；果實成熟過程中會釋放出乙烯，乙烯有催熟作用，可以使未成熟柿子加速成熟，C項正確；“山鐵”是指鐵礦石，鐵單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)較為活潑，自然界中很難以單質(zhì)形式存在，D項錯誤。

【作者單位 姓名】浙江省金華市艾青中學(xué) 劉樹載

3.明朝瞿佑《煙火戲》有詩云“天花無數(shù)月中開，五色祥云繞絳臺。墮地忽驚星彩散，飛空頻作雨聲來?！毕铝杏嘘P(guān)煙花敘述錯誤的是

( )

A.燃放過程會產(chǎn)生大量有害氣體和顆粒物

B.煙花的顏色涉及金屬的焰色反應(yīng)，屬于金屬的化學(xué)性質(zhì)

C.向煙花中添加鎂粉及其合金，可以使其顏色更加明亮

D.黏合劑使火藥能夠密封在彈丸中，增加了煙花的耐水性和機械穩(wěn)定性

【答案】B

【命題意圖】本題考查屬于化學(xué)與傳統(tǒng)文化考點，情境一般為日常生活情境或化學(xué)史料情境，以純文字或文字加圖像為題目形式?？疾槲镔|(zhì)的轉(zhuǎn)化與應(yīng)用，且以無機物為主。

【解析】煙花燃放后，產(chǎn)生大量SO2、CO2等有害氣體及顆粒物，A項正確。煙花的顏色涉及金屬的焰色反應(yīng)，但焰色反應(yīng)發(fā)生的是物理變化，B項錯誤；鎂燃燒發(fā)出耀眼的白光，向煙花中添加鎂粉及其合金，可以使其顏色更加明亮，C項正確；煙花中的火藥在強烈的撞擊下易發(fā)生爆炸意外，黏合劑可使火藥密封在彈丸中，提高煙花的耐水性和機械穩(wěn)定性，D項正確。

4.近日，我國科學(xué)家從中藥川芎的非藥用部位——莖葉中分離出某種有機物(結(jié)構(gòu)如圖1所示)，具有舒張血管作用，關(guān)于該化合物的有關(guān)敘述正確的是

( )

圖1

A.其分子式為C12H16O3

B.可發(fā)生加成聚合反應(yīng)

C.不能使酸性重鉻酸鉀溶液變色

D.1 mol該分子可與4 mol H2發(fā)生反應(yīng)

【答案】B

【命題意圖】本題以中藥川芎的非藥用部位分離出的有機物為情境載體，考查分子式、反應(yīng)類型、官能團性質(zhì)等知識?？疾閷W(xué)生信息理解能力、信息轉(zhuǎn)化能力以及理論聯(lián)系實際的能力，落實宏觀辨識與微觀探析、證據(jù)推理與模型認知等學(xué)科核心素養(yǎng)。

【解析】該有機物的分子式為C13H18O3，A項錯誤；該有機物含碳碳雙鍵，可發(fā)生加成聚合反應(yīng)，B項正確；碳碳雙鍵具有還原性，可使酸性重鉻酸鉀溶液變色，C項錯誤；該有機物中可與H2發(fā)生加成反應(yīng)的為2個碳碳雙鍵和1個酮基，1 mol該分子可與3 mol H2發(fā)生反應(yīng)，D項錯誤。

【作者單位 姓名】深圳市布吉高級中學(xué) 王弦

二、化學(xué)反應(yīng)機理

5.近期我國研究人員報道了溫和條件下實現(xiàn)固氮的一類三元NiFeV催化劑，圖2為其電催化固氮的機理示意圖。以下關(guān)于該電催化機理過程描述中錯誤的是

圖2

( )

A.反應(yīng)在酸性條件下進行

B.反應(yīng)過程涉及N2的電化學(xué)氧化

C.1個N2分子反應(yīng)生成2個NH3分子

D.反應(yīng)分多步進行，中間產(chǎn)物為幾種不同的氮氫化物

【答案】B

【命題意圖】本題以反應(yīng)歷程圖為載體，對化學(xué)反應(yīng)原理進行考查，考查學(xué)生運用知識、提取信息的能力，滲透對學(xué)科素養(yǎng)證據(jù)推理與模型認知的考查。

【解析】A項，據(jù)圖2可知該反應(yīng)過程有H+參與，所以在酸性條件下進行，A正確；B項，該過程中N2中的N元素化合價降低被還原，B錯誤；C項，由圖2可知1個N2分子依次結(jié)合3個H+生成一個NH3分子和N原子，之后N原子依次結(jié)合3個H+生成一個NH3分子，C正確；D項，由圖2可知每一步反應(yīng)中都結(jié)合一個H+，中間產(chǎn)物為幾種不同的氮氫化物，D正確。

【作者單位 姓名】浙江省金華市艾青中學(xué) 劉樹載

6.我國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種新型的CO2電化學(xué)還原催化劑——二維銻片(Sb)，在酸性條件下人工固碳裝置中反應(yīng)物在二維銻片表面催化競爭反應(yīng)，生成產(chǎn)物H2、HCOOH、CO的反應(yīng)歷程如圖3所示(圖3中吸附在催化劑表面的中間活性物質(zhì)全部為電中性，用*標注)，下列敘述正確的是

圖3

( )

