考點 19硫酸及其鹽

1．復(fù)習(xí)重點

1．硫酸的性質(zhì)及重要用途；濃硫酸的特性：強氧化性、吸水性、脫水性

1．重要硫酸鹽的性質(zhì)及SO的檢驗；

2．難點聚焦

1.利用硫酸的強酸性制備多種物質(zhì)：

（1）制氣體：

制氫氣Zn+H₂SO₄      ZnSO₄+H₂↑;

制H₂S：FeS+H₂SO₄      H₂S↑+FeSO₄

(2)制較弱的酸：

制H₃PO₄；Ca₃(PO₄)₂+3H₂SO₄(濃)    2H₃PO₄+2CaSO₄

制CH₃COOH：2CH₃COONa+H₂SO₄     2CH₃COOH+Na₂SO₄

(3)制化肥：

Ca₃(PO₄)₂+2H₂SO₄(濃)      Ca(H₂PO₄)₂+2CaSO₄

2NH₃+H₂SO₄=(NH₄)₂SO₄

(4)制硫酸鹽：制膽礬：CuO+H₂SO₄+4H₂O      CaSO₄?5H₂O(晶體)

             制綠礬：Fe+H₂SO₄      FeSO₄+H₂↑

2.利用H₂SO₄高沸點性制取易揮發(fā)性酸。

（1）制HF：CaF₂+H₂SO₄(濃)     2HF↑+CaSO₄(鉛皿中)

（2）制HCl：NaCl（固）+H₂SO₄（濃）      NaHSO₄+HCl↑

             NaHSO₄+NaCl       Na₂SO₄+HCl↑

（3）制HNO₃：NaNO₃+H₂SO₄（濃）      HNO₃↑+NaHSO₄

3.利用硫酸的穩(wěn)定性制不穩(wěn)定性酸。

                   Na₂SO₃+H₂SO₄      Na₂SO₄+H₂O+SO₂↑

4.利用濃H₂SO₄的強氧化性制取SO₂

                Cu+2H₂SO₄(濃)      CuSO₄+SO₂↑+2H₂O

5.利用濃H₂SO₄的脫水性：

（1）制C₂H₄：CH₃CH₂OH          CH₂      CH_2­↑+H₂O

（2）制CO：HCOOH         CO↑+H₂O

6.利用濃H₂SO₄的吸水性做干燥劑。

干燥：O₂、H₂、Cl₂、N₂、CO、CO₂、SO_2­

不干燥：堿性：NH₃    還原性：H₂S、HI、HBr

7.用H₂SO₄作催化劑：

（1）乙烯水化：CH₂―CH₂+H₂O         CH₃CH₂OH

2. 濃硫酸

（1）物理性質(zhì)：

無色油狀液體，常見的濃硫酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98.3%，沸點為338℃，高沸點難揮發(fā)性。

思考：濃硫酸的稀釋方法。

（2）化學(xué)性質(zhì)：

① 吸水性（干燥劑）

三種形式：

<1> 與水任意比例混溶，溶于水劇烈放熱。

<2> 吸收氣體中水蒸氣（作為干燥劑，不能干燥硫化氫、溴化氫、碘化氫、氨氣）

<3> 與結(jié)晶水合物反應(yīng)。

實驗：濃硫酸與膽礬反應(yīng)，由膽礬藍(lán)色變?yōu)榘咨�說明濃硫酸有吸水性。

② 脫水性（炭化）

實驗6―3：潮濕的紙屑、棉花、木屑中分別滴入幾滴濃硫酸。

現(xiàn)象：三種物質(zhì)都發(fā)生了變化，生成了黑色的炭。

實驗6―4：在200mL燒杯中放入20g蔗糖，加入幾滴水，攪拌均勻。然后再加入15mL溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的濃硫酸，迅速攪拌。觀察實驗現(xiàn)象。

現(xiàn)象：蔗糖逐漸變黑，體積膨脹，形成疏松多孔的海綿狀的炭。

說明：

<1> 脫水性是濃硫酸的性質(zhì)，而非稀硫酸的性質(zhì)，即濃硫酸有脫水性。

<2> 脫水性是濃硫酸的化學(xué)特性，物質(zhì)被濃硫酸脫水的過程是化學(xué)變化的過程。反應(yīng)時，濃硫酸按水分子中氫、氧原子數(shù)的比為奪取有機物中的氫原子和氧原子。

<3> 可被濃硫酸脫水的物質(zhì)一般為含氫、氧元素的有機物，其中蔗糖、木屑、紙屑和棉花等物質(zhì)被子脫水后生成了黑色的炭（炭化）。

③ 強氧化性

實驗6―5：濃硫酸與銅反應(yīng)，請同學(xué)注意反應(yīng)現(xiàn)象，分析反應(yīng)產(chǎn)物存在的依據(jù)。

（濃）

強調(diào)：硫酸所起的作用（氧化劑與酸的作用）。

敘述：濃硫酸也與木炭反應(yīng)，

分析上述反應(yīng)中元素化合價的變化情況，指出氧化劑和還原劑。

思考：請設(shè)計實驗證明濃硫酸與炭反應(yīng)的三種產(chǎn)物，畫出實驗裝置圖。

介紹：鈍化現(xiàn)象及有關(guān)應(yīng)用（分別舉Al、Fe，說明原因）。

拓展：濃硫酸還可與某些還原性化合物反應(yīng)。

請利用氧化還原反應(yīng)規(guī)律寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式：

=                

小結(jié)：

<1> 濃硫酸有強氧化性，包括還原性很弱的銀在內(nèi)的很多物質(zhì)，都能在一定條件下被濃硫酸氧化。硫酸之所以能有如此強的氧化性，一個原因是在高濃度下硫酸以分子的形式存在，另一個原因是硫酸中含有非金屬性較強且又呈最高價態(tài)（+6）的硫元素。

