2019年高考1卷化学27题评析

2019年高考1卷化学27题评析实验是高考化学试卷中的必备内容之一。

今年理综1卷中的实验考核内容则以硫酸铁铵制备为统领。

该试题的内容如下。

、一、实验内容简介由于硫酸铁铵是一个不常见的化学物质，其制备方法在一般的实验教材中当然也很难被找到。

但是，由于该物质的制备只涉及到不多的几个化学反应。

实验步骤也只有“铁屑净化”、“硫酸亚铁制备”、“硫酸铁制备”、“硫酸铁铵制备”、“浓缩结晶”，这样的五个实验步骤。

加之与这五个实验步骤相关的实验条件与操作方法的选取，也比较容易找到各自的参照物。

所以考题并没有什么特殊的难度。

比如，其中的“硫酸铁制备”步骤，就只是将Fe2+离子氧化成Fe2+离子。

其方法完全可照搬实验“三草酸合铁（）酸钾的制备和性质”讲义中的相关段落。

其余的4个步骤，则全部可见诸于“硫酸亚铁铵的制备”实验讲义。

这两个相关实验进行时的一些具体情况及要点，还是有必要强调如下。

1. 铁屑与硫酸的反应远不像人们想象的那样迅速欲让4.0 g铁屑与过量硫酸能完全反应，即便是在加热的条件下也要反应几十分钟（因为，对于这个本来并不慢的反应速度来说，铁屑的厚度还是显得太大了）。

