高考化学《矿石资源化石燃料》.docx
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高考化学《矿石资源化石燃料》
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《“设计”一座硫酸厂》从硫酸的原料、合成、厂址的选择的角度来介绍相关知识，在这些方面联系着很多高考的热点：
硫及硫的化合物的性质、硫及硫的化合物相关实验、环境保护问题等等。
我查阅了2001年以来的高考题，发觉本节知识在历年高考中占有重要的地位—平均每年都有10分左右题目在这里出现，并且更多的是以实验的形式出现。
通过仔细分析研究，我选出这几年高考中相关的几个代表性题目，供大家参考学习，以便大家明白学习本节的目标和重要性。
例1．（2001年）长期存放的亚硫酸钠可能会被部分氧化，现通过实验来测定某无水亚硫酸钠试剂的纯度。
实验步骤如下：
①称量ag样品，置于烧杯中。
②加入适量蒸馏水，使样品溶解。
③加入稀盐酸，使溶液呈强酸性，再加过量的BaCl2溶液。
④过滤，用蒸馏水洗涤沉淀。
⑤加热干燥沉淀物。
⑥将沉淀物冷却至室温后，称量。
⑦重复⑤、⑥操作直到合格，最后得到bg固体。
回答下面问题：
（1）本实验中是否能用Ba（NO3）2代替BaCl2？
其理由是：
______________________。
（2）步骤③中加盐酸使溶液呈强酸性的目的是：
__________________________。
（7）步骤⑦的“合格”标准是：
______________________________________________。
（8）实验测得样品中无水亚硫酸钠的质量分数是：
____________________________。
（列出算式，不需化简）
答案：
（1）不能；在酸性溶液中，NO3－能将SO32－氧化成SO42－，造成结果错误
（2）保证得到的沉淀都是BaSO4，没有BaSO3（3）连续两次称量的质量不变（4）
例2．（2003年）拟用下图装置制取表中的四种干燥、纯净的气体（图中铁架台、铁夹、加热及气体收集装置均已略去；必要时可以加热；a、b、c、d表示相应仪器中加入的试剂）。
气体
a
b
c
d
C2H4
乙醇
浓H2SO4
NaOH溶液
浓H2SO4
Cl2
浓盐酸
MnO2
NaOH溶液
浓H2SO4
NH3
饱和NH4Cl溶液
消石灰
H2O
固体NaOH
NO
稀HNO3
铜屑
H2O
P2O5
（1）上述方法中可以得到干燥、纯净的气体是。
（2）指出不能用上述方法制取的气体，并说明理由（可以不填满）
①气体，理由是。
②气体，理由是。
③气体，理由是。
④气体，理由是。
答案：
（1）NO2）①C2H4；装置中没有温度计，无法控制反应温度②Cl2；反应生成的Cl2被c中的NaOH溶液吸收了③NH3；反应生成的NH3被c中的H2O吸收了
例3．（2004年）强热硫酸亚铁固体可发生如下反应，2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑，若将此反应生成的气体通入BaCl2溶液中，则（）
A、析出BaSO3沉淀B、析出BaSO4沉淀
C、逸出SO3气体D、逸出SO2气体
答案：
BD
例4：
（2003年）对某酸性溶液（可能含有Br－，SO42－，H2SO3，NH4＋）分别进行如下实验：
①加热时放出的气体可以使品红溶液褪色
②加碱调至碱性后，加热时放出的气体可以使润湿的红色石蕊试纸变蓝；
③加入氯水时，溶液略显黄色，再加入BaCl2溶液时，产生的白色沉淀不溶于稀硝酸
对于下列物质不能确认其在溶液中是否存在的是（）
ABr－BSO42－CH2SO3DNH4＋
答案：
B
对比中寻求解题策略