A.該催化劑對生成HCOOH的催化效果最好

C.該催化劑對三個電極反應(yīng)的選擇性效果為HCOOH

【答案】A

【命題意圖】本題以學(xué)習(xí)探究情境為切入點，用反應(yīng)機理為情境載體，考查了催化劑的選擇性、基元反應(yīng)、活化能、電極反應(yīng)等知識?？疾閷W(xué)生信息理解能力、信息轉(zhuǎn)化能力，落實宏觀辨識與微觀探析、證據(jù)推理與模型認知等學(xué)科核心素養(yǎng)。

【作者單位 姓名】深圳市布吉高級中學(xué) 王弦

三、探究性實驗

7.(14分)“魚浮靈”是一種常用的化學(xué)增氧劑，其主要成分過氧碳酸鈉(2Na2CO3·3H2O2)具有Na2CO3和H2O2的雙重性質(zhì)，50℃開始分解，在異丙醇中溶解度較低。

Ⅰ.實驗室制備過氧碳酸鈉

圖4

(1)儀器X的名稱為________，恒壓滴液漏斗支管的作用為________________________。

(2)反應(yīng)結(jié)束后，為了獲得過氧碳酸鈉固體，可向反應(yīng)液中加入適量的________，再進行靜置、過濾、洗滌、________。

Ⅱ.探究“魚浮靈”的增氧原理

(3)學(xué)習(xí)小組對“魚浮靈”的增氧原理作出了如下假設(shè)：

假設(shè)1：________________________

假設(shè)2：Na2CO3催化H2O2分解，促進了O2的釋放

基于上述猜想，查閱文獻得知H2O2的酸性比H2CO3弱，得出假設(shè)1不成立。

(4)為進一步探究Na2CO3對H2O2的催化機理，學(xué)習(xí)小組利用數(shù)字化壓強傳感器進行驗證(假定錐形瓶內(nèi)起始壓強為0 kPa)，完成如下表1實驗設(shè)計。

表1

(5)實驗2與實驗3的相對壓強在儀器誤差范圍內(nèi)可認為相同，結(jié)合化學(xué)用語分析“魚浮靈”增氧的原理：______________________________(結(jié)合離子方程式)。

【答案】(14分，除標注外每空2分)

(1)球形冷凝管(1分) 平衡氣壓，使H2O2順利滴下(1分)

(2)異丙醇(1分) 低溫烘干(或真空干燥)(1分)

(3)Na2CO3與H2O2反應(yīng)生成了O2

②5 mL pH=8的Na2CO3溶液(只寫“Na2CO3溶液”不得分)

【命題意圖】本題以學(xué)習(xí)探究情境為切入點，用水產(chǎn)增氧劑“魚浮靈”為情境載體，考查基本實驗儀器及裝置作用、實驗基本操作、實驗設(shè)計、實驗數(shù)據(jù)分析等知識?？疾閷W(xué)生符號理解能力、信息獲取與加工能力、數(shù)據(jù)處理能力、分析與推測能力等，落實宏觀辨識與微觀探析、證據(jù)推理與模型認知、科學(xué)探究與創(chuàng)新意識等學(xué)科核心素養(yǎng)。

【解析】(1)儀器X的名稱為球形冷凝管；為了提高原料利用率，使用恒壓滴液漏斗盛裝H2O2，支管起到平衡氣壓，使H2O2順利滴下的作用。

(2)由題目信息可知，過氧碳酸鈉在異丙醇中溶解度較低，故可在反應(yīng)結(jié)束后，向反應(yīng)液中加入適量異丙醇，降低過氧碳酸鈉的溶解度使其從反應(yīng)液中析出，再進行靜置、過濾、洗滌、干燥。

(3)“魚浮靈”的主要成分過氧碳酸鈉(2Na2CO3·3H2O2)具有Na2CO3和H2O2的雙重性質(zhì)，H2O2可分解產(chǎn)生O2，故結(jié)合第2條假設(shè)，可推測假設(shè)1可能是Na2CO3和H2O2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生O2，假設(shè)1不成立，不成立的證據(jù)是H2O2的酸性比H2CO3弱，說明Na2CO3和H2O2不能發(fā)生反應(yīng)，進一步確定假設(shè)1為Na2CO3和H2O2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生O2；

【作者單位 姓名】深圳市布吉高級中學(xué) 王弦

8.某實驗小組對氯水成分和性質(zhì)進行研究。

表2

(1)新制氯水呈淺黃綠色，說明其中含有________(填化學(xué)式)，電子式為________。

(2)實驗1的現(xiàn)象表明，氯水具有酸性和________性。

(3)新制氯水中具有氧化性的氯元素微粒有__________(填化學(xué)式)，氯氣與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________。

(4)用化學(xué)用語說明實驗2中“紅色不褪去”的原因______________________________。

(5)某實驗小組為探究實驗3中“紅色不褪去”提出了如下假設(shè)：

假設(shè)一：氯水被稀釋

假設(shè)二：次氯酸生成沉淀

該小組設(shè)計實驗4、5驗證假設(shè)，請?zhí)顚懕?：

表3

假設(shè)二成立的化學(xué)方程式為________________________。

(2)漂白(或氧化)

(5)實驗4：1 mL蒸餾水，再加入2滴紫色石蕊試液 溶液變紅色，一段時間后，紅色褪去

實驗5：取上層清液，滴加2滴紫色石蕊溶液 顏色褪去

(2)實驗1中加入石蕊試液變紅色，表明溶液呈酸性，溶液紅色褪去，說明氯水因具有強氧化性而表現(xiàn)出漂白性。