以至于在较长时间的反应过程中，溶剂水会大量减少，需要不断地进行补充。

这个反应的温度也不见得一定要保持在80-95这个区间内。

温度低，只不过会使反应的时间更长一些。

温度高，水蒸发的则会更快。

铁屑与硫酸反应“需要水浴加热”的说法，是没有任何依据的。

“低温电炉加热（在通风橱中进行）”（连反应温度都没给出），就是在某实验教材中，对这个操作的具体要求[1]。

应该把考题中的“需要水浴加热”，看作是一个命题者为了考察“水浴加热”概念，而杜撰出的一个反应条件。

这个反应条件与实验原理与实际过程，都不符合。

2. 铁屑与硫酸的反应产物氢气是否需要进行“净化处理”。

可能是为了考察考生对“洗气”方法掌握的深度。

命题者特意给这个反应添加了一个有H2S析出的情节。

其实，在这个反应中是不会有多少H2S气体产生出来的。

作为化学教师大家都知道，在生铁中可能会含有一些S，因为炼铁主要是一个还原铁矿石的过程。

而炼钢就是一个去除、也就是氧化掉生铁中S与P的过程。

因此，在一般的钢中不会有多少硫化物。

而通常所谓的铁屑，实际上都是钢屑。

其中怎么可能会含有较多的硫化物呢？况且，在这个反应中即便有极少量的H2S气体放出，也不会危及到实验者和环境的安全，更不会达到需要采用“洗气”方法来处理的程度。

这些H2S气体对人体的“危害”，肯定不会比闻了一个臭鸡蛋的害处更大。

这点H2S气体哪怕是聚集在实验室中，或逸出到户外，都不会造成什么值得担忧的影响。

何况，为了“吸收”掉这点H2S，就必须要把产生出的所有H2气先收集起来。

也就是把铁屑与硫酸的反应放在一个加装有导气管的密闭容器（如烧瓶）内来进行。

这会使实验装置与操作的复杂程度急剧地加大。

让人多掌握一些化学知识，不但是要让他知道哪些些物质对人体可能有害。

还要知道哪些物质在自然界中本来就是存在的（甚至于有一个本底浓度），在一定限度内它不会对人造成伤害。

对于某些所谓的“有害”化学物质，化学工作者既不要“草木皆兵”，更不能“耸人听闻”。

其实，这个铁屑与硫酸的反应还真的不适于在没有通风的条件下进行。

只有亲自进行过这个实验的人才会感受到，哪怕是在上口加盖了表面皿的锥形瓶中、或高型烧杯中，来进行这个反应。

由于产物氢气细小气泡的不断破裂，肉眼看不见的硫酸液滴也同时不断被氢气裹挟而从溶液中溢出。

这会导致实验室很快就变成一个，被刺激性物质充斥着的、人们无法忍受的环境。

所以，许多实验讲义都规定，这个铁屑与硫酸的反应，必须在通风橱中进行。

3. 硫酸铁铵溶液进行蒸发浓缩时，一定要用水浴加热对于完成“步骤（5）”（从硫酸铁铵溶液得到硫酸铁铵晶体的过程）的第一个操作，标准答案给出的是“加热浓缩”。

其实，这只是一个笼统的说法。

其准确的内涵应该是“水浴加热浓缩”（当然不会有考生这样回答，也不应该要求考生这样回答）。

教师在讲解这个题时，最好能指出这里必须要用“水浴”来加热的必要性。

原因是，硫酸铁铵与一般的铵盐一样，在受热的情况下易分解。

为防止明火加热时，因蒸发皿壁局部温度过高，而造成该处硫酸铁铵分解，就要用水浴加热。

采用加热温度不可能超过100的水浴来进行硫酸铁铵溶液的浓缩，可以确保其间不会出现硫酸铁铵“变质”的问题。

4. 过氧化氢的用量在实验室中常常采用过氧化氢为氧化剂。

是因为，它不但有比较强的氧化性。

在其过量的情况下，还能全部自行分解成H2O和O2，而不引入任何杂质。

但是，H2O2有一定的热不稳定性，还有可被催化分解的“弱点”，在反应中会有一定量的“损失”。

所以，在反应中它一定要过量，并且是分批次地加入到反应体系中去。

H2O2氧化Fe2+离子的方程式为，2Fe2++2H++ H2O2=Fe3++2 H2O,如果把“足量”理解为，就是上述反应给出的，Fe2+离子与H2O2分子物质的量为“2：1”这个理论比值。