<2> 濃硫酸在作氧化劑時，主要是+6價硫的原子得電子，被還原為含低價硫元素的物質(zhì)，一般不會有+1價氫被還原，即一般不會生成氫氣。

<3> 濃硫酸在作氧化劑時，硫元素被還原的程度是一個較復(fù)雜的問題，中學(xué)化學(xué)中常見的還原產(chǎn)物為。

請同學(xué)們根據(jù)硫酸的性質(zhì)，歸納出硫酸的主要用途。

（3）硫酸的用途

思考：和可溶性硫酸鹽在溶液中都能電離出，如何檢驗?zāi)兀?/p>

（二）檢驗

實驗6―6：請同學(xué)們觀察實驗現(xiàn)象，并填表：

加入溶液

加入鹽酸

稀硫酸

現(xiàn)象

化學(xué)方程式

溶液

現(xiàn)象

化學(xué)方程式

溶液

現(xiàn)象

化學(xué)方程式

原理：和硫酸鹽溶于水時都會產(chǎn)生，可以利用的不溶性來檢驗的存在。使用試劑是：可溶性鋇鹽和酸（鹽酸或稀硝酸）。

常用方法：

① 現(xiàn)象（產(chǎn)生白色沉淀）現(xiàn)象（沉淀不消失）

結(jié)論：可能含有、、。

② 現(xiàn)象（產(chǎn)生白色沉淀）現(xiàn)象（沉淀不消失）

結(jié)論：可能含、。

③ 現(xiàn)象（產(chǎn)生白色沉淀）現(xiàn)象（沉淀不消失）

結(jié)論：可能含、。

④ 現(xiàn)象（產(chǎn)生白色沉淀）現(xiàn)象（沉淀不消失）

結(jié)論：可能含、、、。

討論：根據(jù)上述實驗現(xiàn)象，歸納的檢驗方法。

小結(jié)：在中學(xué)化學(xué)里常常先用鹽酸把溶液酸化，以排除、、等可能造成的干擾，再加入溶液，根據(jù)是否有白色沉淀出現(xiàn)來闡明原溶液中是否有存在。

上述實驗中，待測試劑是客觀的，并且是給定范圍的，所以根據(jù)教材中的實驗?zāi)艿贸稣�確的結(jié)論。如果待測液是未知的，就要考慮其它離子的干擾，就要對所加試劑和加入試劑的順序進(jìn)行恰當(dāng)選擇，否則會得出錯誤結(jié)論。

思考：對于“黑面包”實驗做如下討論。

實驗

現(xiàn)象

原因

問題

結(jié)論

黑

面

包

實

驗

蔗糖變黑。放出大量的熱。

體積膨脹，生成黑色疏松多孔固體。

有刺激性氣味氣生成。

有碳生成。

濃硫酸吸水放熱。

有二氧化硫等氣體生成

① 為什么在實驗開始前要加少量水？

② 不加水行不行？

③ 怎么知道生成的黑色物質(zhì)是什么？

④ 此實驗污染嚴(yán)重，如何對它進(jìn)行改進(jìn)？

⑤ 怎么知道生成的氣體是什么？

⑥ 不加酸能不能得到碳？如果可以，用什么方法？

⑦ 還可以如何改進(jìn)？為什么？

⑧ 除了蔗糖以外，別的物質(zhì)能不能進(jìn)行類似實驗？

產(chǎn)物分別是：

碳、二氧化硫、二氧化碳。

體現(xiàn)的性質(zhì)：

吸水性、脫水性、強氧化性。

自學(xué)：硫酸鈣、硫酸鋇等硫酸鹽。

（三）硫酸鹽

1. 酸式鹽

    、的水溶液顯酸性，因為：，所以，有強酸作用。

2. 正鹽（見表6―2）

表6―2

硫酸鹽

結(jié)晶水合物的俗名

主要用途

生石膏

熟石膏

制粉筆、模型、塑像等

芒硝

制玻璃、造紙工業(yè)

皓礬

收斂劑、防腐劑、顏料

――重晶石

醫(yī)療上用作“鋇餐”

綠礬

補血劑、制藍(lán)黑墨水

藍(lán)礬、膽礬

制農(nóng)藥、鍍銅液

明礬

凈水劑

閱讀材料：

（1）二氧化硫?qū)θ梭w有什么危害？

二氧化硫是大氣中主要污染物之一，是衡量大氣是否遭到污染的重要標(biāo)志。在我國的一些城鎮(zhèn)，大氣中二氧化硫的危害較為普遍而又嚴(yán)重。

二氧化硫進(jìn)入呼吸道后，因其易溶于水，故大部分被阻滯在上呼吸道，在濕潤的粘膜上生成具有腐蝕性的亞硫酸、硫酸和硫酸鹽，使刺激作用增強。上呼吸道的平滑肌因有末梢神經(jīng)感受器，遇刺激就會產(chǎn)生窄縮反應(yīng)，使氣管和支氣管的管腔縮小，氣道阻力增加。上呼吸道對二氧化硫的這種阻留作用，在一定程度上可減輕二氧化硫?qū)Ψ尾康拇碳ぁ５�進(jìn)入血液的二氧化硫仍可通過血液循環(huán)抵達(dá)肺部產(chǎn)生刺激作用。

