2016年高考命题预测化学科《考查创新能力》题组

12016年高考命题预测——化学科《考查创新能力》题组皖智教育胡征善对创新意识和创新能力的考查是高考命题永恒的主题，“在命题中各学科应联系实际，深入探索考试的内容创新、形式创新、方法创新和手段创新，引导学生进行独立思考和创新实践，考查学生创新意识和创新素养，发挥高考在创新人才培养和选拔中的积极作用”（教育部考试中心主任姜钢）。高考化学命题在提供背景新颖、情境陌生的信息上做足了文章，例如2015年课标I卷第28（4）题：元反应的速率方程(质量作用定律)；可逆元反应平衡常数与速率常数的关系；速率方程表示的速率与平均反应速率的区别；改变反应条件对速率影响的坐标图的创新性呈现，等等。但我认为还应在引导中学化学教学重视创新素养(创新意识、创新思维、创新能力)的培育上多挖掘素材。为此特创编本题组，谈谈化学科考查创新能力试题的命制方法。【题1】时任中药研究所“523任务”研究组组长屠呦呦(2015年生理学或医学诺奖得主)从东晋名医葛洪撰写的中医《肘后备急方》有关“青蒿一握，以水二升渍，绞取汁，尽服之”的截疟记载中得到启发，用乙醚(熔点—116.3℃，沸点34.6℃)提取青蒿素，获得对多种疟原虫抑制率达到100%的疗效。下列有关说法错误的是（）青蒿(Artemisiacarvifolia)青蒿素的结构A、“以水二升渍，绞取汁”是指用冷水绞取而不是水煎B、青蒿素分子中含有酯基、醚键、过氧链C、青蒿素对热不稳定D、青蒿就是青蒿素【答案】D【创新亮点】本题将中华文明(中药方剂)与现代科技(诺奖、固液浸提)结合起来，考查青蒿素的结构辨认、青蒿素的组成与性质以及青蒿素在不同溶剂中的溶解性。【题2】工业上曾用电解60%硫酸溶液(或硫酸氢钾、硫酸氢铵浓溶液)制取过氧化氢，其生产流程如下：下列说法错误的是（）A、电解硫酸或酸式硫酸盐溶液，阳极反应为2SO42——2e—==S2O82—B、S2O82—具有强氧化性，H2S2O8是二元强酸C、减压蒸馏的目的是为了减少H2O2分解，蒸馏得到的另一组分可循环利用2D、由溶液A转化为溶液B发生了氧化还原反应【答案】D【解析】电解60%硫酸或酸式硫酸盐浓溶液，阳极反应如题给的方程式，阴极反应为2H++2e—=H2↑，A选项正确。S2O82—中含有过氧链，其结构为—O3S—O—O—SO3—，具有强氧化性，一定条件下能将Mn2+氧化为MnO4—；由溶液A中离子的表示形式可知H2S2O8是二元强酸(由S2O82—的结构联想到硫酸也可推知是强酸)，B选项正确。H2O2对热不稳定，减压可以在较低温度下实现蒸馏，蒸馏后得到的另一组分是含硫酸的溶液，可循环利用，C选项正确。溶液A转化为溶液B是S2O82—的水解，属于非氧化还原反应，D错误。【创新亮点】在电解水时，为了增加溶液的导电性可加入少量NaOH或H2SO4但不影响电解产物；用惰性电极电解水溶液，总强调其电解规律“在阳极最高价含氧酸根不放电而是水电离出的OH—放电”。而本题条件发生了改变——浓的酸性溶液也就是c(SO42—)很大而c(OH—)很小，因浓度的变化引起了SO42—和OH—还原性倒置，所以在阳极SO42—失电子生成S2O82—。联想1：粒子的氧化还原性除了取决本身的特性外，还受温度、浓度和介质的影响！联想2：在强调化学规律的同时，一定要注意规律的使用条件和应用范围。【题3】全钒液流电池储能技术及应用荣获2015年国家技术发明二等奖。全钒液流电池具有功率大、效率高、成本低、寿命长、绿色环保等特点，其结构如图所示：回答下列问题：（1）该电池放电时，正极反应为_______________________；充电时阴极反应为____________________。（2）当外电路中通过9650C电量时，通过质子交换膜的n(H+)=______。（3）该电池的质子交换膜为全氟离子膜，此膜具有成本低、选择性高、电导率高、__________、________等性能。