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【高考化學(xué)】新視角考前提醒
[熱考情境素材]
一、物質(zhì)情境素材
1.硼的化合物
(1)硼砂(Na2B4O7·10H2O)，可通過反應(yīng)4NaBO2＋CO2＋10H2O===Na2B4O7·10H2O＋Na2CO3制備；可用于制備硼酸(H3BO3)：Na2B4O7＋H2SO4＋5H2O===4H3BO3↓＋Na2SO4。
(2)硼酸(H3BO3)是一元弱酸，電離方程式為H3BO3＋H2O??H＋＋[B(OH)4]－(促進水的電離)。
(3)硼氫化鈉的結(jié)構(gòu)為，其中氫元素為－1價，具有還原性，可用作醛類、酮類和酰氯類的還原劑。
2.聯(lián)氨
聯(lián)氨(N2H4)又叫肼，電子式為，其中氮元素呈－2價。聯(lián)氨為二元弱堿，堿性比NH3弱，電離方程式為N2H4＋H2O??N2H＋OH－、N2H＋H2O??N2H＋OH－，能被氧氣、H2O2等氧化，可用作噴氣式發(fā)動機推進劑、火箭燃料等。N2H4·H2O在堿性溶液中能將銀、鎳等金屬離子還原成金屬單質(zhì)，自身被氧化為N2。
3.磷及其化合物
(1)P4呈正四面體結(jié)構(gòu)，每個分子含6個P—P鍵，鍵角為60°。
(2)P2O5常用作干燥劑，能干燥酸性或中性氣體，與H2O反應(yīng)生成HPO3或H3PO4。
(3)H3PO2(次磷酸)為一元中強酸，H3PO3(亞磷酸)為二元中強酸，H3PO4(磷酸)為三元中強酸。
4.砷的化合物
(1)As2O3：俗稱砒霜，微溶于水生成亞砷酸(H3AsO3)，H3AsO3可被過氧化氫氧化成砷酸(H3AsO4)。As2O3屬于兩性氧化物：As2O3＋6NaOH===2Na3AsO3＋3H2O，As2O3＋6HCl===2AsCl3＋3H2O。
(2)H3AsO4：三元弱酸，具有弱氧化性，可與碘離子在酸性條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng)：H3AsO4＋2KI＋H2SO4===H3AsO3＋K2SO4＋H2O＋I2。
5.釩的化合物
(1)V2O5：兩性氧化物，但以酸性為主，與堿發(fā)生反應(yīng)，如V2O5＋6NaOH===2Na3VO4＋3H2O；有較強的氧化性，如能發(fā)生反應(yīng)V2O5＋6HCl(濃)===2VOCl2＋Cl2↑＋3H2O。
(2)NH4VO3：加熱條件下不穩(wěn)定，發(fā)生反應(yīng)2NH4VO3V2O5＋2NH3↑＋H2O。
(3)釩的化合物顏色眾多，如VO VO V V。
6.鉻的化合物
(1)Cr2O3：兩性氧化物，Cr2O3＋6H＋===2Cr3＋＋3H2O，Cr2O3＋2OH－===2CrO＋H2O。
(2)Cr(OH)3：兩性氫氧化物，Cr(OH)3＋3H＋===Cr3＋＋3H2O，Cr(OH)3＋OH－===CrO＋2H2O。
(3)CrO與Cr2O
①可相互轉(zhuǎn)化，2CrO(黃色)＋2H＋??Cr2O(橙色)＋H2O。
②強氧化性，如5H＋＋Cr2O＋3HSO===2Cr3＋＋3SO＋4H2O，2CrO＋16H＋＋6Cl－===2Cr3＋＋3Cl2↑＋8H2O。
7.鈦的化合物
