2010年江苏高考第18题解析

2010年江苏高考第18题解析 化学2011年第1期 2010年江苏高考第18题解析 江苏省黄埭中学215143邢入德 2010年江苏高考化学试卷,考生觉得"不轻 松","有点难",主要是因为第18题,其中要求书 写LiOH,(NH)Fe(s0),HPO共沉淀的化学 方程式;高温成型前,向LiFePO中加入少量活性 炭黑的作用;以及Co(OH):在290~C时分解产物 是高价态的Co:O,1000~C时分解产物是低价态 的CoO,许多师生感到困惑. 试题:18.正极 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 为LiCoO的锂离子电池 已被广泛用作便携式电源.但钴的资源匮乏限制 了其进一步发展. (1)橄榄石型LiFePO是一种潜在的锂离子 电池正极材料,它可以通过(NH):Fe(SO), HP0与LiOH溶液发生共沉淀反应,所得沉淀 经8Occ真空干燥,高温成型而制得. ?共沉淀反应投料时,不将(NH)Fe(SO) 和LiOH溶液直接混合的原因是——. ?共沉淀反应的化学方程式为——. ?高温成型前,常向LiFePO中加入少量活 性炭黑,其作用除了可以改善成型后LiFePO的 导电性能外,还能——. (2)废旧锂离子电池的正极材料试样(主要 含有LiCoO:及少量A1,Fe等)可通过图1所示实 验方法回收钴,锂. 稀飚o|,lqa~S2(hNa0H,空气NaOHNa01-1,NmC(h 焉鬟一臣习西匿墓臻Ill 废渣Co?Li~C,(h 图1 ?在上述溶解过程中,s0;一被氧化成so:一, LiCoO:在溶解过程中反应的化学方程式为—— . ?Co(OH)在空气中加热时,固体残留率随 .已知钴的氢氧化物加热 温度的变化如图2所示 至290~C时已完全脱水,则1000?时,剩余固体的 成分为——(填化学式);在350~C,400cI=范围 内,剩余固体的成分为——(填化学式). ? 27? 图2 分析本题以最新研发的锂离子动力电池正 极材料LiFePO为载体进行命题,突出新能源的 开发与利用,贴近生产,生活. 第(1)问中?,共沉淀反应投料时,不将 (NH):Fe(SO)和LiOH溶液直接混合的原因, 参考 答案 八年级地理上册填图题岩土工程勘察试题省略号的作用及举例应急救援安全知识车间5s试题及答案 是:Fe在碱性条件下更易被氧化(凡合 理答案均可).本题考查Fe"在不同介质中还原 性的强弱,在空气中,向Fe"溶液中滴加NaOH溶 液,现象是:生成白色絮状沉淀,迅速变成灰褐色, 最终变为红褐色,化学方程式为4Fe(OH):+O: +2HO=4Fe(OH),这一实验现象说明,Fe"在 碱性介质中还原性更强,据此,方可写出正确答 案.老教材中写入了这段现象描述,但新教材删 除了这一段,在复习备考中,老师只会讲到Fe" 容易被氧化,不会细化到Fe"在不同酸,碱性条 件下被氧化的难易,所以估计考生很难答出标准 答案,倒可能答成:Fe"在碱性条件下易生成 Fe(OH)沉淀,最终变成Fe(OH).,从而得不到 LiFePO.沉淀,这样答法也是合理的. 第(1)问中?,书写LiOH,(NH):Fe(SO):, HP0共沉淀的化学方程式,参考答案是:LiOH +(NH4)2Fe(SO4)2+H3PO4=LiFePO4+ 2NHHSO+HO.题目只告诉了产物之一 LiFePO,但LiOH的投入量没有限制,因此,另一 种产物从形式上来说,就有三种写法: A,(NH4)2SO4和NH3;B,(NH4)2SO4; C,NHHSO,如果考虑NHHSO还可写成 (NH):SO和HSO,这样另一种产物共有四种 写法.该问只有充分理解Fe"在碱性条件下更 ? 28? 