二氧化硫可被吸收進(jìn)入血液，對全身產(chǎn)生毒副作用，它能破壞酶的活力，從而明顯地影響碳水化合物及蛋白質(zhì)的代謝，對肝臟有一定的損害。動物試驗證明，二氧化硫慢性中毒后，機體的免疫受到明顯抑制。

二氧化硫濃度為10―15 ppm時，呼吸道纖毛運動和粘膜的分泌功能均能受到抑制。濃度達(dá)20ppm時，引起咳嗽并刺激眼睛。若每天吸入濃度為100ppm 8小時，支氣管和肺部出現(xiàn)明顯的刺激癥狀，使肺組織受損。濃度達(dá)400ppm時可使人產(chǎn)生呼吸困難。二氧化硫與飄塵一起被吸入，飄塵氣溶膠微粒可把二氧化硫帶到肺部使毒性增加3―4倍。若飄塵表面吸附金屬微粒，在其催化作用下，使二氧化硫氧化為硫酸霧，其刺激作用比二氧化硫增強約1倍。長期生活在大氣污染的環(huán)境中，由于二氧化硫和飄塵的聯(lián)合作用，可促使肺泡纖維增生。如果增生范圍波及廣泛，形成纖維性病變，發(fā)展下去可使纖維斷裂形成肺氣腫。二氧化硫可以加強致癌物苯并（a）芘的致癌作用。據(jù)動物試驗，在二氧化硫和苯并（a）芘的聯(lián)合作用下，動物肺癌的發(fā)病率高于單個因子的發(fā)病率，在短期內(nèi)即可誘發(fā)肺部扁平細(xì)胞癌。

（2）受酸雨危害的地區(qū)主要有哪些？

二十世紀(jì)的五、六十年代以前，酸雨只是在局部地區(qū)出現(xiàn)，如北歐地區(qū)受到歐洲中部工業(yè)區(qū)排出的酸性氣體的影響，出現(xiàn)了酸雨。之后，到六十年代末至八十年代初，酸雨的危害全面顯示，其范圍由北歐擴大至中歐，同時北美也出現(xiàn)了大面積的酸雨區(qū)。八十年代以來，在世界各地相繼出現(xiàn)了酸雨，如亞洲的日本、韓國、東南亞各國以及我國，南美的巴西、委內(nèi)瑞拉，非洲的尼日利亞、象牙海岸等都受到了酸雨的危害。

酸雨最集中，面積最大的地區(qū)是歐洲、北美和我國。目前酸雨危害已擴大到中北歐、美國、加拿大，水體受酸雨的影響而酸化的問題也越來越嚴(yán)重，加拿大30多萬個湖泊，到二十世紀(jì)末，有近5萬個因湖水酸化湖中生物將完全滅絕。酸雨對森林的危害在許多國家已普遍存在，全歐洲1.1億公頃的森林，有5000公頃受酸雨危害而變得脆弱和枯萎。

我國出現(xiàn)酸雨的地區(qū)已由八十年代初期的西南局部地區(qū)擴展到長江以南的大部分地區(qū)，成為我國危害最大的大氣污染問題。目前，我國的酸雨主要分布在長江以南、青藏高原以東地區(qū)及四川盆地。華中地區(qū)酸雨污染最嚴(yán)重，其中心區(qū)域酸雨pH年均值低于4.0，酸雨頻率在80%以上；西南地區(qū)南充、宜賓、重慶和遵義等城市的酸雨區(qū)，僅次于華中地區(qū)，其中心區(qū)域的酸雨pH年均值低于5.0，酸雨頻率高于80%；華南沿海地區(qū)的酸雨主要分布在長江下游地區(qū)以及南至廈門的沿海地區(qū)，覆蓋蘇南、皖南、浙江大部及福建沿海地區(qū)；華南地區(qū)的酸雨主要分布于珠江三角洲及廣西的東部地區(qū)，中心區(qū)域酸雨頻率60―90%；北方地區(qū)也有一些城市降水年均pH值低于5.6，如青島、圖門、太原、石家莊等地。

小結(jié)酸雨的形成：

（1）（主要途徑）

（2）

是一種無色固體，熔點，沸點，與反應(yīng)生成，同時放出大量的熱。工業(yè)上常用這兩個反應(yīng)制造硫酸。

3．例題精講

[例1] 已知硫酸溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大時，其溶液的密度越大，將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為%與%的兩種硫酸溶液等體積混合后，溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（    ）

A. 大于%    B. 小于%    C. 等于%    D. 無法確定

精析：解法一：估算法。假設(shè)兩種硫酸溶液等質(zhì)量混合，則混合后溶液里溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)等于%。因為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為%的溶液的密度大，所以等體積混合后其質(zhì)量大于%的溶液質(zhì)量，因而混合后溶液里溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于%。

解法二：設(shè)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3x%的硫酸溶液密度為，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為x%的硫酸溶液的密度為，兩者體積均勻。則混合后溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

∵     ∴     ∴

即    ∴

答案：A

[例2] 現(xiàn)有、、、和五瓶無色溶液，不能根據(jù)聞氣味鑒別氣體，如何把它們一一鑒別出來？

    精析：使沉淀溶解不能加入稀HNO₃­，因為HNO₃能把BaSO₃氧化成BaSO­₄而不溶；也不可用Ba（NO₃）₂和HCl組合，因為此混合溶液中有H⁺和NO₃^-，同樣有HNO­₃。

解法一：如圖

解法二：如圖

[例3]（1）寫出濃硫酸與木炭粉在加熱條件下反應(yīng)的化學(xué)方程式，并標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移關(guān)系   