那就麻烦了。

在“三草酸合铁（）酸钾的制备和性质”中，就有用H2O2氧化Fe2+离子的这个反应。

该讲义中所给定的H2O2用量，竟然是理论量的“7”倍之多。

教师在讲解到这里时最好能说明一下，“足量H2O2”在这个实验中的的具体含义。

二、“洗气”方法的选用问题气体与溶液的反应（简称气-液反应）条件与装置，在化学教学中是个很少被讨论到的问题。

因为它过于简单。

所谓的气-液反应条件，就是这两相要有比较充分的相互接触（也就是较大的接触面积，及较长的接触时间）。

为此，气-液反应装置一般分为如下几种：当不考虑反应后残余气体的收集时，直接将气体通入盛有溶液的烧杯（或锥形瓶等容器）即可。

如下图一。

当只有部分气体反应，其余气体还要收集起来时，实验室就会采用“洗气瓶”。

如上图二。

其简易装置则如图三。

这三种装置的作用原理完全一样。

那就是，只要将欲反应气体从一个玻璃导管尖端的小孔导入溶液，它就只能被分散成一个个很细小的气泡。

这些体积不大，总表面积却很大的气泡，更有利于气体分子与溶液的相互接触与反应。

气泡在上升过程中还对液体有扰动，及气泡表面溶液被不断更新的作用。

这都给气-液反应创造了绝好的条件。

在使用这些装置时常见的错误是：导气管插入液面的深度不够（气泡很快逸出液面，反应时间过短）；对于图二、三则还有，应从哪个导管导入气体的问题（插入液面的是进气管）。

从化学原理的角度看，则有物质间是否能反应及反应趋势大小的问题。

气-液两物质间不能相互反应，或反应的效率不高，都不会发生、或不利于气体被液体的吸收。

要注意的是，对于一些与液体反应极快、且反应量也很大的气体。

用上述反应装置来“吸收”就不行了。

具有这样性质的气体，与液液体在上述装置中反应时（如NH3或HCl等气体溶解于水），必然会发生液体的“倒吸”。

也就是，由于NH3之类物质在水中溶解的过快且很多，会造成NH3来不及从导管“补充”进来。

反而由于“负压”，使水沿导气管进入储NH3容器，甚至是产生NH3的装置。

这会造成一种人们不期望的，且很危险的操作后果。

为此，要专门设计一种防止倒吸的气-液反应装置。

如下图四。

其实，装置四只是把图一中的导气管截短，并在管口端加接了一个倒置的三角漏斗。

三角漏斗的颈要固定住，以便使其倒扣在液面上的漏斗上口，能整个没入液面0.5cm。

这时，漏斗口被烧杯中的液体密封住，外界空气无法进入漏斗，漏斗内的气体也不会逸出。

用装有水的装置四来吸收NH3时。

一旦因NH3的过快溶解而发生了倒吸，水也只能是先进入空间较大的漏斗中，使漏斗中的液面上升（如图五）。

由于烧杯中水的体积不变，烧杯内水的液面就会下降。

当烧杯中的水液面比漏斗口还低时，漏斗内的水就会由于重力的作用而跌落，同时有空气补充到漏斗中去。

这样就阻止了水的进一步倒吸。

用这个装置来“吸收”混有少量NH3的空气时（这与混有少量H2S的H2气相似），效果会如何呢？混有少量NH3的空气不断进入到漏斗中后，漏斗中的液面就会逐渐下降。

当这个气液界面下移至稍低于漏斗口时，就会有很大的气泡从漏斗的边沿冒出，而直接进入大气中（如图六）。

而漏斗中浓度不大的NH3气，很难通过漏斗中这个有限、且很少被扰动的界面来被吸收。

也就是，少量的NH3在这个装置中被吸收的效果并不会好。

装置图四的功能，只是能“防倒吸”。

它仅在用气体NH3、HCl、HBr、HI，的吸收及由此来制备它们的水溶液，这样的一些特定的实验场合。

而图一是个应用范围极广的气-液反应装置。

这样看，步骤（2）最后的一问，欲去除H2气中的少量H2S，就不会涉及到备选答案中的A与C（因为它们都采用了装置四）。

由于B中的溶液是单纯的水。

它对H2S只有少量溶解的作用。

去除H2S的能力也很有限。

也不是应选的答案。

看来只有选项D了，因为它所用的溶液还是极易与H2S反应的NaOH。

但是，该装置中的导气管又只深入了液面仅那么一点点，其“洗气”的能力也要被限制。

这是个很明显的实验装置安装错误。

严格地说，这个小题没有正确答案。

三、用热重分析法测定硫酸铁铵晶体的结晶水数加热到150时，用热重分析法对硫酸铁铵晶体进行的测定结果是，硫酸铁铵晶体失掉了1.5个结晶水，同时失重5.6%。

这个题没有什么难度。

只要写出1个结晶水的摩尔质量为18（单位忽略，因为涉及的只是比值）。

硫酸铁铵晶体[NH4Fe(SO4)2•xH2O]的摩尔质量为，14+4+56+96×2+18x=266+18x。

这样，按题意就有，。

解得，x=12.0。

也就是有硫酸亚铁铵晶体的化学式为，NH4Fe(SO4)2•12H2O。

但是，学生可能还不会满足于仅得到这个计算出来的结果。

它们会接着想到，在150时硫酸亚铁铵晶体能失去1.5个水分子，那半个水分子该如何被丢失呢？这真的是热重分析给出的结果，还是为考试而拼凑出的一组数据呢？在150时硫酸亚铁铵晶体的化学式该怎样写呢？教师肯定会十分为难。

因为，可能大家都没有做过这个实验或看到过这个实测数据。

面对这样的考题，我们只能说，做一名化学教师难，做一名中学化学教师更难。

看来，教师只好认为命题者是有实测根据的。

并胡乱给学生解释为，这是原组成为NH4Fe(SO4)2•12H2O的晶体，失水后变成了组成为[NH4Fe(SO4)2]•21H2O的物质。

这个过程就相当于，每摩尔的NH4Fe(SO4)2•12H2O晶体，失去1.5摩尔的水分子。

四、题目简介中的一些过分描述作为化学考题，检查的是学生的知识与能力。

叙述问题时，开门见山就很好。

但是在近年来的高考题中，出现了一股要突出该考题价值、地位和意义的倾向。

在很多题中都有这样的表现及意图。

也就是这样的八股气。

这种“夸大”的意图，在这道题中体现的也较为明显。

且在其最前面的一段“简介”中，就硬塞进了许多这类词语。