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教考衔接1　教材知识情境探究命题
研真题 明确考向
【真题】　(2025·北京卷)用电解Na2SO4溶液(图甲)后的石墨电极1、2探究氢氧燃料电池，重新取Na2SO4溶液并用图乙装置按ⅰ→ⅳ顺序依次完成实验。
实验 电极Ⅰ 电极Ⅱ 电压/V 关系
ⅰ 石墨1 石墨2 a a>d>c>b>0
ⅱ 石墨1 新石墨 b
ⅲ 新石墨 石墨2 c
ⅳ 石墨1 石墨2 d
下列分析不正确的是(　　)
A．a>0，说明实验ⅰ中形成原电池，反应为2H2＋O2===2H2O
B．bC．c>0，说明ⅲ中电极Ⅰ上有O2发生反应
D．d>c，是因为电极Ⅰ上吸附H2的量：ⅳ>ⅲ
答案：D
解析：按照图甲电解Na2SO4溶液，石墨1为阳极，发生反应2H2O－4e－===O2↑＋4H+，石墨1中会吸附少量氧气；石墨2为阴极，发生反应2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，石墨2中会吸附少量氢气；图乙中电极Ⅰ为正极，氧气发生还原反应，电极Ⅱ为负极。石墨1中会吸附少量氧气，石墨2中会吸附少量氢气，实验ⅰ会形成原电池，a>0，反应为2H2＋O2===2H2O，A正确；因为ⅱ中电极Ⅱ为新石墨，不含有H2，缺少H2作为还原剂，故导致bc，实验ⅲ与实验ⅳ中电极Ⅰ不同，d>c，是因为电极Ⅰ上吸附O2的量ⅳ>ⅲ，D错误。
【高考动向】
对教材中理论知识的运用是高考考查的重点，考试内容与教材内容形似神异，既能体现教学重点，又不照搬教材。对于教材中的理论知识，考生要知其然，更要知其所以然。因此，高考中常对化学理论的研究进行复现或提出质疑，通过设计实验方案，分析实验现象，得出实验结论，从而加深对理论的理解，培养考生的批判性思维。
模拟练 提升考能
教材情境1　人教版选择性必修1　P98碱性锌锰电池　在电池中，Zn一端作负极，MnO2一端作正极，电解质是KOH。
1．(2025·江苏卷)碱性锌锰电池的总反应为Zn＋2MnO2＋2H2O===Zn(OH)2＋2MnO(OH)，电池构造示意图如图。
下列有关说法正确的是(　　)
A．电池工作时，MnO2发生氧化反应
B．电池工作时，OH－通过隔膜向正极移动
C．环境温度过低，不利于电池放电
D．反应中每生成1 mol MnO(OH)，转移电子数约为2×6.02×1023
答案：C
解析：MnO2转化为MnO(OH)，Mn由＋4价降为＋3价，MnO2作氧化剂，发生还原反应，A错误；原电池工作时阴离子向负极移动，B错误；温度较低时，反应速率会减小，C正确；MnO2转化为MnO(OH)，Mn由＋4价降为＋3价，每生成1 mol MnO(OH)，转移电子数约为1×6.02×1023，D错误。
教材情境2　人教版选择性必修1　P106氯碱工业——离子交换膜法电解饱和食盐水。
2.氯碱工业能耗大，通过如图改进的设计可大幅度降低能耗，
下列说法不正确的是(　　)
A．电极A接电源正极，发生氧化反应
B．电极B的电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
C．应选用阳离子交换膜，在右室获得浓度较高的NaOH溶液
D．改进设计中通过提高电极B上反应物的氧化性来降低电解电压，减少能耗
答案：B
解析：电极A是氯离子变为氯气，化合价升高，失去电子，是电解池阳极，因此电极A接电源正极，发生氧化反应，故A正确；电极B为阴极，通入氧气，氧气得到电子，其电极反应式为2H2O＋4e－＋O2===4OH－，故B错误；右室生成氢氧根离子，应选用阳离子交换膜，左边的钠离子进入右室，在右室获得浓度较高的NaOH溶液，故C正确；改进设计中氧气在阴极得电子，提高了电极B处的氧化性，通过提高电极上反应物的氧化性来降低电解电压，减少能耗，故D正确。
教材情境3　人教版选择性必修2　P98超分子　超分子是由两种或两种以上的分子通过分子间相互作用形成的分子聚集体。超分子定义中的分子是广义的，包括离子。
3．(2024·湖北卷)科学家合成了一种纳米“分子客车”(如图所示)，能装载多种稠环芳香烃。三种芳烃与“分子客车”的结合常数(值越大越稳定)见表。
下列说法错误的是(　　)
A.芳烃与“分子客车”可通过分子间相互作用形成超分子
B．并四苯直立装载与平躺装载的稳定性基本相同
C．从分子大小适配看“分子客车”可装载2个芘
