大题专攻———化工流程”类主观题增分策略 试题以工艺流程图的形式再现实际生产的关键环节,情境真实而富有意义,旨在引导学生学以致用,解决生产生活中的实际问题,有利于培养学生的科学精神和社会责任感。考查的知识多为产物的判断,陌生化学方程式、离子方程式或电极反应式的书写,温度控制在一定范围的原因分析,溶度积常数的有关计算,晶胞分析及有关计算等。解题时,一般步骤为先审题头,粗读题干,明确生产目的、原料、杂质、目标产品的成分;再析流程,主要厘清原料预处理、反应条件的控制、核心反应、物质的分离与提纯等如图所示;最后解设问,结合设问进一步分析流程,运用化学语言严谨规范作答。 考法研习(一) 以物质分离、提纯为主的化工流程题 一、练悟真题———高考考什么、怎么考 [例1] (2025·山东卷)采用两段焙烧—水浸法从铁锰氧化矿(主要含Fe2O3、MnO2及Co、Cu、Ca、Si等元素的氧化物)分离提取Cu、Co、Mn等元素,工艺流程如下: 已知:该工艺条件下,(NH4)2SO4低温分解生成NH4HSO4,高温则完全分解为气体;Fe2(SO4)3在650 ℃完全分解,其他金属硫酸盐分解温度均高于700 ℃。 回答下列问题: (1)“低温焙烧”时金属氧化物均转化为硫酸盐。MnO2与NH4HSO4反应转化为MnSO4时有N2生成,该反应的化学方程式为 。“高温焙烧”温度为650 ℃,“水浸”所得滤渣主要成分除SiO2外还含有 (填化学式)。 (2)在(NH4)2SO4投料量不变的情况下,与两段焙烧工艺相比,直接“高温焙烧”,水浸时金属元素的浸出率 (填“增大”“减小”或“不变”)。 (3)HR萃取Cu2+反应为2HR(有机相)+Cu2+(水相) CuR2(有机相)+2H+(水相)。“反萃取”时加入的试剂为 (填化学式)。 (4)“沉钴”中,pH=4时Co2+恰好沉淀完全[c(Co2+)=1×10-5mol·L-1],则此时溶液中c(H2S)= mol·L-1。已知:Ka1(H2S)=1×10-7,Ka2(H2S)=1×10-13,Ksp(CoS)=4×10-21。CoS“溶解”时发生反应的离子方程式为 。 (5)“沉锰”所得滤液并入“吸收”液中,经处理后所得产品导入 (填操作单元名称)循环利用。 学解题,内化解题思维 一、审题头:本题采用两段焙烧—水浸法从铁锰氧化矿(主要含Fe2O3、MnO2及Co、Cu、Ca、Si等元素的氧化物)分离提取Cu、Co、Mn等元素,故本流程分离提取的产品元素为Cu、Co、Mn,杂质元素为Fe、Ca、Si等。旨在引导学生关注化学在资源回收和利用中的应用,培养学生的工程思维和解决实际问题的能力。 二、析流程:加入硫酸铵低温焙烧,金属氧化物均转化为硫酸盐,如硫酸锰、硫酸铁、硫酸钴、硫酸钙等,产生的气体有氨气、氮气等。氨气用稀硫酸吸收,得到硫酸铵溶液,得到的硫酸盐经650 ℃高温焙烧,只有硫酸铁发生了分解,产生三氧化硫气体和氧化铁。水浸后,过滤分离出滤渣,后续萃取分离,将铜元素萃取到有机相中,最终得到硫酸铜溶液。水相主要含有钴元素和锰元素,加入硫化钠,调节pH,生成硫化钴,过滤分离最终得到硫酸钴溶液,滤液中加入碳酸氢铵,生成碳酸锰沉淀。 三、解设问 第(1)(2)问考查滤渣成分的分析 本题采用两段焙烧法,低温焙烧,金属氧化物均转化为硫酸盐,二氧化锰与硫酸氢铵反应,转化为硫酸锰和氮气;高温焙烧的温度为650 ℃,结合题给信息只有硫酸铁发生分解,生成三氧化硫气体和氧化铁,二氧化硅、氧化铁、硫酸钙等在水中溶解度都较小,所以“水浸”所得滤渣的主要成分除了SiO2外还含有Fe2O3、CaSO4;根据已知条件,硫酸铵低温分解成硫酸氢铵,高温则完全分解成气体,如果直接高温焙烧,则硫酸铵会分解,物质的量减少,导致金属元素的浸出率减小。前两问总体难度较低,重在考查学生信息的获取与加工 ... ...
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