            。

（2）試用上圖所示各裝置設(shè)計一個實驗，驗證上述反應(yīng)所產(chǎn)生的各種產(chǎn)物。這些裝置的連接順序（按產(chǎn)物氣體從左至右的流向）是（填裝置的編號）：     →     →     →

     。

（3）實驗室可觀察到裝置①中A瓶的溶液褪色，C瓶的溶液不褪色，A瓶溶液的作用是       ，B瓶溶液的作用是      ，C瓶溶液的作用是        。

（4）裝置②中所加的固體藥品是       ，可確證的產(chǎn)物是       ，確定裝置②在整套裝置中的位置的理由是          。

（5）裝置③中所盛溶液是       ，可驗證的產(chǎn)物是       。

精析：

上述反應(yīng)中的生成物有三個：SO₂、CO₂、H₂O，在檢驗這三種產(chǎn)物時要避免相互干擾，如檢驗CO₂時一般用澄清石灰水，而SO­₂也會使澄清的石灰水變渾濁，所以在檢驗CO₂之前必須先除去SO­₂；同時，在氣體通過水溶液后，水蒸氣會隨之帶出，所以必須在通過水溶液之前檢驗水的存在，由上分析裝置的連接順序是4→2→1→3。

答案：

（1）

（2）④ ② ① ③

（3）驗證的存在  充分吸收  驗證是否已被吸收完全

（4）無水硫酸銅  水  由于產(chǎn)物通過①③時會帶出水蒸氣，所以②必須放在①、③之前

（5）澄清的石灰水 

小結(jié)：品紅是鑒別的試劑，不與品紅作用。和在化學(xué)性質(zhì)上有許多相似之處：都是酸性氧化物；都能溶于水得酸；都與反應(yīng)生成沉淀，通入過量的或時，生成的、沉淀溶解，變成、，溶液重新變澄清。中“C”為高價，中“S”為中間價，都可被還原為低價，因此，、有氧化性。

[例4] 60mL的溶液中加入足量的銅片并加熱，充分反應(yīng)后被還原的硫酸的物質(zhì)的量為（    ）

A. 1.08mol                                        B. 0.54mol

C. 在0.54～1.08mol之間                 D. 小于0.54mol

精析：硫酸中含純1.08mol若完全與Cu反應(yīng)，被還原的為，但濃硫酸與Cu反應(yīng)到一定濃度時，變?yōu)橄×蛩�，稀硫酸不與Cu反應(yīng)，故實際上被還原的的物質(zhì)的量小于0.54mol。

答案：D

錯解分析：誤選B項。原因是沒有考慮到隨反應(yīng)的進(jìn)行，的濃度會逐漸減小，稀不與Cu反應(yīng)。

[例5] 設(shè)計一個只用溶液及試管鑒別和稀硫酸的實驗，簡要寫出鑒別過程。

解析：雖然和均為白色不溶于水的固體，但前者可溶于酸，而后者不溶于酸。各取試樣少許，分別置于兩支試管A、B中，然后分別向其中加入足量溶液，都生成白色沉淀：

靜置兩支試管，將A試管中的上層清液注入B試管中，若B中沉淀溶解，并有刺激性氣味氣體逸出，則說明試管B中原來盛溶液，A試管中是稀。若試管B中無明顯現(xiàn)象，則證明試管B中原來盛稀硫酸，試管A中是溶液。

答案：略

[例6] 有一定質(zhì)量的與的濃充分反應(yīng)，完全溶解，同時生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體A33.6L，將反應(yīng)后的溶液稀釋到1L，測得溶液中

。則氣體A中各組分的體積比為        。

精析：本題所考知識點為濃硫酸的氧化性，稀硫酸的酸性，氧化還原反應(yīng)，氣體摩爾體積。

反應(yīng)后溶液為1L，，則，故反應(yīng)后溶液中剩余硫酸0.05mol。由于濃硫酸與反應(yīng)過程中濃度變稀，故有、兩種氣體產(chǎn)生。設(shè)、的物質(zhì)的量分別為、。

解得：  

所以A氣體中

答案：

4．實戰(zhàn)演練

試題詳情

長 春 市

2009年高中畢業(yè)班第三次調(diào)研測試

理科綜合能力試題

本試卷分第Ⅰ卷（選擇題）和第Ⅱ卷（非選擇題）兩部分，試卷滿分300分。做題時間為150分鐘�？荚嚱Y(jié)束后，將試卷和答題卡一并交回。

注意事項：

    1．答題前，考生必須將自己的姓名、準(zhǔn)考證號碼填寫清楚，將條形碼準(zhǔn)確粘貼在條形    碼區(qū)域內(nèi)。

    2．選擇題必須用2B鉛筆填涂；非選擇題必須使用O．5毫米黑色字跡的簽字筆書寫，    字體工整、筆跡清楚。

    3．請按照題號順序在各題目的答題區(qū)域內(nèi)作答，超出答題區(qū)域書寫的答案無效；在草    稿紙、試題卷上答題無效。

4．保持卡面清潔，不要折疊、不要弄破，不準(zhǔn)使用涂改液、刮紙刀。

第Ⅱ卷（選擇題）

（本題包括21小題，每小題6分，共126分）

以下數(shù)據(jù)可供解題時參考：

相對原子質(zhì)量（原子量）：H：1  C：12 N：14 O：16  Al：27  C1：35.5  Cu：64

試題詳情

解無機推斷題的“一、二、三、四”

思維容量大、題型多變、能力要求高、推理嚴(yán)密，在歷年高考中頻頻出現(xiàn)，且體現(xiàn)出很好的區(qū)分度和選拔功能。

一.一個積累

無機推斷題是集元素化合物知識、基本概念和基本理論于一體，且綜合性強、考查知識面廣，既能檢查學(xué)生掌握元素化合物的知識量及熟練程度，又能考查學(xué)生的邏輯思維能力。如果突然地問這類題型有什么樣的解題方法和技巧，我估計很難說出個所以然來，這就像猜謎語一樣,在謎底出來之前怎么想都想不出來,一旦知道了謎底,才會想起來”哦”原來是這么回事。但是有一點非常重要，那就是：知識的掌握和素材的積累。知識的掌握是掌握什么? 素材的積累要積累什么?