(1)TiO2：能與濃堿溶液緩慢反應(yīng)，TiO2＋2NaOH(濃)===Na2TiO3＋H2O。常用金紅石制備鈦：TiO2＋2Cl2＋2CTiCl4＋2CO、2Mg＋TiCl42MgCl2＋Ti。
(2)TiCl4：暴露在潮濕空氣中會冒出白煙，TiCl4＋3H2O===H2TiO3↓＋4HCl或TiCl4＋2H2O===TiO2↓＋4HCl。
二、概念情境素材
1.氣溶膠
氣溶膠的分散質(zhì)粒子直徑大小為1～100 nm，氣溶膠可自然產(chǎn)生，如云、霧、霾都屬于氣溶膠。
2.消毒
常見的氧化性消毒劑有H2O2、過氧乙酸、二氧化氯、“84”消毒液等，其原理是使細(xì)菌、病毒的蛋白質(zhì)或酶變性，抑制DNA、RNA的復(fù)制或改變細(xì)胞膜的通透性，造成微生物的滅活。
3.電池比能量、電流效率、法拉第常數(shù)
電池單位質(zhì)量或單位體積所能輸出的電能，分別稱為質(zhì)量比能量和體積比能量。所謂電流效率，一般指陰極電流效率，即金屬在陰極上沉積的實際量與在相同條件下按法拉第定律計算得出的理論量之比(以百分?jǐn)?shù)表示)。法拉第常數(shù)F＝96 500 C/mol，Q＝It＝nF。
4.速率常數(shù)
假設(shè)基元反應(yīng)為aA＋dD===gG＋hH，其反應(yīng)速率可表示為v＝kca(A)·cd(D)，k稱為速率常數(shù)，其與濃度無關(guān)，但受溫度、催化劑、固體表面性質(zhì)等因素的影響。
5.第一電子親和能
元素的基態(tài)氣態(tài)原子得到一個電子形成氣態(tài)負(fù)一價離子時所放出的能量。
6.大π鍵
在一個具有平面結(jié)構(gòu)的多原子分子中，如果彼此相鄰的3個或多個原子中有垂直于分子平面的、對稱性一致的、未參與雜化的原子軌道，那么這些軌道可以相互重疊，形成多中心π鍵，這種多中心π鍵又稱“共軛π鍵”或“非定域π鍵”，簡稱大π鍵。如SO3的中心原子S形成3個σ鍵，采取sp2雜化，硫原子上還有1個垂直于分子平面的p軌道，3個氧原子也各有1個垂直于分子平面的p軌道，分子總價層電子數(shù)為24，3個σ鍵有6個電子，每個氧原子上有2個不與分子平面垂直的孤電子對，因此4個平行p軌道中共有6(24－6－3×4)個電子，即形成了Π鍵。
7.混合型晶體
石墨晶體是層狀結(jié)構(gòu)，層間靠范德華力維系，有類似金屬晶體的導(dǎo)電性，不能簡單地將其歸屬于任何一種晶體，故石墨晶體是一種混合型晶體。
8.等離子體
氣態(tài)物質(zhì)在高溫或者在外加電場等激發(fā)下，電子脫離中性原子或分子形成電子和陽離子。這種由電子、陽離子和電中性粒子組成的整體上呈電中性的物質(zhì)聚集體稱為等離子體。等離子體是一種特殊的物質(zhì)狀態(tài)，日光燈和霓虹燈的燈管里、蠟燭的火焰里等均存在等離子體。
9.表面活性劑
分子的一端為有極性的親水基團，另一端為沒有或者幾乎沒有極性的疏水基團，這類有機分子被稱為表面活性劑。它們在水中形成親水基團向外、疏水基團向內(nèi)的“膠束”，而油漬等污垢是疏水的，會被包裹在“膠束”的內(nèi)腔，從而可以達到去污效果。
10.手性碳原子
連有4個不同原子或基團的碳原子稱為手性碳原子，如(手性碳原子用*標(biāo)出)。
三、裝置情境素材
1.索氏提取裝置
