以高能金属锂为素材的原创题

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1、以高能金属锂为素材的原创题以高能金属锂为素材的原创题江锡钧,钟洁(无锡市青山高级中学,江苏无锡214036)考试研究摘要:试题是以锂电池,氢能源等社会关注热点问题为背景,把元素化合物知识,原电池,氧化还原反应,化学实验探究和化学基本计算等有机结合起来而创作的.关键词:金属锂;命题策略;解题思路;原创题文章编号:1005—6629(2011)070059—02中图分类号:G632.479文献标识码:B『题目】锂在原子能工业中占有十分独特的地位,被誉为"高能金属".它推动着能源工业,尤其是电池技术的发展,无愧于"能源金

2、属"和"推动世界前进的金属"的称号.1探究金属锂的制备工业上用硫酸与p一锂辉矿(LiA1Si:0和少量钙镁杂质)在250～300℃反应,生成¨s0以及硅铝化请回答下列问题:(1)LiA1Si0的组成用氧化物的形式表示为——;(2)沉淀X的主要成分是(写化学式);(3)请解释流程中前后两次使用的NaCO,溶液浓度不同的原因.;(4)将盐酸与LiCO完全反应后的溶液,加热蒸干得到固体,再将其熔融电解生产锂.电解时产生的氯气中会混有少量氧气,请解释混有少量氧气的原因..2探究金属锂的应用(5)Li-SOC1电池可用于心脏

3、起搏器.该电池的电极材料分别为锂和碳,电解液是LiA1C1一SOC1:.电池的总反应为:4Li+2SOC1=4LiCI+S+SOf.请回答下列问题:①电池的负极材料为,发生的电极反应为①波谱分析显示分子中没有甲基;②1,3,5一三取代苯;③具有酸性,既能与作用显色,又能使溴水褪色,还能发生银镜反应.D的同分异构体的结构简式.[解析]这是一道难得的好题,此题解答主要靠有机化学基础反应知识结合题目给出的信息提示.非常明显,题目中的有机物D是利用提示反应推导而出,也是难度系数最大的一空,是此题的灵魂所在.A物质通过反应I

4、得到溴苯,很容易想到教材上提到的苯与溴的取代反应,因此(1)的答案为苯与溴的取代反应;B物质具有酸性,很容易推测含有羧基,而4个H原子决定了它仍含有双键,故(2)的答案为双键与氢气的加成反应;物质B与甲醇在浓硫酸作用下反应成C物质,这很明显提示为酯化反应,故物质c为丙酸甲酯,而通过偶联反应,不难推导出D物质的结构简式.提化学教学2011年第7期问(4)中的②十分简明地说明了此同分异构体应该是三个间位取代有机物,③中提示此物质因有酚羟基和醛基,整道题迎刃而解.[答案】(1)+Br2Br+HBr(2)cH,:cH—CO

5、OH+H,cHcH,COOH『【】H(3)c<H-.(4)cHHcH.0--CH3三道题符合考试标准的规定要求,学生解答既不需要掌握众多专业的偶联反应的知识,又在答题中认识和学会了偶联反应,整体难度不大.特别是例3的命制综合了卤代烃,加成反应,取代反应,酯化反应,官能团性质和同分异构体等基础有机化合物知识,命题立意新颖,难度系数控制很好,既没有一味地拔高有机物推导的难度,又科学合理地考核了学生的基本知识和技能掌握情况,值得我们鉴赏与反思.考试研究?妙题精解;②电池正极发生的电极反应为——;③SOC1易挥发,实

6、验室中常用NaOH溶液吸收SOC12,有Na2sO3和NaCI生成.如果把少量水滴到SOC1中,实验现象是——,反应的化学方程式为——;④组装该电池必须在无水,无氧的条件下进行,原因是(6)要想在生产和生活中大量使用氢能源,首先要解决由水制备氢气的能耗.另—方面是要解决氢气的贮存及运输问题,金属锂是一种重要的储氢材料,吸氢和放氢原理如下:I.2Li+H,2LiHII.LiH+H,O=LiOH+H,T①反应I中的还原剂是,反应Ⅱ中的氧化剂是;②已知LiH固体密度为0.82g?cm～.用锂吸收224L(标准状况)H,生

7、成的LiH体积与被吸收的H体积比为;③由(2)生成的LiH与H0作用放出的H2用作电池燃料,若能量转化率为80%,则导线中通过电子的物质的量为mol.【命题策略】该题以金属锂为切人点很好地把元素化合物知识,原电池,氧化还原反应,化学实验探究和化学基本计算等有机结合起来.试题用框图题的形式,以锂电池,氢能源等社会关注热点问题为背景,旨在考查学生通过分析处理题给信息形成结论的能力,运用化学知识船决相关社会问题的能力,对化学事实分析判断的能力.试题构建源于教材,适当综合,推陈出新.从一定意义上来说,考生在通读题目的过程中

8、,只要大脑中迅速查找到教材中与之相似的知识点,理解命题者的意图,明白要考什么,适时迁移,就能很好地完成此题要求.【解题方法】(1)硅酸盐是构成地壳岩石的主要成分,种类很多,结构复杂,常用氧化物的形式来表示其组成.表示顺序一般为:活泼金属氧化物,较活泼金属氧化物,二氧化硅,水.(2)B一锂辉矿的主要成分为LiA1Si0,含少量钙镁杂质,加热至250～300℃后