掌握共性知識,積累特殊要點

及時歸納總結(jié)。   每個單元或章節(jié)結(jié)束后，通過反思融會同類知識，使普遍的知識規(guī)律化，零碎的知識系統(tǒng)化。例如：對無機化學(xué)，復(fù)習(xí)元素及其化合物這部分內(nèi)容時，可以以“元素→單質(zhì)→氧化物（氫化物）→存在”為線索；學(xué)習(xí)具體的單質(zhì)、化合物時既可以以“結(jié)構(gòu)→性質(zhì)→用途→制法”為思路，又可以從該單質(zhì)到各類化合物之間的橫向聯(lián)系進(jìn)行復(fù)習(xí)，同時結(jié)合元素周期律，將元素化合物知識形成一個完整的知識網(wǎng)絡(luò)。對每一章節(jié)的重點內(nèi)容要能夠在合上書本以后，像放電影一樣在頭腦中過一遍，才能將這一章的知識形成完整的印象。

化學(xué)的知識點十分繁雜,在高三要做的就是建立一個立體的知識樹,做到心中有樹，心中有書。

每次考試結(jié)束后要回頭看一看，停下來想一想，自己知識和技能是否得到了鞏固和深化，自己存在什么問題，以便在今后的復(fù)習(xí)中對癥下藥。

要從共性中找特殊   根據(jù)記憶規(guī)律，共性的東西很容易對大腦形成刺激以至于不容易遺忘，我們很容易忽略那些特殊的內(nèi)容，而這些特殊的內(nèi)容往往就是推斷題中喜歡涉及到的。如果記住了這些東西，他就會成為題目中最“顯眼”的地方，亦即解題的突破口――“題眼”，再根據(jù)題意逐步進(jìn)行邏輯推理分析，進(jìn)而找到答案。下面就化學(xué)里物質(zhì)推斷題中常作“題眼”的知識點歸納如下，僅供參考。

特征結(jié)構(gòu)：電子式類似于Na₂O₂型的有：CaC₂，F(xiàn)eS₂等等，像07（第26題），08年好像命題組的人對C₂^２-很感興趣。

特征顏色，狀態(tài)，氣味，硬度等

特征反應(yīng)現(xiàn)象：根據(jù)現(xiàn)象就能夠得出相應(yīng)的結(jié)論，例如電解時陽極產(chǎn)生的氣體一般是：Cl₂、O₂，陰極產(chǎn)生的氣體是：H₂。

特殊反應(yīng)條件：高溫條件，高溫高壓催化劑，催化劑、加熱，催化劑、加熱

特征轉(zhuǎn)化關(guān)系：。

共性需要記憶，特殊也同樣需要記憶，我始終認(rèn)為考試的過程就是一種在理解的同時默寫的過程，就是將自己的思維過程在紙面上真實地反映出來的過程，所以記憶就顯得非常重要。

試題詳情

湖南省岳陽市2009屆高三教學(xué)質(zhì)量檢測（四）

理科綜合能力測試

本試題卷分選擇題和非選擇題兩部分，共11頁。時量150分鐘，滿分300分。

以下數(shù)據(jù)可供解題時參考：

相對原子質(zhì)量（原子量）：H：1    O：16    C：12    Ca：40    Cu：64

試題詳情

高三sts專題突破及相關(guān)答案

氣體流體模型（氣柱模型）

1．（09宣武一模）一艘帆船在湖面上順風(fēng)行駛，在風(fēng)力的推動下做速度v₁=4m/s的勻速直線運動, 已知：

該帆船在勻速行駛的狀態(tài)下突然失去風(fēng)的動力，帆船在

湖面上做勻減速直線運動,經(jīng)過8秒鐘才能恰好靜止；

該帆船的帆面正對風(fēng)的有效面積為S=10m²，帆船的總質(zhì)

量M約為940kg，當(dāng)時的風(fēng)速v₂=10m/s。若假設(shè)帆船在

行駛的過程中受到的阻力始終恒定不變，那么由此估算：

（1）在勻速行駛的狀態(tài)下，帆船受到的動力和阻力分別 為多大？

（2）空氣的密度約為多少？

2．（2008年北京高考）風(fēng)能將成為21世紀(jì)大規(guī)模開發(fā)的一種可再生清潔能源。風(fēng)力發(fā)電機是將風(fēng)能（氣流的功能）轉(zhuǎn)化為電能的裝置，其主要部件包括風(fēng)輪機、齒輪箱，發(fā)電機等。如圖所示。

（1）利用總電阻的線路向外輸送風(fēng)力發(fā)電機產(chǎn)生的電能。輸送功率，輸電電壓，求導(dǎo)線上損失的功率與輸送功率的比值;

（2）風(fēng)輪機葉片旋轉(zhuǎn)所掃過的面積為風(fēng)力發(fā)電機可接受風(fēng)能的面積。設(shè)空氣密度為p，氣流速度為v，風(fēng)輪機葉片長度為r。求單位時間內(nèi)流向風(fēng)輪機的最大風(fēng)能功率P_m;

