2019届二轮复习考前增分静悟：化学识图能力再提升学案（全国通用）

2019届二轮复习考前增分静悟：化学识图能力再提升学案（全国通用）

专题四　化学识图能力再提升 一、电化学装置示意图 ‎1．金属的腐蚀与防护 陌生装置 教材装置 知识联系 ‎2017年·全国卷Ⅰ：外加电流的阴极保护法防腐 外加电源的阴极保护法示意图 钢管桩相当于钢闸门，是要保护的金属，应连接电源的负极；高硅铸铁相当于辅助阳极，应连接电源的正极，高硅铸铁作为惰性辅助电极，与辅助阳极一样不被损耗 ‎2.新型化学电源 陌生装置 教材装置 知识联系 ‎2017年·全国卷Ⅲ：全固态锂硫电池 铅蓄电池的构造示意图 两种电池都是二次电池，电池工作时，负极金属都被氧化；充电时，正极与外电源正极相连，变为电解池的阳极，负极与外电源负极相连，变为电解池的阴极 ‎3.电解原理的应用 陌生装置 教材装置 知识体系 ‎2016·全国卷Ⅰ 三室式电渗析法处理含Na2SO4废水 阳离子交换膜法电解饱和食盐水 氯碱工业中，利用阳离子交换膜既能防止氯气与氢气混合爆炸，又能防止氯气与生成的NaOH 反应，影响产品的纯度。电渗析法是运用多种离子交换膜，使离子有选择性的定向移动，即可达到物质分离的目的 二、坐标曲线图 ‎1．单曲线 如：某溶液中存在：AsO(aq)＋I2(aq)＋2OH－(aq)??AsO(aq)＋2I－(aq)＋H2O(l)。溶液中c(AsO)与反应时间(t)的关系如图所示。‎ ‎2．对比曲线 如：铁的浸出率结果如下图：‎ ‎(1)‎ ‎(2)(2017·全国卷Ⅰ，13)常温下将NaOH溶液滴加到己二酸(H2X)溶液中，混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图所示。‎ ‎3．多曲线 ‎(2017·全国卷Ⅱ，12)如：改变0.1 mol·L－1二元弱酸H2A溶液的pH，溶液中的H2A、HA－、A2－的物质的量分数δ(X)随pH的变化如图所示。‎ 三、物质转化关系图 ‎1．熟悉教材中的工艺流程 ‎(1)电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔，制造印刷电路板。某工程师为了从使用过的腐蚀废液中回收铜，并重新获得FeCl3溶液，准备采用下列步骤：‎ 分析过程　废液加入过量铁粉过滤，滤液中的主要成分为FeCl2，滤渣为Cu和过量的铁，再加盐酸溶解过量的铁，得FeCl2溶液和单质铜，并将FeCl2合并后用Cl2氧化，实现了FeCl3再生回收利用。‎ ‎(2)镁及其合金是一种用途很广的金属材料，目前世界上60%的镁是从海水中提取的。主要步骤如下：‎ 分析过程　海水中首先加入生石灰沉淀Mg2＋，过滤得到Mg(OH)2，将沉淀分离，加入盐酸溶解，变成氯化镁溶液，完成Mg2＋的富集；再经过蒸发结晶、过滤得到氯化镁晶体，在HCl气流中脱水干燥得到无水氯化镁；最后电解熔融的无水氯化镁制得金属镁和氯气。‎ ‎(3)卤块的主要成分是MgCl2，此外还含有Fe3＋、Fe2＋、Mn2＋等离子。若以它为原料按下图所示工艺流程进行生产，可制得轻质氧化镁。‎ 生成氢氧化物沉淀的pH 物质 开始沉淀 沉淀完全 Fe(OH)3‎ ‎2.7‎ ‎3.7‎ Fe(OH)2‎ ‎7.6‎ ‎9.6‎ Mn(OH)2‎ ‎8.3‎ ‎9.8‎ Mg(OH)2‎ ‎9.6‎ ‎11.1‎ Fe2＋氢氧化物呈絮状，不易从溶液中除去，所以，常将它氧化为Fe3＋，生成Fe(OH)3沉淀除去。‎ 分析过程　卤块溶于水，加入氧化剂(如氯水)，将Fe2＋氧化为Fe3＋，加MgO调pH，沉淀Fe(OH)3和Mn(OH)2，滤液的主要成分是MgCl2，用碱性物质(氨水)沉淀Mg2＋生成Mg(OH)2，加水煮沸使Mg(OH)2充分沉淀。‎ ‎(4)以铝土矿(主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝的工艺流程中，其中一种酸溶流程如下：‎ 部分金属离子在实验条件下开始沉淀和完全沉淀的pH如下表：‎ 金属离子 Fe3＋‎ Al3＋‎ 开始沉淀时pH ‎1.9‎ ‎3.3‎ 沉淀完全时pH ‎3.2‎ ‎5.2‎ 分析过程　铝土矿(Al2O3、SiO2、Fe2O3)，经盐酸反应后所得物(Al3＋、Fe3＋、SiO2)，滤渣1是SiO2，结合表格信息，经调节pH后所得物[Al3＋、Fe(OH)3]，滤渣2是Fe(OH)3。滤液2是Al3＋，经加入氨水后所得物[Al(OH)3、NH4Cl]，滤液是NH4Cl，滤渣是Al(OH)3，经灼烧后得Al2O3，经电解后得Al。‎ ‎2．高考真题示例 ‎(1)(2017·全国卷Ⅰ，27)Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿(主要成分为FeTiO3，还含有少量MgO、SiO2等杂质)来制备，工艺流程如下：‎ 分析过程　一、看反应原料和产物。反应原料为FeTiO3、MgO、SiO2，产物为Li4Ti5O12和LiFePO4。根据元素守恒可知原料中FeTiO3为主原料，MgO、SiO2为杂质需要从主线中分离出去。‎ 二、看流程图，从图中可观察到有一条支线和两条主线。支线的作用是分离酸浸后的难溶物。由两条主线结合题设提供的信息，可知FeTiO3中的Ti元素转移到Li4Ti5O12中。元素的化合价在整个过程中未发生变化，所以得到Li4Ti5O12‎ 的反应路线主要是溶液中的反应和最后的固体反应，未涉及氧化还原反应。得到LiFePO4的反应路线，Fe元素的化合价先升高后降低，涉及两步氧化还原反应。‎ 三、将反应原料带入反应路线中。酸浸后滤渣为难溶于酸的SiO2。滤液①中含有的离子为H＋、Cl－、Fe2＋、Mg2＋、TiOCl。滤液经过水解并过滤分别得到的沉淀物TiO2·xH2O和滤液②作为上下两条主线的反应原料。在两条主线中分别经历的反应和分离过程以图示的形式分析如下：‎ ‎(2)(2018·全国卷Ⅰ，7)磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池是新能源汽车的动力电池之一。采用湿法冶金工艺回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片中的金属，其流程如下：‎ 分析过程　明确流程中元素的转化关系，正极片碱溶时铝转化为偏铝酸钠，滤渣中含有磷酸亚铁锂，加入硫酸和硝酸酸溶时，碳不与硫酸、硝酸反应，硝酸将亚铁离子氧化为铁离子，过滤后滤渣是炭黑，滤液中含有Li＋、PO、Fe3＋，加入碱液时Fe3＋转化为氢氧化铁沉淀，滤液中加入碳酸钠时Li＋转化为沉淀。‎