高考解析



例1、(重庆)以下说法正确的是( )

A. 纳米材料是指一种称为“纳米”的新物质制成的材料

B. 绿色食品是指不含任何化学物质的食品

C. 生物固氮是指植物通过叶面直接吸收空气中的氮气

D. 光导纤维是以二氧化硅为主导原料制成的

解析:

  中学生学习化学时应该经常用化学的视角去观察社会、生产、生活、自然、科技问题.但是社会上对于这些热点话题,有真有假、有正确有误导。本题收集了4个常见问题,其中3个是似是而非的说法,要求考生予以辨认.

  纳米(nanometer,nm)是长度计量单位,,约等于四五个原子排列起来的长度.广义的纳米材料是指三维尺寸中至少有一维处于纳米量级的材料.纳米材料的许多性质既不同于原子、分子,也不同于宏观的物体,它拥有优异的特性.例如金属铜或铝作成纳米颗粒遇到空气就会激烈燃烧并发生爆炸,可作为火箭的燃料、催化剂;纳米陶瓷有显著的可塑性、高强度、耐高温,克服了一般陶瓷材料的脆性弱点,用纳米陶瓷制成的发动机能耐高温、不需要冷却,耐磨损、寿命长.半导体纳米材料,可以发生各种颜色的光,可以制成超小型的激光光源.新型纳米材料、碳纳米管,密度是钢的、强度是钢的100倍等等.

  纳米是指材料粒子的尺寸,不是物质的名称,选项A是错误的.

  任何物质(不包括“场”、如电场、磁场等等)都由原子、分子、离子等等组成,从组成和结构来看,它们都是“化学物质”.不管什么食物,都是物质,因此也都是“化学物质”,本选项的说法也是错误的.

  B项之所以错误是从市场上有人误将Chemicals译作“化学物质”而导入各种商品广告词中.Chemicals是“化学制品”或译作“化学药品”,包括防腐剂、着色剂、调味剂等各种添加剂,它们不是纯天然产物,现代人类食品推崇纯天然,而且希望制造食物的动植物原料在培养过程中也没有用过,以致有残留的农药杀虫剂或生长激素等化学制品,这样的食物可以称为绿色食品.简言之,不含“化学制品”不等于说不含“化学物质”,所以本选项也是错项.

  植物只能吸收并利用氨和硝酸盐,不能直接利用游离的分子氮.但是许多微生物都能将空气中的氮气还原成氨,这叫做生物固氮.生物固氮对维持自然界中的氮循环和供应植物生长所需要的氮素来源,都起着重要的作用.能固氮的生物体大体上可以分为自生固氮生物和共生固氮生物两大类.共生固氮生物的特点是它们独立生活时,没有固氮作用,当它们侵入宿主植物后形成根瘤.从宿主植物吸收碳源和能源并进行固氮作用,供给宿主以氮源.豆科植物往往是合适的宿主.但是固氮仅在根部,并不在叶面.在叶面上可以进行光合作用,而不是固氮作用,本项是错项;

  光纤通信是利用光导纤维传输信息的通信方式,它是20世纪70年代前后发展,80年代进入实际应用阶段,现已得到广泛的应用.光纤的原料足二氧化硅,用量很少。一根光纤可通几十万路电话或几十路电视,用光纤代替电线可以节省大量金属.本选项正确.

答案:D

例2、(上海)自然界存在的碳酸盐类铜矿(如孔雀石、石青等)的化学组成为a CuCO3·b Cu(OH)2(a、b为正整数,且a≤2,b≤2)。

  (1)将孔雀石、石青矿样分别加盐酸至完全溶解,消耗HCl物质的量与产生CO2物质的量之比:孔雀石为4:1,石青为3:1。则它们的化学组成为:孔雀石_________________,石青_________________。

  (2)今有一份碳酸盐类铜矿样品,将其等分为A、B两份。然后加盐酸使A样品完全溶解,产生CO2 3.36L(标准状况);加热B样品使其完全分解,得到20g CuO,试计算并确定该矿石的化学组成。

  (3)某碳酸盐类铜矿样品加酸完全溶解后,产生CO2 6.72L(标准状况),这份矿样中CuO的含量不低于__________g。

  (4)设某碳酸盐类铜矿样品的质量为A g,所含CuO的质量为G g。加酸完全溶解后,产生CO2的体积(标准状况)为V L,则含铜矿样的A、V、G之间的关系式为A=_______________。

解析:

  (2)n(CO2)=3.36L/22.4L·mol-1=0.15mol=n(CuCO3)

    n(CuO)=20g/80g·mol-1=0.25mol=n(CuCO3)+n[Cu(OH)2]

    所以n[Cu(OH)2]=0.25mol-0.15mol=0.10mol

    a:b=n(CuCO3): n[Cu(OH)2]=0.15mol:0.10mol=3:2

    因为a≤2,b≤2,所以该样品为混合物,即化学组成CuCO3·Cu(OH)2和2CuCO3·Cu(OH)2的混合物;

  (3)对aCuCO3·bCu(OH)2矿样:

    n(CuO)/n(CO2)=1+b/a

    比值最低的是2CuCO3·Cu(OH)2(a=2,b=1)

    已知n(CO2)=6.72L/22.4L·mol-1=0.30mol=a,

    n(CuO)=[(a+b)/a]·n(CO2)=0.45mol

     所以 CuO质量=0.45mol×80g·mol-1=36g。

  (4)A=124V/22.4+98(G/80-V/22.4)(或:65V/56+49G/40)

答案:

  (1)孔雀石CuCO3·Cu(OH)2;石青2CuCO3·Cu(OH)2

  (2)CuCO3·Cu(OH)2和2CuCO3·Cu(OH)2的混合物;

  (3)36g;

  (4)

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