1、20212021 届高三化学考前梳理届高三化学考前梳理化学识图能力再提升化学识图能力再提升 知识梳理 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 全国卷，11)：外加电 流的阴极保护法防腐蚀 外加电流的阴极保护法示 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 全国卷，11)：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
2、，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 知识联系 (2016 全国卷，11)：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：AsO3 3(aq)I2(aq)2OH (aq) AsO3 4(aq)2I (aq)H 2O(l)
3、。溶液中 c(AsO 3 4)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，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，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 (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
4、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
5、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 的氢氧化物呈絮状，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
6、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、SiO 2)，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
7、2是Fe(OH)3。 滤液2是Al 3， 经加入氨水后所得物为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， 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
8、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。滤液中含有的离子为H 、Cl、Fe2、Mg2 、TiOCl2 4。滤液经过水解并过滤分别得到的沉淀物 TiO2 xH2O 和滤液
9、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， 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 、PO3 4、Fe 3，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。 强化训练 1(2019 泰安二模)六水合高氯酸
10、铜Cu(ClO4)2 6H2O是一种易溶于水的蓝色晶体，常用作助燃剂。以食盐等 为原料制备高氯酸铜晶体的一种工艺流程如下： 回答下列问题： (1)Cu2(OH)2CO3在物质类别上属于_(填字母)。 A碱 B盐 C碱性氧化物 (2)发生“电解”时所用的是_(填“阳离子”或“阴离子”)交换膜。 (3)歧化反应是同一种物质中同种元素自身的氧化还原反应，已知上述工艺流程中“歧化反应”的产物之一 为 NaClO3。该反应的化学方程式为_ _。 (4)“电解”的阳极产物为_(填离子符号)。 (5)操作 a 的名称是_，该流程中可循环利用的物质是_(填化学式)。 (6)“反应”的离子方程式为_。 答案 (
11、1)B (2)阳离子 (3)3Na2CO33Cl2=5NaClNaClO33CO2 (4)ClO 4 (5)蒸发浓缩 NaCl (6)Cu2(OH)2CO34H =2Cu2CO 23H2O 解析 根据流程图，电解氯化钠溶液生成氢氧化钠、氢气和氯气，生成的氯气与碳酸钠发生歧化反应生成 氯化钠和 NaClO3，同时生成二氧化碳，电解生成的 NaClO3溶液生成高氯酸钠和氢气，用盐酸酸化，过滤 除去氯化钠晶体，蒸发浓缩得到 60%以上的高氯酸溶液，在高氯酸溶液中加入碱式碳酸铜反应生成高氯酸 铜溶液，蒸发浓缩，冷却结晶得到高氯酸铜晶体。(6)“反应”涉及物质碱式碳酸铜不溶于水，高氯酸为 强酸，高氯酸铜
12、易溶于水。 2研究和深度开发二氧化碳的应用对发展低碳经济，构建生态文明社会具有重要的意义。 .我国科学家设计的 CO2熔盐捕获与转化装置如图 1。 (1)回答下列问题： a 极的电极名称为_，N 极的电极反应式为：_。 若该装置中转移 2 mol 电子，最多可捕获标准状况下 CO2的体积为_L。 .一定条件下，将一定量的 CO2和 H2通入恒容密闭容器中发生如下反应， 主反应：CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g) H 副反应：2CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g) H”或“”或“”)0，判断的理由是 _。 (3)若将 2 mol CO2和 6 mol H2通入 2 L 密闭容器中发生上述两个反应，平衡时，M 点 CH3OH 的体积分数为 12.5%，c(CH3OCH3)0.1 mol L 1。 则此时 CO2的转化率为_；用 H2表示的反应速率为_mol L 1 min1(时间为 t min)。 反应的平衡常数 K_(用分数表示)。 答案 (1)正极 CO2 34e =C3O2 11.2 (2) 主反应正向气体分子数减小，副反应前后气体分子数不变，增大压强反应平衡正向移动，反 应平衡不移动，符合图示中 ab，(CH3OH)增大 降低温度，反应平衡正向移动，因而该反应 为放热反应 (3)56% 1.68 t 55 108