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

2.新型化学电源

3.电解原理的应用

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

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：

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。