解题策略对于考生来说重要性不言自明，解题策略也就是考试战略，大到一次全面的考试具体方略，小到一个题目的解题技巧。
每个小题的解题方法和技巧加和起来组成一次考试的策略，但是不同试题，需要不同的方法和技巧，不能一尘不变，要因题而异，在变化中寻求最适合这种题的策略。
下面我选择两个有关硫及硫的化合物的高考试题，来谈一下解题策略。
首先看2002年广东高考化学试卷的17题：
根据下图回答问题：
（1）上述装置中，在反应前用手掌紧贴烧瓶外壁检查装置的气密性，如观察不到明显的现象，还可以用什么简单的方法证明该装置不漏气。
答
（2）写出浓硫酸和木炭粉在加热条件下发生反应的化学方程式：
（3）如果用图中的装置检验上述反应的全部产物，写出下面标号所表示的仪器中应加入的试剂的名称及其作用：
A中加入的试剂是，作用是。
B中加入的试剂是，作用是。
C中加入的试剂是，作用是除尽气体。
D中加入的试剂是，作用是。
（4）实验时，C中应观察到的现象是。
此题出看上去比较难，如果认真考虑（但是要按一定的顺序），我们从上向下看实验装置，研究反应装置，可以看出：
从浓硫酸长颈漏斗加入圆底烧瓶内和碳粉混合，在加热条件下，发生反应：
2H2SO4（浓）＋C
CO2↑＋2SO2↑＋2H2O，因此我们需要检验的物质有三种：
CO2、SO2、H2O，然后从左到右看，结合要检验的物质的性质的异同，首先要检验水，由于CO2和SO2有相同之处，会对检验造成影响，所以在检验完SO2后必须要除去它才能继续检验CO2。
这样，题目就一目了然了。
答案：
（1）反应前点燃酒精灯，加热烧瓶一小会儿。
在瓶B、C、D中出现气泡，熄灭酒精灯，瓶B、C、D中导管液面上升，证明该装置不漏气。
（2）2H2SO4（浓）＋C
CO2↑＋2SO2↑＋2H2O（3）无水硫酸铜；检验H2O；品红溶液；检验SO2；足量酸性KMnO4溶液；SO2；澄清石灰水；检验CO2（4）导管有气泡冒出；溶液紫色逐渐变浅；瓶底有少量黑色固体生成。
与上一题相比，2005年广东高考化学卷的20就更加难一点：
研究性学习小组进行SO2的制备及性质探究实验。
（1）根据反应Na2SO3（固）+H2SO4（浓）＝Na2SO4+SO2↑+H2O，制备SO2气体。
①用下列简图，在答题卡的方框中画出制备并收集SO2的实验装置（含试剂）示意图。
②实验过程中，使用分液漏斗滴加浓硫酸的操作是_____________________________。
（2）将SO2气体分别通入下列溶液中：
①品红溶液，现象是_______________________________________________________；
②溴水溶液，现象是_______________________________________________________；
③硫化钠溶液，现象是_____________________________________________________。
（3）有一小组在实验中发现，SO2气体产生缓慢，以致后续实验现象很不明显，但又不存在气密性问题。
请你推测可能的原因并说明相应的验证方法（可以不填满）。
①原因_____________________；验证方法__________________________。
②原因_____________________；验证方法__________________________。
③原因_____________________；验证方法__________________________。
此题不但要会看图还要会组装仪器，难度就加大了，但是万变不离其中，题目的内容总是和它要考擦的内容一致。
根据反应原理，我组装仪器应该按照：
反应装置→干燥或除杂质装置→检验装置→尾气吸收装置，在同一组装置内按照从上向下的原则组装。
组装好后，再结合题目认真考虑，与上题对比找出共性。
答案：
.