如圖1所示，實驗時將粉末狀固體置于濾紙?zhí)淄?內(nèi)，燒瓶中溶劑(萃取劑)受熱蒸發(fā)，蒸氣沿蒸汽導(dǎo)管2上升至球形冷凝管，冷凝后滴入濾紙?zhí)淄?中，與粉末狀固體接觸，進行萃取。萃取液液面達到虹吸管3頂端時，經(jīng)虹吸管3返回?zé)浚瑥亩鴮崿F(xiàn)對粉末狀固體的連續(xù)萃取。
2.安全漏斗
如圖2所示，安全漏斗的頸上有一迂回圈，向安全漏斗中加入液體，部分液體殘留在安全漏斗頸部，起液封作用，可避免蒸餾燒瓶中氣體從漏斗中逸出，同時這個圈在一定程度上可避免反應(yīng)器內(nèi)的溶液因壓強增大而上升噴出。
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3.減壓過濾(抽濾)裝置
如圖3所示，通過抽氣泵制造吸濾瓶中的低壓環(huán)境，使過濾能加速進行。安全瓶的作用是防止倒吸。
4.減壓蒸餾裝置
常壓蒸餾時常加入沸石，是因為液體在受熱過程中，沸石吸附的氣體逐漸逸出，能起到防止暴沸的作用。而在減壓蒸餾裝置(如圖4所示)中，不能加入沸石，應(yīng)在克氏蒸餾頭中裝入毛細(xì)管，通過控制毛細(xì)管上的活塞來調(diào)節(jié)空氣的流量，使極少量空氣進入液體，冒出連續(xù)的微小氣泡，起到防止暴沸的作用。
5.分水器
常用于有機實驗中，作用是把反應(yīng)過程中產(chǎn)生的水帶到反應(yīng)體系外，以提高轉(zhuǎn)化率。使用條件是與水一起蒸出來的物質(zhì)與水不互溶，且密度比水的小。反應(yīng)前預(yù)先加入一些水至分水器中，使液面低于支管口0.5 cm(如圖5所示)，并做好標(biāo)記。在加熱過程中，有機化合物與水形成共沸物蒸出并冷凝回流至分水器中。隨著反應(yīng)的進行，有機化合物浮在水面上，回流到燒瓶中，而生成的水進入下層，不再參與反應(yīng)。在此期間水面逐漸升高，因此需要打開下方的活塞，放出少量的水，使水面維持在標(biāo)記處。
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6.球形滴液漏斗
球形滴液漏斗(如圖6所示)活塞下端有一小球，球內(nèi)有一小滴嘴，在活塞孔徑控制下，可調(diào)節(jié)液滴的速度和液滴的大小，可以逐滴滴加液體，更好地控制反應(yīng)速率。
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四、生活情境素材
1.臭氧層的保護
大氣中的臭氧層可濾去大量的紫外光，主要反應(yīng)為O3O2＋O·。氟利昂可在強烈的紫外光的作用下分解，產(chǎn)生氯原子，氯原子會對臭氧層產(chǎn)生長久的破壞作用。以CCl3F為例，它破壞臭氧層的反應(yīng)過程可表示為CCl3FCCl2F·＋Cl·、Cl·＋O3―→ClO·＋O2、ClO·＋O·―→Cl·＋O2。
2.氟化物防治齲齒的化學(xué)原理
齲齒可能是由口腔細(xì)菌在糖代謝過程中釋放出來的有機酸穿透牙釉質(zhì)表面使牙齒的礦物質(zhì)——羥(基)磷灰石[Ca5(PO4)3OH]溶解造成的。有機酸長時間與牙齒表面密切接觸，會使羥(基)磷灰石溶解：Ca5(PO4)3OH＋4H＋===5Ca2＋＋3HPO＋H2O。飲水、食物和牙膏中的氟離子會跟羥(基)磷灰石發(fā)生沉淀轉(zhuǎn)化，生成氟磷灰石：Ca5(PO4)3OH(s)＋F－(aq)===Ca5(PO4)3F(s)＋OH－(aq)。
3.生物柴油