（4）由于VO2+的强氧化性和V2+的强还原性，在制备该电池的电解液时，通常是先分别制得VO2+和V3+，然后通过电解而得到两池中电解液。以钒石煤为原料制备VO2+和V3+的工艺流程如下：①V2O5可与NaOH反应生成Na3VO4，结合上述流程说明V2O5属于_____(填相关的性质分类)氧化物。②比较SO2和VO2+的还原性___________；其理由是(以离子方程式表示)_______________；比较V2+和Zn2+的氧化性______________，其理由是_________________________________。③上述流程中加过量氨水的作用是__________________________________。【答案】（1）VO2++e—+2H+=VO2++H2OV3++e—=V2+（2）0.1mol(因为电路中通过0.1mole—)3（3）耐酸腐蚀，抗氧化性（4）①两性——既能与酸反应生成盐[(VO2)2SO4]和又能与碱反应生成盐和水②还原性SO2强于VO2+2VO2++SO2=2VO2++SO42—氧化性Zn2+强于V2+溶液中过量Zn与V2+不反应(或能共存)③提供OH—使V2+形成V(OH)2沉淀；作除杂试剂，使V(OH)2中不混有Zn(OH)2杂质【创新亮点】情境[背景]创新：以荣获2015年国家技术发明二等奖的全钒液流电池储能技术及应用为载体，考查钒、锌元素及其化合物的性质、电化学原理、全氟高聚物的性质。设问创新：（1）将直流电路中(包括外电路和内电路)通过电量处处相等转化为内电路的离子迁移；（2）利用反证法证明V2+和Zn2+的氧化性——因为V2+和Zn能共存，说明不反应，若反应V2++Zn=V+Zn2+则V2+氧化性强于Zn2+的氧化性，不反应说明Zn2+氧化性强于V2+的氧化性，换言之此反应能逆向自发进行；（3）Zn(OH)2难溶于水。根据流程显示V(OH)2中没有Zn(OH)2，说明Zn(OH)2(形成[Zn(NH3)4]2+)被除去，而V(OH)2沉淀不溶于氨水。（4）全氟离子膜与电解液接触，从电解液的酸性和氧化性上可以推得交换膜必须具备的性能。【题4】草酸晶体(H2C2O4·2H2O)无色，易溶于水，熔点为101℃(失水后能升华)，170℃以上分解。其钠、钾、铵盐均易溶于水，而钙盐难溶于水。某实验探究小组对草酸晶体进行加热，并验证其分解产物。abc（1）加热草酸晶体最适宜选用____(填上述装置编号)，不选其它装置的原因是：_______________________________。（2）若将产生的气体直接通入澄清石灰水来检验分解产物中是否含CO2，请你评价正确与否并作简要的解释________________________________________________________。（3）用下列装置检验草酸的分解产物H2O(g)、CO2和CO。将这种混合气体依次通过____________________(填下列装置中接口的字母，可重复使用)。（4）能否依据Fe2O3质量的减轻来计算分解产生CO的量？____，其原因是：__________________________________。（5）有同学设计下列装置来证明Fe2O3反应后的固体中含有单质铁，你认为可行吗？____，其原因是：_____________________；图中安全漏斗的作用是_________________________。（6）设计实验证明草酸是弱酸：__________________________________________。【答案】（1）c草酸晶体熔点为101℃，加热熔化为液体从导气管中流出，所以不用a；当4170℃以上草酸晶体失去结晶水而成固体，分解生成的水蒸气在试管口冷凝为液体，流回到热的试管底部，使试管炸裂。