容易被氧化,才不会写出(NH):SO和NH,的情 况,其它的写法应该都是合理的.比如写成 (NI-I4):SO4,我们可以作一粗略计算:设(NH4)Fe (SO4):的物质的量浓度为0.1mol?L-,则c(NH;) =0.2mol?L,,c(Fe)=0.1mol?L,,25~C时 Fe(OH):的.=8.0X10.,NH,?HO的电离常数 = 1.7X10一,可以算出Fe"开始沉淀的pH约为 ——一 6.9,利用公式c(H)=./一-6--×c(盐),可以计算出 V NH水解使溶液的pH约为5.0,可见,Fe(OH) 不会沉淀,也就是说,写成(NH):SO合理.从 参考答案看,三种反应物的物质的量之比为 1:l:1,可能是实际生产中为了控制溶液的酸碱 性,又节省LiOH的用量,才取这样的比例,但题 目没有这样的信息,从考生角度着想,写成NH4HSO4 或(NH4)SO4或(NH4)SO4和H2504三种形式都应 给满分.该问信息太少,考生找不到方向,"共沉 淀"这一陌生术语理更让人望而生畏. 第(1)问中?,高温成型前,常向LiFePO中 加入少量活性炭黑,其作用除了可以改善成型后 LiFePO4的导电性能外,要求考生写出还有的作 用,参考答案是:与空气中O反应,防止LiFePO 中的Fe被氧化(凡合理答案均可).对于这一 问,多数考生无从下笔,原因是没有看到LiFePO 中Fe是+2价,容易被氧化,没有想到"高温"下 碳能吸收氧气生成CO,有些考生回答的内容偏 离参考答案较远,如联想到碳元素的不活泼性,答 出耐腐蚀,延长电极寿命,还有答出增大电极的硬 度等等. 第(2)问中?,写出LiCoO:溶解于NaS:O,, H2sO溶液的化学方程式,参考答案是:8LiCoO +Na2S2O3+11H2SO4=4Li2SO4+8COSO4+ NasO+11HO.根据题目中所给信息,使其得 失电子守恒,很容易写出化学方程式,这是本题最 容易的一问. 第(2)问中?,参考答案是:1000~C时,剩余 固体的成分为CoO,在350%,400%范围内,剩余 固体的成分为Co:O,,Co,O混合物.首先对产物 进行推测:题目告诉Co(OH)加热至290~C时已 完全脱水,即生成氧化物,观察LiCoO:和co (OH),两个化学式,发现Co是变价金属,有+2 中学化学2011年第1期 价和+3价,题目中又告诉"在空气中加热",所以 产物可能为CoO,CoO,联想到Fe的氧化物,还 可能生成Co04.其次进行具体计算:设290~C时 氧化物的化学式为CoO,若设有1molCo(OH)完 全分解,NC.o为?m.l,结合固体残留率,得: !(59x+16y) 00%=89.25% 解之得,=2 j 即290?时剩余固体的成分为CoO,同理, 求出500~C时剩余固体的成分为CoO,IO00~C时 剩余固体的成分为CoO,因此在350~C一400~C范 围内,剩余固体的成分为CoO,,Co,O混合物. 这,问,对于思维收敛型的考生,遵照计算结果, 写出正确答案,轻松得分.但对于思维发散型考 生,新的麻烦又来了:考虑到+2价co在空气中 加热易被氧化成+3价co,Co(OH)在空气中加 热时i为什么低温时生成高价态的Co:O,,而高温 时生成低价态的CoO?首先要正确理解固体残留 率是怎么获得的,或者说实验是怎么做的,为了获 得某温度时的固体残留率,取一定质量样品,在空 气中加热,至质量恒定时,称量固体质量,获得该 温度时固体残留率,关键是另一温度时固体残留 率,要另取一定质量样品,重复加热,称量,计算操 作,有的考生把固体残留率理解成从始至终只取 一 次样品,温度由低到高加热,在不同温度时称量 剩余固体质量,计量固体残留率,这样就会产生+ 2价Co在空气中加热转变成+3价c0的错觉,既 然获得固体残留率不是连续实验,样品在不同温 度时失水方式不同,产物不同,也就不能类比.