D．芳烃π电子数越多越有利于与“分子客车”结合
答案：B
解析：纳米“分子客车”能装载多种稠环芳香烃，通过分子间相互作用结合成功能不同的分子聚集体，符合超分子的定义，A正确；从长的方向看，“分子客车”中有与并四苯相仿的结构，从高的方向看，无适配结构，故平躺装载的稳定性大于直立装载的稳定性，B错误；芘与“分子客车”中间部分大小适配，故“分子客车”可装载2个芘，C正确；题目中所有芳烃中的C原子均为sp2杂化，则芳烃中的碳原子数等于π电子数，则芘、并四苯、蒄的π电子数分别为16、18、24，结合表中数据可知，芳烃π电子数越多，结合常数越大，D正确。
教材情境4　人教版必修第二册　P8探究不同价态含硫物质的转化　包括SO2的制备、净化、收集、尾气处理方法，还包括SO2性质的探究及食品中SO2残留量的测定等。
4．某化学兴趣小组同学对SO2的制备、性质及含量测定做了如下实验进行探究。
Ⅰ.制备并收集纯净干燥的SO2
(1)仪器A的名称为________。实验装置的连接顺序为____________________________________(按气流方向，用小写字母表示)。
圆底烧瓶
c→b→a→g→f→d→e(或c→b→a→g→f→e→d)
Ⅱ.探究SO2的性质
将收集到的SO2持续通入如图装置进行实验。
(2)将SO2通入Na2S溶液中，有黄色沉淀产生，证明SO2具有______性。
氧化
(3)将SO2通入NaClO溶液中，反应的离子方程式为________________________________。请设计实验验证氧化产物中的阴离子：______________________________________________________________________________________________________________________。
Ⅲ.葡萄酒中抗氧化剂残留量(以游离SO2计算)的测定
准备量取100.00 mL葡萄酒样品，加酸蒸馏出抗氧化剂成分，取馏分于锥形瓶中，滴加少量淀粉溶液，用0.010 0 mol·L－1 I2标准溶液滴定至终点，重复操作三次，测得平均消耗I2标准溶液19.50 mL。
(4)I2标准溶液用________(填“酸式”或“碱式”)滴定管盛装。
(5)滴定终点的现象是________________________________________
_______________________________________________________。
(6)该100.00 mL葡萄酒样品中抗氧化剂的残留量(以游离SO2计算)为________mg·L－1。
酸式
当滴入最后半滴I2标准溶液时，溶液的颜色恰好由无色变为蓝色，且半分钟内不褪色
124.8
教材情境5　人教版选择性必修1　P75影响盐类水解的主要因素　除了盐本身的性质外，温度、浓度等反应条件的改变都会引起水解平衡的移动，从而影响盐类水解的程度。
5．(2025·广州六中三模)探究外界因素对NaClO水解程度的影响(在本题设定温度范围内NaClO只发生水解反应，不考虑其他副反应)。
[提出猜想]
猜想1：其他条件相同，pH越大，NaClO水解程度越小；
猜想2：其他条件相同，浓度越小，NaClO水解程度越大；
猜想3：其他条件相同，适当升温，NaClO水解程度增大。
[设计实验]
实验方案如下(各溶液浓度均为0.1 mol·L－1，每支试管各滴加3滴相同浓度的紫色石蕊溶液)。
序号 温度/℃ V(NaClO
溶液)/mL V(NaOH
溶液)/mL V(HCl
溶液)/mL V(H2O)/mL 褪色时间/s
1 20 10.0 0 0 5.0 t1
2 20 5.0 0 0 10.0 t2
3 20 10.0 2.0 0 3.0 t3
4 20 10.0 0 2.0 3.0 t4
5 30 10.0 0 0 5.0 t5
由ClO－＋H2O HClO＋OH－可知，实验4中pH减小，促进平衡向右移动，c(HClO)增大，实验3中溶液的pH增大，平衡左移，c(HClO)减小
测定不同浓度NaClO溶液中c(HClO)，计算NaClO水解度α
浓度不变时，升温，褪色反应速率本身也增大
分别在35 ℃、40 ℃下重复上述实验。
①实验8的实验内容是________________________________。
②数据处理：30 ℃，Kh＝______________(用含a、b、V的代数式表示)。