（1）①如右图配置②打开分液漏斗上口的活塞，旋开分液漏斗的旋塞，缓慢滴加。
（2）①溶液褪色②溶液褪色③有浅黄色沉淀（或溶液变浑浊）（3）①NaSO3变质；取待测试样于试管中，加适量蒸馏水配成溶液，先滴入足量稀盐酸，再滴入BaCl2，溶液有白色沉淀生成，则证明该NaSO3固体变质②不是浓硫酸；用洁净玻璃棒蘸取待测试样，涂白纸不变黑，则证明该溶液不是浓硫酸
由此可以看出，只要是有关带有装置的实验题关键在于结合题目有关条件来研究装置，研究试验装置是有一定策略的，一般是按照：
从上到下、从左到右的策略，这样就不会漏掉相关内容，当把题目装置看完后，组装仪器和题目解答都出来了！
金属冶炼解析及典型例题
广东杨关敬
金属的冶炼方法和金属活动性有着很大的关系，金属的活泼程度不同，对应的冶炼方法也截然不同，根据不同金属的活动性，冶炼方法大致如下：
（1）K、Ca、Na、Mg、Al等活泼金属：
一般采用的是电解熔融盐或氧化物的方法冶炼。
（2）Zn、Fe、Sn、Pb、Cu等金属，一般采用还原剂（如CO、H2、C）等高温还原的方法冶炼，必要时再进一步精炼。
（3）Hg、Ag等较不活泼的金属，一般采用高温分解相应的化合物的方法冶炼。
但是人们根据生产条件的变化，同一种金属也可能采用多种冶炼方法，因此在试题的表达中，就会出现不同类型，现举例如下：
【例1】不能用热分解法制得的金属是（）
A．FeB．AgC．MgD．Hg
【解析】热分解法一般用于很不活泼银、汞等金属的冶炼，它们的化合物大多不稳定，比如氯化银受热时能够分解为相应的单质金属，而活泼金属的化合物一般相当稳定，加热是很难分解。
因此，比较活泼的铁和镁不能够通过热分解法制的。
答案：
AC
【例2】将nmol木炭粉和1mol氧化亚铁在反应器中混合，隔绝空气加强热．
（1）可能发生的化学反应有：
④_____________________
（2）若n<
，充分反应后，反应器中的固体物质是____，气体产物是___________
（3）若n>4，充分反应后，反应器中的固体物质是____，气体产物是___
（4）若反应的气体产物是混合物。
n的取值范围是：
_________．
（5）若反应的气体产物是混合物，且混合物中CO和CO2的物质的量相等，则n的值为_________．
【解析】
（1）由反应①、②、③可知，可能发生的反应④为
（2）、（3）、（4）和（5）问为多步反应的计算问题，凡多步反应的计算问题首先要
通过过程反应找出总反应．此题中①、③为过程反应，总反应为
然后通过总反应（有时要结合过程反应）来求解．
（2）由反应②
当n<
时FeO过量，故充分反应后，反应器中的固体物质是FeO和Fe；气体产物是CO2．
（3）当n>4时，由②知碳过量，发生反应④：
②和④两反应共消耗碳
mol十
mol=1mol<4mol，在④反应中碳亦过量，故反应器中固体物质是C和Fe；气体产物是CO．
（4）若反应的气体产物是混合物，则对于②反应，C过量，即n>
，对于④反应C不足量，即n<
+
=1，综合即得
（5）若反应后的气体产物是混合物，且n（CO）=n（CO2），则对于②反应FeO全反应消耗C为
mol，产生CO2
mol．在④反应中设消耗的C的物质的量为x．
由于n（CO）=n（CO2），所以
mol—x=2x，x=
mol，故共消耗C为
mol+
mol=
mol，即n=
mol．
答案：
⑴
⑵固体物质是FeO和Fe；气体产物是CO2⑶固体物质是C和Fe；气体产物是CO．⑷
mol．
【例3】（2005年上海）下列金属冶炼的反应原理，错误的是（）
A.2NaCl（熔融）
2Na＋Cl2↓
B.MgO＋H2
Mg＋H2O
C.Fe3O4＋4CO
3Fe＋4CO2
D.2HgO
2Hg＋O2↑