其 次运用吉布斯一亥姆霍兹方程粗略计算1000% 时的zig,有关数据如下表: Af碑(298K)kJ?mols(298K)J?tool 反应2Co3O4=6CoO+O2的AH=6× (一238.91)+0—2×(一905)=376.54kJ? mol一,AS=6×52.93+205.03—2×109.29 中学化学2011年箍 分析反应勿忘介质 江苏省洪泽中学223100刘和美 很多学生在分析化学问题,书写化学方程式 时,经常忽视溶液所处的酸碱性,易忽视"H"'或 "OH….而出现与题给条件矛盾的情况,甚至有 学生书写离子方程式或电极反应式时出现自相矛 盾的情况(离子方程式中既有H,也有OH一). 现 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf 分析如下. 一 ,离子共存中的介质 例1下列各组离子在水溶液中能大量共存 的是(). A.Na,Ba,C1一,C10一 B.H,Ba", C1一,C10一 C.Na,K,S一,SO一 D.H,K,S,SO:一 E.Na,Fe",C1一,NO; F.H,Fe,C1一,NO; 解析B项中在酸性条件下会发生反应: C10一+cl一+2H一CI:f+H:O,不能大量共 存,而C10一与cl一在碱性条件下可以大量共存, 有反应为证:C12+2OH一===C10一+C1一+H2O;D 项中在酸性条件下会发生反应:2s.一+s0;一+ 6H一3Sj+3H:O,不能大量共存,而在碱性 ? 29? 条件下可以大量共存,有反应为证:3S+6OH一 一= 2S一+s0;一+3HO;F项中在酸性条件下会 发生氧化还原反应:3Fe"+NO;+4H一 3Fe+NOt+2H,O,E项可以. 故选A,C,E. 例2下列各组离子在指定条件下一定能大 量共存的是(). A.pH试纸变红的溶液中:Na,K,Cl一, HCO3- B.酚酞变红的溶液中:cl一,Na,CO一, HCO3- C.pH=7的溶液中:Na,Fe,C1一,SO— D.C(H)=1×10mol?L的溶液中: K,. Ba?,Cl一,Br— E.由水电离出的c(H)=1×10tool?L 的溶液中:K,cu",C1一,SO— F.加入铝粉生成H,的溶液中:K,Na, C1一,NO; 解析A项pH试纸变红的溶液为酸性溶 液,溶液中还含有较多的H,HCO;只能存在于 = 304.13×10,kJ?mol,.AG=?H—THS= 376.54—1273×304.13X10一:一10.6<0,所以 1000~C时正反应自发,反之,逆反应不自发,这就 较好地解释了Co(OH):在1000oC时分解生成 CoO. 评价本题难在考生对LiOH这种碱缺乏认 识,LiOH是可溶性碱,是碱金属氧化物对应的水 化物中碱性最弱的,根据Li与Mg对角线,可知 LiOH是中强碱;难在不知道"共沉淀"是什么意 思,这一陌生术语足以把考生吓倒,共沉淀是一种 沉淀从溶液中析出时,引起某些可溶性物质一起 沉淀的现象,"共沉淀"与答题无关;难在不知道 Fe"在碱性条件下更易被氧化;难在无法判断 LiOH,(NH)Fe(SO),}{3PO共沉淀生成 LiFePO后的另一产物;难在不知道高温时活性炭 能除去氧气;难在不理解Co(OH),在1000%时 分解为何生成CoO? 对策:较难题的答案很多是发散的,"凡合理 答案均可",这就要求考生要大胆答题,不能望而 却步,特别值得关注的是,"凡合理答案均可"在 参考答案中出现六次;答题时要相信自己的计算 结果,不能因对题意的误解而产生怀疑.近几 年江苏高考紧盯化工生产类试题不放,今年是6 个大题,呈增加趋势,这一点不得不引起高度重 视. (收稿日期:2010—10—18)