在風(fēng)速和葉片數(shù)確定的情況下，要提高風(fēng)輪機單位時間接受的風(fēng)能，簡述可采取的措施。

（3）已知風(fēng)力發(fā)電機的輸出電功率P與P_m成正比。某風(fēng)力發(fā)電機的風(fēng)速v₁＝9m/s時能夠輸出電功率P₁=540kW。我國某地區(qū)風(fēng)速不低于v₂=6m/s的時間每年約為5000小時，試估算這臺風(fēng)力發(fā)電機在該地區(qū)的最小年發(fā)電量是多少千瓦時。

3.（08朝陽一模）某課外小組設(shè)計了一種測定風(fēng)速的裝置，其原理如圖所示，一個勁度系數(shù)k＝1300N／m，自然長度L0＝0.5m彈簧一端固定在墻上的M點，另一端N與導(dǎo)電的迎風(fēng)板相連，彈簧穿在光滑水平放置的電阻率較大的金屬桿上，彈簧是不導(dǎo)電的材料制成的。迎風(fēng)板面積S＝0.5m2，工作時總是正對著風(fēng)吹來的方向。電路的一端與迎風(fēng)板相連，另一端在M點與金屬桿相連。迎風(fēng)板可在金屬桿上滑動，且與金屬桿接觸良好。定值電阻R＝1.0Ω，電源的電動勢E＝12V，內(nèi)阻r＝0.5Ω。閉合開關(guān)，沒有風(fēng)吹時，彈簧處于原長，電壓表的示數(shù)U1＝3.0V，某時刻由于風(fēng)吹迎風(fēng)板，電壓表的示數(shù)變?yōu)閁2＝2.0V。（電壓表可看作理想表）求

（1）金屬桿單位長度的電阻；（2）此時作用在迎風(fēng)板上的風(fēng)力；

（3）假設(shè)風(fēng)（運動的空氣）與迎風(fēng)板作用后的速度變?yōu)榱�，空氣的密度�?st1:chmetcnv TCSC="0" NumberType="1" Negative="False" HasSpace="False" SourceValue="1.3" UnitName="kg" w:st="on">1.3kg/m3，求風(fēng)速多大。

能量發(fā)光面模型

4．（09年西城一模）節(jié)水噴灌系統(tǒng)已經(jīng)在我國很多地區(qū)使用。某節(jié)水噴灌系統(tǒng)如圖所示，噴口距離地面的高度h = 1.8m，可將水沿水平方向噴出，并能沿水平方向旋轉(zhuǎn)。噴水的最大速率v₀ = 15m/s，每秒噴出水的質(zhì)量m₀ = 4.0kg/s。所用的水是從井下抽取的，井中水面離地面的高度H=1.95m，并一直保持不變。水泵由電動機帶動，電動機電樞線圈電阻r = 5.0Ω。電動機正常工作時，電動機的輸入電壓U = 220V，輸入電流I = 4.0A。不計電動機的摩擦損耗，電動機的輸出功率等于水泵所需要的最大輸入功率。水泵的輸出功率與輸入功率之比為水泵的抽水效率。計算時g 取10m/s²，π 取 3。             

（1）求這個噴灌系統(tǒng)所能噴灌的面積S；

（2）假設(shè)系統(tǒng)總是以最大噴水速度工作，求水泵的抽水效率η；

（3）假設(shè)系統(tǒng)總是以最大噴水速度工作，在某地區(qū)需要用蓄電池將太陽能電池產(chǎn)生的

電能存儲起來供該系統(tǒng)使用，根據(jù)以下數(shù)據(jù)求所需太陽能電池板的最小面積S_m。

太陽光傳播到達(dá)地面的過程中大約有30%的能量損耗，太陽輻射的總功率P₀ = 4×10²⁶W，

太陽到地球的距離R = 1.5×10¹¹m，太陽能電池的能量轉(zhuǎn)化效率約為15%，

蓄電池釋放電能的效率約為90%。

5．（07年西城二模）一輛總質(zhì)量為M =6.0×10²kg的太陽能汽車，使用太陽能電池供電。它的集光板能時刻正對著太陽。車上有一個直流電阻r = 4.0Ω的電動機。太陽能電池可以對電動機提供U = 120V的電壓和I = 10A的電流。已知太陽向外輻射能量的總功率為

P_總 = 3.9×10²⁶W。太陽光穿過太空和地球周圍的大氣層到達(dá)地面的過程中有大約28%的能量損耗。太陽光垂直照射到地面上時，單位面積的輻射功率為P₀ = 1.0×10³W/m²。半徑為R的球面積公式為S = 4πR²。（取g =10m/s²，）

（1）這輛太陽能汽車正常工作時，車上電動機將電能轉(zhuǎn)化為機械能的效率是多少；

（2）若這輛車在行駛過程中所受阻力是車重的0.05倍。求這輛車可能行駛的最大速度；

（3）根據(jù)題目所給出的數(shù)據(jù)，估算太陽到地球表面的距離。

磁流體的應(yīng)用

24．（07年海淀一模）磁流體動力發(fā)電機的原理如圖17所示，一個水平放置的上下、前后封閉的橫截面為矩形的塑料管，其寬度為l，高度為h，管內(nèi)充滿電阻率為ρ的某種導(dǎo)電流體（如水銀）。矩形塑料管的兩端接有渦輪機，由渦輪機提供動力使流體通過管道時具有恒定的水平向右的流速v₀。管道的前、后兩個側(cè)面上各有長為d的相互平行且正對的銅板M和N。實際流體的運動非常復(fù)雜，為簡化起見作如下假設(shè)：①垂直流動方向橫截面上各處流體的速度相同；②流體不可壓縮；③流體流動過程中所受總的摩擦阻力與它的流速成正比，且比例系數(shù)為k。