【解析】K～Al等活泼金属不能用普通的还原剂把它们还原出来，一般采用的是电解熔融盐或氧化物的方法冶炼，而Zn～Cu等金属可以用还原剂（如CO、H2、C）等高温还原的方法冶炼，必要时再用其他方法（比如铜的精炼）进一步精炼，更不活泼的金属由于他们的化合物更不稳定，因此一般采用热分解法冶炼。
答案：
B
【例4】在一定条件下可实现下图所示物质之间的变化：
请填写以下空白：
（1）孔雀石的主要成分是CuCO3·Cu（OH）2（碱式碳酸铜），受热易分解，上图中的F是_________。
（2）写出明矾溶液与过量的NaOH溶液反应的离子方程式
（3）图中所得G和D都是固体，混合后在高温下可发生反应，写出该反应的化学方程式：
_______。
（4）每生成1molD，同时生成______molE。
【解析】根据不活泼金属碳酸盐受热易分解成金属氧化物和CO2，以及不活泼金属的氢氧化物受热易分解成金属氧化物和H2O的规律，可推知孔雀石的分解产物为CuO、CO2和H2O，由题意知G为固体即CuO，则F为气体CO2。
根据明矾的组成以及Al的性质可知A为含有Na[Al（OH）4]的溶液。
根据电解冶炼铝可以得到金属铝，推知D为Al，E为O2，用Al作还原剂可以还原CuO。
答案：
⑴CO2⑵Al3+＋4OH－-=Al（OH）4-⑶2Al＋3CuO
3Cu＋Al2O3⑷0.75mol
析氢和吸氧腐蚀解题判断
电化学腐蚀在自然界广泛存在，也是考试的重点内容之一。
但是电化学腐蚀根据环境的不同，发生电化学腐蚀的方式也不一样，在中性或者弱酸性环境中发生的是“吸氧腐蚀”，而在酸性环境中发生的是“析氢腐蚀”。
由于条件弱酸性和酸性具有交叉性，因此很多同学在这里容易产生误解，下面我们看两个题目，找出具体的窍门。
【例1】下列有关金属腐蚀的说法中正确的是（）
①金属的腐蚀全部是氧化还原反应②金属的腐蚀可分为化学腐蚀和电化腐蚀，只有电化腐蚀才是氧化还原反应，③因为二氧化碳普遍存在，所以钢铁的电化腐蚀以析氢腐蚀为主。
④无论是析氢腐蚀还是吸氧腐蚀，总是金属被氧化。
A.①③B.②③C.①④D.①③④
【分析】电化学腐蚀是一个有电子转移的反应，因此一定是一个氧化还原反应，①是对的，无论化学腐蚀还是电化学腐蚀②是错的；这题难就难在③，由于酸性和弱酸性很难界定，教材上也没明确划分，很多人认为空气中有大量的二氧化碳溶于水中使得溶液显示酸性，所以是以析氢腐蚀为主，而没有考虑到二氧化碳在空气中的浓度很低形成的溶液酸性非常弱，故是以吸氧腐蚀为主，③错，④对，所以在考虑腐蚀问题我们要考虑清楚他所给的条件的具体情况，不能盲目做出答案。
答案：
C
【例2】（2003·春季高考）家用炒菜铁锅用水清洗放置后，会出现红棕色锈斑，在此变化过程中没有发生的化学反应（）
A．4Fe（OH）2＋2H2O＋O2=4Fe（OH）3↓
B．2Fe＋2H2O＋O2=2Fe（OH）2↓
C．2H2O＋O2＋4e-→4OH
D．Fe→Fe3++3e-
【分析】生活中的电化学是近几年高考的一个热点,本题是借助生活知识考察电化学腐蚀知识的题目.洗过的锅放在空气中,由于已经洗干净,可以判断是处于中性的环境中,发生的主要是吸氧腐蚀,负极发生的反应是:
Fe→Fe2++2e-,正极发生的反应是:
2H2O＋O2＋4e-→4OH－总的反应方程式是:
2Fe＋2H2O＋O2=2Fe（OH）2↓,由于氢氧化亚铁在空气中很容易被氧化,被氧化成氢氧化铁：
4Fe（OH）2＋2H2O＋O2=4Fe（OH）3↓
两道电化学高考题赏析
例1．（1999年全国高考化学题）氢镍电池是近年开发出来的可充电电池，它可以取代会产生污染的铜镍电池。
氢镍电池的总反应式是：
（1/2）H2+NiO（OH）Ni（OH）2
根据此反应式判断下列叙述中正确的是（）
A．电池放电时，电池负极周围溶液的pH不断增大
B．电池放电时，镍元素被氧化
C．电池充电时，氢元素被还原
D．电池放电时，H2是负极
分析：
电池的充、放电互为相反的过程，放电时是原电池反应，充电时是电解池反应。