所謂生物柴油就是利用可再生的動植物油脂為原料，經(jīng)反應(yīng)改性成為可供內(nèi)燃機使用的一種燃料。它是由動植物油脂與甲醇或乙醇在酸或堿的催化及高溫(230～250 ℃)下進行反應(yīng)，或在溫和的條件下，用酶催化反應(yīng)，生成的高級脂肪酸甲酯或高級脂肪酸乙酯。
4.人體中的鐵元素
為了滿足生理需要，成人每天鐵元素的適宜攝入量為15～20 mg。動物內(nèi)臟、肉類、魚類、蛋類等食物中的鐵元素容易被吸收。一般蔬菜中鐵元素的含量較少，吸收率也較低。我國已經(jīng)實施在某些醬油中加入鐵強化劑的措施，以減少缺鐵性貧血問題的發(fā)生。
5.食品中的SO2
葡萄酒釀制過程中，葡萄汁中某些細(xì)菌的繁殖會影響發(fā)酵，添加適量的二氧化硫可以起到殺菌的作用。二氧化硫又是一種抗氧化劑，能防止葡萄酒中的一些成分被氧化，起到保質(zhì)作用，并有助于保持葡萄酒的天然果香味。
6.玻璃
用含有鉛的原料制造的光學(xué)玻璃，透光性好，折射率高，可以用來制作眼鏡、照相機和光學(xué)儀器的透鏡；加入硼酸鹽制成耐化學(xué)腐蝕、耐溫度急劇變化的玻璃，可用于制作實驗室使用的玻璃儀器；加入一些金屬氧化物或鹽可以得到彩色玻璃，常用于建筑和裝飾。
7.新型陶瓷
高溫結(jié)構(gòu)陶瓷(可用于火箭發(fā)動機、汽車發(fā)動機和高溫電極材料等)，壓電陶瓷(可用于濾波器、揚聲器、超聲波探傷器和點火器等)，透明陶瓷(具有優(yōu)異的光學(xué)性能、耐高溫、絕緣性好，可用于高壓鈉燈、激光器和高溫探測窗等)，超導(dǎo)陶瓷(在某一臨界溫度時電阻為零，具有超導(dǎo)性，可用于電力、交通、醫(yī)療等領(lǐng)域)。
8.奶油
奶油中含有較多的飽和脂肪酸甘油酯，熔化溫度在30 ℃左右，比一般植物油高，這使其在室溫下有一定硬度，具有可塑性，適用于糕點裱花和保持糕點外形完整；液態(tài)植物油可以與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)，生成類似動物脂肪的硬化油脂，即氫化植物油，被大量用來生產(chǎn)人造奶油。
五、科技情境素材
1.火箭燃料
火箭使用偏二甲肼(分子式為C2H8N2，結(jié)構(gòu)簡式為)作為燃料，四氧化二氮作為氧化劑，燃燒時放出巨大能量，把火箭送入太空，反應(yīng)的化學(xué)方程式為C2H8N2＋2N2O42CO2↑＋3N2↑＋4H2O↑。
2.甲烷水合物
甲烷水合物是由甲烷和水組成的固態(tài)化合物，可表示為CH4·nH2O，甲烷分子處于由多個水分子形成的籠中。其外觀像冰，具有可燃性，故又被稱為“可燃冰”。2020年，我國海域可燃冰第二輪試采成功，創(chuàng)造產(chǎn)氣總量和日均產(chǎn)氣量兩項新的世界紀(jì)錄。
3.人造元素
人造元素的關(guān)鍵是使用某種元素的原子核作為“炮彈”來轟擊另一種元素的原子核，當(dāng)它的能量足以“擊穿”原子核的“堅殼”并熔合成新核時，質(zhì)子數(shù)發(fā)生改變，產(chǎn)生新元素。
4.人造血液
四氟乙烯是常見的氟碳化物，可能成為未來的人造血液。有研究表明，常溫、常壓下，100 mL血液大約可吸收20 mL 的氧氣，而100 mL的多氟碳化物在相同條件下可吸收50 mL的氧氣。
5.鉀 二氧化碳二次電池