（1）用電阻可忽略不計的導(dǎo)線將電阻為R的燈泡（不計燈泡電阻隨溫度的變化）接在銅板M、N的外側(cè)之間，由于此時磁場對流體有力的作用，使流體的穩(wěn)定流速變?yōu)関（v<v₀），求磁場對流體的作用力；

（2）現(xiàn)提高渦輪機提供的動力，使液體的流速增加到原來的值v₀，求此時這臺磁流體發(fā)電機的發(fā)電效率及其供電的輸出效率。

20．長方體導(dǎo)電材料，建立如圖34所示的坐標(biāo)系，和坐標(biāo)軸的交點坐標(biāo)分別為x₀、y₀、z₀，導(dǎo)體的電阻率為ρ，導(dǎo)電材料中的自由電荷為電子，電量為e，單位體積中自由電荷的個數(shù)為n，若在垂直于x軸的前后表面加上恒定電壓U，形成沿x軸正方向的電流。則

（1）導(dǎo)體中電流的大小；

（2）導(dǎo)體中自由電荷定向移動的平均速率；

（3）若加上沿y軸正方向、磁感強度為B的勻強磁場，則垂直于z軸方向的上下兩個表面產(chǎn)生電勢差，這種現(xiàn)象叫霍爾效應(yīng)。分析上下表面誰的電勢高，并求出電勢差的大小。

20．（1）；（2）；（3）

21．在原子反應(yīng)堆中抽動液態(tài)金屬或在醫(yī)療器械中抽動血液等導(dǎo)電液體時，常使用電磁泵。某種電磁泵的結(jié)構(gòu)如圖17所示，把裝有液態(tài)鈉的矩形截面導(dǎo)管（導(dǎo)管是環(huán)形的，圖中只畫出其中一部分）水平放置于勻強磁場中，磁場的磁感應(yīng)強度為B，方向與導(dǎo)管垂直。讓電流I按如圖方向橫穿過液態(tài)鈉且電流方向與B垂直。設(shè)導(dǎo)管截面高為a，寬為b，導(dǎo)管有長為l的一部分置于磁場中。由于磁場對液態(tài)鈉的作用力使液態(tài)鈉獲得驅(qū)動力而不斷沿管子向前推進(jìn)。整個系統(tǒng)是完全密封的。只有金屬鈉本身在其中流動，其余的部件都是固定不動的。

（1）在圖上標(biāo)出液態(tài)鈉受磁場驅(qū)動力的方向。

（2）假定在液態(tài)鈉不流動的條件下，求導(dǎo)管橫截面上由磁場驅(qū)動力所形成的附加壓強p與上述各量的關(guān)系式。

（3）設(shè)液態(tài)鈉中每個自由電荷所帶電量為q，單位體積內(nèi)參與導(dǎo)電的自由電荷數(shù)為n，求在橫穿液態(tài)鈉的電流I的電流方向上參與導(dǎo)電的自由電荷定向移動的平均速率v₀。

21．（1）F的方向沿導(dǎo)管水平向里，且與B、I垂直

（2）   （3）

電動機原理應(yīng)用

25.（20分）下圖是導(dǎo)軌式電磁炮實驗裝置示意圖。兩根平行長直金屬導(dǎo)軌沿水平方向固定，其間安放金屬滑塊（即實驗用彈丸）�；瑝K可沿導(dǎo)軌無摩擦滑行，且始終與導(dǎo)軌保持良好接觸。電源提供的強大電流從一根導(dǎo)軌流入，經(jīng)過滑塊，再從另一導(dǎo)軌流回電源�；瑝K被導(dǎo)軌中的電流形成的磁場推動而發(fā)射。在發(fā)射過程中，該磁場在滑塊所在位置始終可以簡化為勻強磁場，方向垂直于紙面，其強度與電流的關(guān)系為B=kI，比例常量k=2.5×10^－6T/A。已知兩導(dǎo)軌內(nèi)側(cè)間距l(xiāng)=1.5cm，滑塊的質(zhì)量m=30g，滑塊沿導(dǎo)軌滑行5m后獲得的發(fā)射速度v=3.0km/s（此過程視為勻加速運動）。

（1）求發(fā)射過程中電源提供的電流強度。

（2）若電源輸出的能量有4%轉(zhuǎn)換為滑塊的動能，則發(fā)射過程中電源的輸出功率和輸出電壓各是多大？

（3）若此滑塊射出后隨即以速度v沿水平方向擊中放在水平面上的砂箱，它嵌入砂箱的深度為s'。設(shè)砂箱質(zhì)量為M，滑塊質(zhì)量為m，不計砂箱與水平面之間的摩擦。求滑塊對砂箱平均沖擊力的表達(dá)式。

24.(20分)磁流體推進(jìn)船的動力來源于電流與磁場間的相互作用，圖1是在平靜海面上某實驗船的示意圖，磁流體推進(jìn)器由磁體、電極和矩形通道（簡稱通道）組成。

如圖2所示，通道尺寸a=2.0m、b=0.15m、c=0.10m，工作時，在通道內(nèi)沿z軸正方向加B=0.8T的勻強磁場；沿x軸負(fù)方向加勻強電場，使兩極板間的電壓U=99.6V；海水沿y軸方向流過通道。已知海水的電阻率ρ=0.20Ω?m。