根据氢镍电池放电时的总反应式可知，电解质溶液只能是强碱性溶液，不能是强酸性溶液，因为在强酸性溶液中NiO（OH）和Ni（OH）2都会溶解。
这样可写出负极反应式：
H2+2OH--2e-==2H2O，H2为负极，附近的pH应下降。
放电时镍元素由+3价变为+2价，被还原，充电时氢元素由+1价变为0价，被还原。
故答案为C、D项。
答案：
CD
例2（2000年全国高考理综题）钢铁发生电化学腐蚀时,负极发生的反应（）
A．2H++2e-==H2B．2H2O+O2+4e-==4OH-
C．Fe-2e-==Fe2+D．4OH-+4e-==2H2O+O2
分析：
钢铁在潮湿的空气中发生电化学腐蚀时，负极为铁，正极为碳，电解质溶液为溶有O2或CO2等气体的水膜。
当水膜呈弱酸性或中性时发生吸氧腐蚀，负极反应为：
Fe-2e-==Fe2+，正极反应为：
2H2O+O2+4e-==4OH-；当水膜呈酸性时发生析氢腐蚀，负极反应为：
Fe-2e-==Fe2+，正极反应为：
2H++2e-==H2。
钢铁的电化学腐蚀以吸氧腐蚀为主。
故答案为C项。
答案：
C
激情燃烧的岁月
随着经济、科技的发展，环保意识、健康意识、生活水平不断提高，人们对生活质量的要求越来越高，对周围环境的要求越来越高，对能源的需求也越来越大，下面就燃料问题作一下简单分析：
例1.环境保护是我国的一项基本国策，汽车尾气中的氧化铅严重污染了空气，危害人体健康，因此我国政府下文从2001年2月1日起，全国停止生产含铅汽油，近年来，为了防止汽油中所含铅的污染，许多城市的大街上出现了环保型出租专用车，该车型采用PLG+汽油的双燃料系统，其尾气中有害气体的成分较普通车型下降了80%左右，减轻了汽车尾气排放对环境造成的污染。
绿色汽车可避免有毒的铅、苯的同系物以及稠环芳烃的排放。
试回答：
（1）下列物质不属于上述有害气体的是：
A.CO和CO2B.NO和NO2C.CO2和H2OD.炭粒和含铅化合物
（2）无铅汽油的含义是
A.汽油中绝对不含有铅元素B.汽油中不人为加入铅元素
C.汽油中含铅元素在一定指标范围内D.以上都不正确
题目分析：
本题以社会热点问题“环境保护”为背景，以环保型汽车切题，对含铅汽油、汽车尾气进行考查，这是与学生日常生活、人类的健康安全密切相连的问题，可以对学生进行环保意识教育，考查学生对社会知识的掌握情况。
要讲清无铅汽油，先要说说什么是含铅汽油。
含铅汽油中的铅是加进去的，人们发现，在汽油中加入少量的铅，可以大幅度提高汽车发动机的功率。
但是铅是一种对人体有害的剧毒物质，可以通过呼吸或皮肤接触进入人体，汽车尾气排放出的氧化铅弥漫在空气中，严重威胁着人们的健康。
人们认识到了含铅汽油的危害，开始限制含铅汽油的使用，不允许在汽油中人为加铅，这就是所谓的无铅汽油。
其实本题解析时抓住“停止生产含铅汽油”，就可以知道汽油中的铅是加进去的。
答案：
（1）C
（2）B
例2.我国多位工程院士指出：
发展生物柴油具有战略意义。
所谓生物柴油就是以大豆、油菜子等油料作物，油棕、黄连木等油料林木果实，工程微藻等水生植物以及动物油脂、废餐饮油等为原料制成的液体燃料，是优质的石油、柴油代用品。
据以上信息，下列有关生物柴油的说法错误的是
A.生物柴油是可再生能源
B.生物柴油的组成成分与矿物柴油完全相同
C.发展生物柴油也有益于保护生态环境
D.发展生物柴油有利于凋整产业结构、增加农民收入
分析：
这是一道涉及环境、能源、产业结构调整等多学科问题，考查《考试大纲》考点“了解新能源的开发等概念”。
这道试题可让学生了解我国的能源状况及发展新能源的概念和意义，培养学生爱国主义情操。
矿物柴油主要是由石油分馏后的C15～C18的多种烃的混合物，而生物柴油的组成主要为甘油与高级脂肪酸形成的酯。
根据题中叙述不难得出答案。
在题目解析过程中，往往由于对“可再生能源”不理解，而多选A。