我國科學(xué)家使用更為穩(wěn)定且不生長枝晶的KSn合金和羧基官能化的碳納米管(MWCNTs—COOH)，同時改進了鉀 二氧化碳電池的兩個電極，實現(xiàn)了高循環(huán)穩(wěn)定性、低過電位的鉀 二氧化碳二次電池，電池的總反應(yīng)為4KSn＋3CO22K2CO3＋C＋4Sn。
6.鈦合金
鈦合金具有密度低、強度高、耐腐蝕、抗疲勞、斷裂韌性好、耐壓性好的特點，成為“奮斗者”號載人潛水器關(guān)鍵部位的核心材料。
7.螺環(huán)化合物
南開大學(xué)周其林團隊研究手性螺環(huán)化合物成績突出，榮獲國家自然科學(xué)一等獎。兩個單環(huán)共用一個碳原子的多環(huán)化合物稱為螺環(huán)化合物(如)，共用的碳原子被稱為螺原子。
8.銅 鐵基催化劑
該催化劑可借助光將二氧化碳轉(zhuǎn)化為天然氣的主要成分甲烷，這一方法是迄今為止最接近人造光合作用的方法。
六、史料情境素材
1.古代冶金化學(xué)
膽銅法 用膽水煉銅是中國古代冶金化學(xué)中的一項重要發(fā)明。早在西漢時就已有人覺察到這一化學(xué)反應(yīng)，《淮南萬畢術(shù)》《神農(nóng)本草經(jīng)》提到“白青(堿式碳酸銅)得鐵化為銅”，“石膽……能化鐵為銅”
淘冶黃金 黃金都是以游離狀態(tài)存在于自然界，分沙金和脈金(小金)兩種。歷史上早期采金技術(shù)都是“沙里淘金”。例如，《韓非子·內(nèi)儲說上》提到“麗水之中生金”
煉鋅 明初中國已掌握了從爐甘石煉取金屬鋅的技術(shù)，那時稱這種金屬為“倭鉛”。明代著作《天工開物》中有世界上現(xiàn)存最早的關(guān)于煉鋅術(shù)的文字記載
鎳白銅 鎳白銅自古是中國云南的特產(chǎn)。東晉常璩《華陽國志》就已記載：“螳螂縣因山名也，出銀、鉛、白銅、雜藥。”明代云南已大量生產(chǎn)似銀的鋅鎳銅合金，稱為“中國白銅”
2.古代造紙術(shù)
以我國古書《天工開物》卷中所記載的竹紙制造方法為例，步驟如下：
3.經(jīng)典史籍材料
(1)《抱樸子內(nèi)篇·黃白》中“曾青涂鐵，鐵赤如銅”，其“曾青”是可溶性銅鹽；“丹砂燒之成水銀，積變又還成丹砂”，丹砂是紅色的硫化汞。
(2)《本草綱目》中“冬月灶中所燒薪柴之灰，令人以灰淋汁，取堿浣衣”里的“堿”是K2CO3；“(火藥)乃焰消、硫磺、山木炭所合，以為烽燧諸藥者”，利用KNO3的氧化性。
(3)《天工開物》中“凡石灰，經(jīng)火焚煉為用”里的“石灰”指的是CaCO3；“凡研消不以鐵碾入石臼，相激火生，禍不可測”說明KNO3經(jīng)研磨容易爆炸。
(4)《夢溪筆談·器用》中“古人以劑鋼為刃，柔鐵為莖干，不爾則多斷折”里的“劑鋼”是鐵的合金。
(5)《開寶本草》記載：“硝石，所在山澤，冬月地上有霜，掃取以水淋汁后，乃煎煉而成”涉及物質(zhì)的溶解、蒸發(fā)、結(jié)晶。
(6)《茶疏》中對泡茶過程有如下記載：“治壺、投茶、出浴、淋壺、燙杯、釃茶、品茶……”文中涉及的操作方法是萃取、溶解、過濾。
(7)《驗方新編》中有如下敘述：“凡暑月身熱昏沉，未明癥候，恐是出丹。用生白扁豆數(shù)粒食之。如不知腥味，則以生白扁豆、水泡濕，研汁一小杯，調(diào)水一盞服之。即愈。”文中涉及的操作方法是浸取。

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