（1）       船靜止時，求電源接通瞬間推進(jìn)器對海水推力的大小和方向；

（2）       船以v_s=5.0m/s的速度勻速前進(jìn)。以船為參照物，海水以5.0m/s的速率涌入進(jìn)水口，由于通道的截面積小于進(jìn)水口的截面積，在通道內(nèi)海水的速率增加到v_d=8.0m/s。求此時金屬板間的感應(yīng)電動勢U_感。

船行駛時，通道中海水兩側(cè)的電壓按U '=U-U_感計算，海水受到電磁力的80%可以轉(zhuǎn)換為船的動力。當(dāng)船以v_s=5.0m/s的速度勻速前進(jìn)時，求海水推力的功率。

與生活相關(guān)的習(xí)題

24.(07年宣武二模)電磁爐專用平底鍋的鍋底和鍋壁均由耐高溫絕緣材料制成,起加熱作用的是安裝在鍋底平面的一系列粗細(xì)均勻半徑不同的同心導(dǎo)體環(huán)（導(dǎo)體環(huán)的分布如圖所示），導(dǎo)體環(huán)所用材料每米的電阻值為R₀ Ω，從中心向外第n個同心圓環(huán)的半徑為r_n=nr₀  (其中n=1,2,3,…，8,共有8個圓環(huán)，r₀為已知量)，如圖所示。當(dāng)電磁爐開啟后，能產(chǎn)生垂直于鍋底方向的變化磁場，該磁場在環(huán)狀導(dǎo)體上產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢規(guī)律為：e=S?2sinωt（式中：e為瞬時感應(yīng)電動勢，S為環(huán)狀導(dǎo)體所包圍的圓平面的面積，ω為已知常數(shù)）,那么，當(dāng)電磁爐正常工作時，求：

（1）第n個導(dǎo)體環(huán)中感應(yīng)電流的有效值表達(dá)式；

（2）前三條（靠近中心的三條）導(dǎo)體環(huán)釋放的總功率有多大？

（3）假設(shè)導(dǎo)體環(huán)產(chǎn)生的熱量全部以波長為λ的紅外線光子輻射出來，  

那么第三條導(dǎo)體環(huán)上t秒鐘內(nèi)射出的光子數(shù)是多少？

（光速c和普朗克常數(shù)h為已知量，t>> 2π/ω）

22．（09年石景山一模）課間休息時，同學(xué)們常用摸高比賽來消除疲憊，振奮精神。一質(zhì)量為60kg的男同學(xué)豎直向上跳起，在將要離地時，他的重心升高了0.4m，接下來重心又繼續(xù)升高了0.8m而到達(dá)跳躍的最高點。若他蹬地的那段時間是0.2s，（空氣阻力不計，取g=10m/s²）求：

（1）該男同學(xué)的起跳速率？

（2）在起跳過程中，該同學(xué)做功的平均功率？

（3）在起跳過程中，該同學(xué)蹬地的平均作用力？

【例8】在電視節(jié)目中，我們常能看到一種精彩的水上運動──滑水板運動，如圖所示，運動員在快艇的水平牽引力下，腳踏傾斜滑板在水上滑行，設(shè)滑板是光滑的，滑板的滑水面積為S，滑板與水平方向的夾角為θ（滑板前端抬起的角度），水的密度為ρ。

理論研究表明：水對滑板的作用力大小N=ρSv²sin²θ，式中的v為快艇的牽引速度。

（1）     若人的質(zhì)量為m，求快艇的水平牽引速度v。

（2）   在上述條件下，快艇對運動員的牽引功率為多大？

[答案] (1)   (2)

重慶23.（16分）滑板運動是一項非常刺激的水上運動，研究表明，在進(jìn)行滑板運動時，水對滑板的作用力F_x垂直于板面，大小為kv²，其中v為滑板速率（水可視為靜止）.某次運動中，在水平牽引力作用下,當(dāng)滑板和水面的夾角θ=37°時（如下圖所示），滑板做勻速直線運動，相應(yīng)的k=54 kg/m，入和滑板的總質(zhì)量為108 kg,試求（重力加速度g取10 m/s²,sin 37°取，忽略空氣阻力）：

（1）水平牽引力的大��；

（2）滑板的速率；

（3）水平牽引力的功率.

【解析】（1）以滑板和運動員為研究對象，其受力如圖所示

由共點力平衡條件可得

           ①

                ②

由①、②聯(lián)立，得

F =810N

(2)

得m/s

(3)水平牽引力的功率

P=Fv=4050 W

25．（04年海淀二模）如圖16甲所示為電視機中顯像管的原理示意圖，電子槍中的燈絲加熱陰極而逸出電子，這些電子再經(jīng)加速電場加速后，從O點進(jìn)入由磁偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)磁場中，經(jīng)過偏轉(zhuǎn)磁場后打到熒光屏MN上，使熒光屏發(fā)出熒光形成圖像，不計逸出電子的初速度和重力。已知電子的質(zhì)量為m、電荷量為e，加速電場的電壓為U。偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生的磁場場分布在邊長為l的正方形abcd區(qū)域內(nèi)，磁場方向垂直紙面，且磁感應(yīng)強度隨時間的變化規(guī)律如圖16乙所示。在每個周期內(nèi)磁感應(yīng)強度都是從－B₀均勻變化到B₀。磁場區(qū)域的左邊界的中點與O點重合，ab邊與OO′平行，右邊 界bc與熒光屏之間的距離為s。由于磁場區(qū)域較小，且電子運動的速度很大，所以在每個電子通過磁場區(qū)域的過程中，可認(rèn)為磁感應(yīng)強度不變，即為勻強磁場，不計電子之間的相互作用。