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2019-2020年高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 第3節(jié) 高考真題重組 魯科版選修2 1．(xx高考廣東卷)石墨在材料領(lǐng)域有重要應(yīng)用，某初級石墨中含SiO2(7.8%)、Al2O3(5.1%)、Fe2O3(3.1%)和MgO(0.5%)等雜質(zhì)，設(shè)計的提純與綜合利用工藝如下： (注：SiCl4的沸點(diǎn)為57.6 ℃，金屬氯化物的沸點(diǎn)均高于150 ℃) (1)向反應(yīng)器中通入Cl2前，需通一段時間N2，主要目的是____________ __________________________________________________。 (2)高溫反應(yīng)后，石墨中氧化物雜質(zhì)均轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的氯化物，氣體Ⅰ中的碳氧化物主要為________，由氣體Ⅱ中某物質(zhì)得到水玻璃的化學(xué)反應(yīng)方程式為________________________。 (3)步驟①為：攪拌、________，所得溶液Ⅳ中的陰離子有________________。 (4)由溶液Ⅳ生成沉淀Ⅴ的總反應(yīng)的離子方程式為________________________，100 kg初級石墨最多可獲得V的質(zhì)量為________kg。 (5)石墨可用于自然水體中銅件的電化學(xué)防腐，完成如圖防腐示意圖，并作相應(yīng)標(biāo)注。 解析：(1)因?yàn)楦邷貤l件下，C和O2能發(fā)生反應(yīng)，所以需排出空氣，防止干擾實(shí)驗(yàn)。(2)2C＋SiO2Si＋2CO↑，所以氣體Ⅰ中碳氧化物主要為CO；水玻璃成分為Na2SiO3，氣體Ⅰ及氣體Ⅱ中含Si元素的成分只能是SiCl4，因此可得SiCl4＋6NaOH===Na2SiO3＋4NaCl＋3H2O。(3)固體Ⅲ中主要成分為AlCl3、FeCl3、MgCl2，加過量NaOH后生成Na[Al(OH)4]、NaCl、Fe(OH)3、Mg(OH)2，F(xiàn)e(OH)3、Mg(OH)2皆難溶，所以必須過濾才能得溶液；溶液Ⅳ中陰離子有OH－、[Al(OH)4]－、Cl－。(4)溶液Ⅳ中含Na＋、OH－、[Al(OH)4]－、Cl－，加入乙酸乙酯，加熱后，能生成沉淀的只能是[Al(OH)4]－；反應(yīng)條件是加熱不是灼燒，所以沉淀應(yīng)為Al(OH)3而不是Al2O3，離子方程式為[Al(OH)4]－Al(OH)3↓＋OH－。初級石墨中含Al2O3 5.1%，依據(jù)鋁原子守恒可知100 kg初級石墨最多可獲得Ⅴ的質(zhì)量為278 gmol－1＝7.8 kg。(5)用石墨作電極防止銅件的電化學(xué)腐蝕，應(yīng)采用外加電流的陰極保護(hù)法，銅件作陰極，石墨作陽極。 答案：(1)排出裝置內(nèi)的O2，防止高溫時石墨被空氣中氧氣氧化 (2)CO　SiCl4＋6NaOH===Na2SiO3＋4NaCl＋3H2O (3)過濾　Cl－、OH－、[Al(OH)4]－ (4)[Al(OH)4]－Al(OH)3↓＋OH－　7.8 (5) 2.(xx高考山東卷) 廢舊硬質(zhì)合金刀具中含碳化鎢(WC)、金屬鈷(Co)及少量雜質(zhì)鐵，利用電解法可回收WC和Co。工藝流程簡圖如下： (1)電解時廢舊刀具做陽極，不銹鋼做陰極，HCl溶液為電解液。陰極主要的電極反應(yīng)式為____________________________________________________。 (2)凈化步驟所得濾餅的主要成分是________?；厥盏南礈煲捍嫠渲齐娊庖?，目的是回收利用其中的________。 (3)溶液Ⅰ的主要成分是________。洗滌CoC2O4不充分對最終產(chǎn)品純度并無明顯影響，但焙燒時會造成環(huán)境污染，原因是________________________。 (4)將Co2O3還原成Co粉的化學(xué)反應(yīng)方程式為____________________________。 解析：(1)HCl溶液為電解液，陰極上溶液中陽離子H＋發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－===H2↑。 (2)廢舊刀具電解時，得到WC固體，陽極上Fe、Co發(fā)生氧化反應(yīng)，生成Fe2＋、Co2＋，進(jìn)入電解液。電解液中加入H2O2可將Fe2＋氧化成Fe3＋，通入NH3后析出Fe(OH)3沉淀，過濾所得濾餅的主要成分為Fe(OH)3。濾餅洗滌液中含有Co2＋，回收洗滌液的目的是回收利用Co2＋(或Co)。 (3)加入(NH4)2C2O4溶液后發(fā)生反應(yīng)：CoCl2＋(NH4)2C2O4===CoC2O4↓＋2NH4Cl，溶液Ⅰ中主要含有NH4Cl，若CoC2O4洗滌不充分，加熱過程中，NH4Cl發(fā)生分解產(chǎn)生NH3和HCl氣體。 (4)H2與Co2O3發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成Co和H2O，反應(yīng)的化學(xué)方程式為3H2＋Co2O32Co＋3H2O。 答案：(1)2H＋＋2e－===H2↑ (2)Fe(OH)3　Co2＋(或Co) (3)NH4Cl　焙燒時NH4Cl分解產(chǎn)生NH3和HCl (4)3H2＋Co2O32Co＋3H2O 3．(xx全國卷新課標(biāo)Ⅱ)鋅錳電池(俗稱干電池)在生活中的用量很大。兩種鋅錳電池的構(gòu)造圖如圖所示。 回答下列問題： (1)普通鋅錳電池放電時發(fā)生的主要反應(yīng)為： Zn＋2NH4Cl＋2MnO2===Zn(NH3)2Cl2＋2MnOOH ①該電池中，負(fù)極材料主要是________，電解質(zhì)的主要成分是________，正極發(fā)生的主要反應(yīng)是________________________。 ②與普通鋅錳電池相比，堿性鋅錳電池的優(yōu)點(diǎn)及其理由是________________。 (2)下圖表示回收利用廢舊普通鋅錳電池的一種工藝(不考慮廢舊電池中實(shí)際存在的少量其他金屬)。 ①圖(b)中產(chǎn)物的化學(xué)式分別為A______，B____________________________。 ②操作a中得到熔塊的主要成分是K2MnO4。操作b中，綠色的K2MnO4溶液反應(yīng)后生成紫色溶液和一種黑褐色固體，該反應(yīng)的離子方程式為_______________ __________________________________________。 ③采用惰性電極電解K2MnO4溶液也能得到化合物D，則陰極處得到的主要物質(zhì)是________(填化學(xué)式)。 解析：(1)由電池放電時的總反應(yīng)方程式分析各元素化合價的變化可知，Zn在負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，NH和MnO2在正極得電子生成NH3和MnOOH，NH3與負(fù)極產(chǎn)生的Zn2＋結(jié)合生成[Zn(NH3)2]2＋。 (2)①廢舊鋅錳電池中含有Zn(NH3)2Cl2，加稀鹽酸生成氯化鋅和氯化銨，濃縮結(jié)晶，過濾得到氯化鋅和氯化銨固體，加熱后氯化銨分解，與氯化鋅分離，故A為氯化鋅，B為氯化銨。 ②操作b中通入CO2 ，生成紫色溶液，則溶液中含有MnO，還生成一種黑褐色固體，即MnO2。 ③根據(jù)圖示可知D為KMnO4，即在陽極MnO失電子生成MnO，而在陰極H＋得電子生成H2。 答案：(1)①Zn　NH4Cl　MnO2＋NH＋e－===MnOOH＋NH3?、趬A性電池不易發(fā)生電解質(zhì)的泄漏，因?yàn)橄牡呢?fù)極改裝在電池的內(nèi)部；堿性電池使用壽命較長，因?yàn)榻饘俨牧显趬A性電解質(zhì)中比在酸性電解質(zhì)中的穩(wěn)定性提高(答對一條即可，其他合理答案也可) (2)①ZnCl2　NH4Cl　②3MnO＋2CO2===2MnO＋MnO2↓＋2CO?、跦2