（2）不能，草酸受热升华，草酸蒸气进入澄清石灰水生成难溶于水的草酸钙沉淀（3）d、ca、bf、ek、jg(或h)、h(或g)a、bi（4）不能，生成的CO没有完全与Fe2O3反应（5）可行，Fe2O3反应后的固体中，只有单质铁才能与稀盐酸反应放出气体(或Fe2O3反应后的固体中，其它物质与稀盐酸反应不产生气体)加盐酸时弯管处存有液体，防止产生的气体从漏斗中逸出（6）常温下测定已知浓度c(H2C2O4)[或c(NaHC2O4)]溶液的pH，若溶液pH—lgc(H2C2O4)[或pH—lgc(NaHC2O4)]，则H2C2O4为弱酸（不能通过测定Na2C2O4溶液或未知浓度NaHC2O4溶液的pH来证明）【创新亮点】本题创新点颇多。（1）对加热草酸晶体装置的筛选并进行评价——需要接受“草酸晶体熔点为101℃(失水后能升华)，170℃以上分解”信息，并结合液体流向，热试管遇冷炸裂等知识解决题设问题。（2）证明Fe2O3被CO还原后的固体中是否含单质铁——还原产物有什么(还原所得的产物Fe、FeO和Fe3O4均是黑色粉末)？这些产物分别与H+反应现象有何不同？安全漏斗的构造(联想U型管)。（3）证明草酸是弱酸——实验方案设计；要求知道二元酸与一元酸的不同(证明一元酸的强弱最佳方法是测常温下其钠盐NaA溶液的pH，若pH7证明HA是弱酸。但若常温下测得Na2C2O4溶液pH7，只能说明草酸的第二级电离是可逆电离，不能说明草酸的第一级电离是可逆电离——若第一级电离是完全电离后一级为可逆电离的多元酸也是强酸。若常温下测NaHC2O4溶液pH，因其pH7，无法证明草酸是弱酸。依据同温同浓度的NaClO溶液和NaHCO3溶液的pH，无法判断HClO和H2CO3的酸性——详见胡征善《2014年课标Ⅱ卷一道化学选择题没有答案》)；知道不同二元酸的区别(如测NaHCO3溶液pH7，可以说明碳酸是弱酸）【题5】阿尔阔(Alcoa)法冶铝是电解无水AlCl3的熔盐混合物制铝，其生产流程如下(其中虚线是电解Al2O3制铝)：（1）滤液B中加入___________(填化学式)转化为NaOH溶液循环利用；在上述转化中除气体A外，还有____可循环利用。（2）写出Al2O3转化为无水AlCl3的化学方程式______________________________；如何从反应后的混合气体中分离出无水AlCl3？_________（3）NaCl—KCl混合盐熔化温度随NaCl的物质的量的分数[x(NaCl)]变化曲线如下图：①KCl的熔点为_______；在熔点最低时，NaCl的质量分数为______________(列出计算式，不必算出结果)。5②无水AlCl3在NaCl—KCl熔盐中熔解并电离，经测定此混合熔液中含有大量[AlCl4]—，其离子方程式为___________________________；此混合熔液的电荷守恒式为____________________________(假设含铝的微粒只有Al3+和[AlCl4]—)；电解此混合熔液阴极反应为___________，其原因是________________；从电解过程来分析阿尔阔法冶铝的优点是_____________________。【答案】（1）Ca(OH)2气体B或Cl2（2）2Al2O3+6Cl2+3C=============4AlCl3+3CO2冷凝（3）①771℃0.506×58.5/(0.506×58.5+0.494×74.5)②Al3++4Cl—[AlCl4]—或AlCl3+Cl—[AlCl4]—n(Na+)+n(K+)+3n(Al3+)=n(Cl—)+n(AlCl4—)Al3++3e—=Al或[AlCl4]—+3e—=Al+4Cl—氧化性Al3+大于Na+、K+，优先在阴极得电子NaCl—KCl混合盐易得；低温(~660℃)电解，节约能源【创新亮点】本题创新点较多。（1）AlCl3是共价化合物，熔点190℃(2.5atm)，常压下177.8℃升华，熔融时以双聚分子存在，因此不能通过电解熔融的无水AlCl3来制备单质Al。但是不能认为通过电解AlCl3不能制得单质Al，正如不