③实验结论：Kh(40℃)>Kh(35℃)>Kh(30℃)，升温能促进NaClO水解。
序号 实验内容 记录数据
6 取20.00 mL NaClO溶液，用0.1 mol·L－1盐酸滴定至终点 消耗盐酸体积为V mL
7 测得30 ℃纯水的pH a
8 ________________________ b
测定30 ℃时该浓度NaClO溶液的pH

教材情境6　人教版选择性必修1　P111金属的腐蚀与防护：金属腐蚀的现象普遍存在，通常是自发进行的。金属被腐蚀后，在外形、色泽及机械性能等方面就会发生变化。因此，了解金属腐蚀的原因，并采取有效措施防止金属腐蚀具有重要意义。
6．Ⅰ.某化学兴趣小组的同学学习了金属的电化学腐蚀，对教材叙述(钢铁在酸性环境中发生析氢腐蚀；在酸性很弱或呈中性、溶有O2的环境中发生吸氧腐蚀；钢铁等金属的腐蚀主要为吸氧腐蚀)产生疑问，决定用数字化实验模拟探究钢铁在酸性环境下的腐蚀情况。
(1)用图①所示装置进行实验：打开a____________(填仪器名称)的活塞，加入1 mL溶液，测得压强随时间变化曲线如图②所示。
恒压滴液漏斗
解析：图①所示装置a仪器名称为恒压滴液漏斗。
同学甲得出结论：酸性条件下，铁粉发生析氢腐蚀。
(2)同学乙认为甲的结论不科学，锥形瓶内压强变大还可能是_____________________________，提出改进措施：_____________________________。改进后，再次实验，证明甲、乙的猜想均正确，请在图②绘制出改进后的曲线。
反应放热，温度升高使瓶内压强变大
在恒温装置中进行或在恒温槽中进行
答案：
解析：同学乙认为甲的结论不科学，锥形瓶内压强变大除了生成气体以外，还可能是反应放热，温度升高使瓶内压强变大。因此，需要控制装置的温度，故可在恒温装置中或在恒温槽中进行实验。改进后，再次实验，证明甲、乙的猜想均正确，则改进后压强也随时间而变大但小于改进前压强；在图②绘制出改进后的曲线如图所示。
(3)同学丙认为甲、乙的实验不具代表性，建议用不同浓度的酸进行实验。在改进后的装置中分别用pH＝4、pH＝6的硫酸进行实验，测定压强随时间变化情况，结果如图③所示。同学丙得出：酸性较弱时，铁会发生吸氧腐蚀。其依据是___________________________。
pH＝6时，装置中压强减小
解析：同学丙得出酸性较弱时，铁会发生吸氧腐蚀的结论，其依据是pH＝6时，装置中压强减小。
(4)对于“图③中pH＝4时，铁是否发生了腐蚀”这个问题同学们意见不统一，经讨论，他们把压强传感器换成氧气传感器，得出不同pH时装置中O2浓度随时间的变化曲线如图④所示。
结合实验分析：pH＝4时，压强几乎不随时间改变是因为_________
__________________________________________________________。
综上，小组同学得出结论：教材表述科学严谨。
析氢腐蚀产生的H2与吸氧腐蚀消耗的O2的体积相当(或析氢腐蚀与吸氧腐蚀的速率相当)
解析：结合图④分析可知，pH＝4时，O2浓度随时间而减小，但是测得压强基本保持不变，因此可知发生析氢腐蚀产生的H2与吸氧腐蚀消耗的O2的体积相当(或析氢腐蚀与吸氧腐蚀的速率相当)。
Ⅱ.拓展研究
(5)侯保荣院士专门研究海洋钢架结构桥梁腐蚀，他发现腐蚀最严重的是浪花飞溅区(海洋环境分区如图⑤所示)，请你解释原因：
答案：在浪花飞溅区，海水不断破坏桥梁表面的腐蚀产物和保护涂层，使铁不断与氧气和水接触反应，所以浪花飞溅区腐蚀最严重
解析：在浪花飞溅区，海水不断破坏桥梁表面的腐蚀产物和保护涂层，使铁不断与氧气和水接触反应，所以浪花飞溅区腐蚀最严重。
(6)科学家还发现在O2浓度很小的海底也有厌氧微生物(如硫酸盐还原菌SRB)对海洋钢制部件的腐蚀，其原理如图⑥所示。已知溶液中的S2－完全转化为FeS，请写出该铁合金腐蚀的总反应：_________________________________________(写离子方程式)。
(7)请列举出生产生活中金属制品的防护措施：
_____________________________________________(任写一点即可)。
外加涂层(或制成不锈钢、电化学保护法等，合理即可)
解析：生产生活中金属制品的防护措施有：外加涂层、制成不锈钢、电化学保护法等。

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