答案：
B
例3.有效的利用现有能源和开发能源已受到各国的普遍重视。
（1）可用改进汽油组成的办法来改善汽油的燃烧性能。
例如：
加入CH3OC（CH3）3来生产“无铅汽油”。
CH3OC（CH3）3分子中必存在的原子间连接形式是______（填写编号，多选倒扣分）。
（2）天然气的燃烧产物无毒、热值高、管道输送方便，将成为我国西部开发的重点之一，天然气和石油伴生，其主要的成分是___________。
能说明它是正四面体而非正方形平面结构的理由是_________（填写编号，多选倒扣分）。
①其一氯代物不存在同分异构体
②其二氯代物不存在同分异构体
③它是非极性分子
④它的键长和键角都相等
（3）1980年我国首次制成一辆燃氢骑车，乘员12个，以50km/h行驶了40km。
为了有效发展民用氢能源，首先必须制得廉价的氢气，下列可供开发又经济的制氢方法是______（填写编号，多选倒扣分）。
①电解水②锌和稀硫酸反应③光解海水
分析：
本题以能源的利用和开发切题，对CH3OC（CH3）3和CH4的结构展开考查，同时以我国的第一辆燃氢汽车为背景，对制氢的经济可行的方法进行探究。
对学生的社会知识、空间思维能力进行了细致的考查。
在解析过程中，
（1）中往往由于对CH3OC（CH3）3的结构认识不到位而错选①，其实我们从碳的键数，可以轻松得出正确答案。
（3）的解析，我们一定要考虑经济廉价，所以只能选③，在这个小题的解析中，往往由于不曾接触光解这一概念，而错选①。
答案：
（1）③
（2）CH4②（3）③
例4.请将石油产品中的汽油、柴油、煤油、沥青、液化石油气按其组成物质分子中碳原子递增顺序的排列是___________________
分析：
题目从当前的热门话题“能源”入手，考查石油产品的成分，要向正确回答这个题目，可以有两条路可走：
①扎实掌握基础，从而正确答题；②联系实际生活中常见的集中石油产品状态、挥发性等，正确作答。
石油产品中汽油含C5～C11，柴油含C15～C18，煤油含C11～C16，石油气含C4以下，沥青含多碳固体，从而得出答案。
答案：
液化石油气、汽油、煤油、柴油、沥青
例5.目前上海大部分城市居民所使用的燃料主要是管道煤气，浦东新区居民开始使用东海天然气作为民用燃料，管道煤气的主要成分是CO、H2和少量烃类，天然气的主要成分是CH4，它们的燃烧反应如下：
根据以上化学方程式判断，燃烧相同体积的管道煤气和天然气，消耗空气体积较大的是_______，因此燃烧管道煤气的灶具如许改烧天然气，灶具的改进方法是_____进风口（填“增大”或“减小”），如不改进可能产生的不良后果是____________________________。
管道煤气中含有的烃类，除甲烷外还有少量乙烷、丙烷、丁烷等他们的某些性质见下表：
乙烷
丙烷
丁烷
熔点/℃
-183.3
-189.7
-138.4
沸点/℃
-88.6
-42.1
-0.5
试根据以上某个关键数据解释冬天严寒季节有时管道煤气火焰很小，并且呈断续状态的原因是____________________________________________。
分析：
题目以上海市民生活为背景，进行知识和能力的考查，由反应方程式可知，燃烧相同体积的管道煤气和天然气，天然气消耗O2的体积大。
因此，由管道煤气改烧天然气，就必须增大进氧气的量，以保证天然气充分燃烧，以防不完全燃烧生成CO，发生C0中毒。
由表中数据知，丁烷1atm下沸点为-O.5℃，易液化。
在寒冷的冬季，由于温度偏低且压力较高情况下使丁烷液化，导致管内气流不畅，出现火焰很小且呈断续状态。
在解析过程中往往因生活经验不足而对“冬天严寒季节有时管道煤气火焰很小，并且呈断续状态的原因”不会作答。
答案：
天然气增大
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