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化工流程题是高考常考的一大题型,总结答题策略,非常有助于解题,现结合例题进行说明。
【例1】用方铅矿精矿(主要成分为PbS)和软锰矿(主要成分为MnO2,还有少量Fe2O3、Al2O3等杂质)制备PbSO4和Mn3O4的工艺流程如下:
已知:①PbS+MnO2+4H+=Mn2++Pb2++S+2H2O
②25℃时,Ksp(PbCl2)=1.6×10-5,Ksp(PbSO4)=1.8×10-8
③PbCl2(s)+2Cl-(aq)PbCl42-(aq)ΔH>0
(1)80℃条件下,用盐酸处理两种矿石,若想要加快酸浸速率,还可采用的方法有哪些? (任写一种)。
(2)向酸浸液中加入饱和食盐水的目的是 ;加入物质X可用于调节酸浸液的pH值,物质X可以是 (填字母)。
A. MnCO3 B. NaOH C. ZnO D. PbO
(3)滤渣中含有两种金属杂质形成的化合物,其成分为 (写化学式)。请设计分离两种金属化合物的路线图(用化学式表示物质,用箭头表示转化关系,箭头上注明试剂和分离方法)。
(4)向滤液2中通入NH3和O2发生反应,写出总反应的离子方程式。
(5)用Mn3O4为原料可以獲得金属锰,选择合适的冶炼方法为 (填字母)。
A. 热还原法 B. 电解法 C. 热分解法
(6)求25℃时,氯化铅沉淀转化为硫酸铅沉淀反应的平衡常数K= (保留到整数位)。
【答题策略】
1.宏观把握。拿到题目后,先分析流程的目的、原料矿石的成分、主线主产品、支线副产品、回头循环品。
目的:制备PbSO4和Mn3O4。
原料矿石成分:PbS, MnO2,少量Fe2O3、Al2O3等杂质。比如只有宏观把握了流程目的,(2)中才能选出AD,因为Mn2+和Pb2+不是杂质离子。
确定主线与支线:支线为金属化合物的分离和确定杂质成分,以及其相关步骤。比如(3)如果没有对流程进行宏观把握,忽略原料成分,则容易漏写漏渣成分。
2.微观辨识。对于常考的知识点要熟练,但更要细致区分。(1)中处理两种矿石,注意以下两点方能答对,一是题中要求提高的是酸浸速率,二是此题已注明固定温度。酸浸率和浸出速率不同,如果要求提高浸出率,还可以延长浸出时间。此题已注明温度,所以不能通过升温实现目的,但对于无温度要求的题目可以写加热。
3.信息归位。题目中给出的每条信息都要用上,我们要清楚每条信息具体用在哪里,要有给每条信息找到自己的家的意识。当然有的信息蕴藏在流程或者问题中,需要具体分析。如本题目第一条信息想告诉同学们酸浸液中的金属离子为 Mn2+ 、Pb2+、Al3+和Fe3+,第二条信息用于最后一问的解答,题目第三条信息用于第(2)问。
4.正确书写陌生反应。近年来的高考涉及的反应方程式基本都是陌生的,掌握书写的技巧和原则很重要。
想要正确书写反应方程式,首先应确定反应物和生成物,要通过观察箭头判断反应物和生成物,还可以通过反应现象确定产物。然后确定涉及的反应是氧化还原反应还是非氧化还原反应,如果是氧化还原反应,确定变价元素、变价物质,通过化合价升降相等调平主体变价物质,再通过电荷守恒(离子反应)或者观察法(化学反应方程式)调平其他项,如果是非氧化还原反应,一般通过观察法调平。还要分析反应原理是否合理,同学们要注意运用分类的思想。比如Mg2B2O5·H2O+2H2SO4=2MgSO4+2H3BO3,需要对反应物和生成物进行分类,分析出反应物为弱酸盐,此反应为强酸制弱酸,反应原理合理。
【答案】(1)粉碎矿石或搅拌或适当增加盐酸浓度(1分,答“加热”不得分)
(2)增大PbCl2的溶解度(2分) AD(2分,漏选给1分,错选不给分)
(3)Al(OH)3、Fe (OH)3(2分)
Al(OH)3、Fe (OH)3
(共2分,分离出Fe(OH)3得1分,分离出Al(OH)3得1分,其他合理流程也可。)
(4) 6Mn2++12NH3+61H2O+O2=2Mn3O4+12NH4+ (2分)
(5) A (2分) (6) 889 (单位不作要求)(2分)
【例1】用方铅矿精矿(主要成分为PbS)和软锰矿(主要成分为MnO2,还有少量Fe2O3、Al2O3等杂质)制备PbSO4和Mn3O4的工艺流程如下:
已知:①PbS+MnO2+4H+=Mn2++Pb2++S+2H2O
②25℃时,Ksp(PbCl2)=1.6×10-5,Ksp(PbSO4)=1.8×10-8
③PbCl2(s)+2Cl-(aq)PbCl42-(aq)ΔH>0
(1)80℃条件下,用盐酸处理两种矿石,若想要加快酸浸速率,还可采用的方法有哪些? (任写一种)。
(2)向酸浸液中加入饱和食盐水的目的是 ;加入物质X可用于调节酸浸液的pH值,物质X可以是 (填字母)。
A. MnCO3 B. NaOH C. ZnO D. PbO
(3)滤渣中含有两种金属杂质形成的化合物,其成分为 (写化学式)。请设计分离两种金属化合物的路线图(用化学式表示物质,用箭头表示转化关系,箭头上注明试剂和分离方法)。
(4)向滤液2中通入NH3和O2发生反应,写出总反应的离子方程式。
(5)用Mn3O4为原料可以獲得金属锰,选择合适的冶炼方法为 (填字母)。
A. 热还原法 B. 电解法 C. 热分解法
(6)求25℃时,氯化铅沉淀转化为硫酸铅沉淀反应的平衡常数K= (保留到整数位)。
【答题策略】
1.宏观把握。拿到题目后,先分析流程的目的、原料矿石的成分、主线主产品、支线副产品、回头循环品。
目的:制备PbSO4和Mn3O4。
原料矿石成分:PbS, MnO2,少量Fe2O3、Al2O3等杂质。比如只有宏观把握了流程目的,(2)中才能选出AD,因为Mn2+和Pb2+不是杂质离子。
确定主线与支线:支线为金属化合物的分离和确定杂质成分,以及其相关步骤。比如(3)如果没有对流程进行宏观把握,忽略原料成分,则容易漏写漏渣成分。
2.微观辨识。对于常考的知识点要熟练,但更要细致区分。(1)中处理两种矿石,注意以下两点方能答对,一是题中要求提高的是酸浸速率,二是此题已注明固定温度。酸浸率和浸出速率不同,如果要求提高浸出率,还可以延长浸出时间。此题已注明温度,所以不能通过升温实现目的,但对于无温度要求的题目可以写加热。
3.信息归位。题目中给出的每条信息都要用上,我们要清楚每条信息具体用在哪里,要有给每条信息找到自己的家的意识。当然有的信息蕴藏在流程或者问题中,需要具体分析。如本题目第一条信息想告诉同学们酸浸液中的金属离子为 Mn2+ 、Pb2+、Al3+和Fe3+,第二条信息用于最后一问的解答,题目第三条信息用于第(2)问。
4.正确书写陌生反应。近年来的高考涉及的反应方程式基本都是陌生的,掌握书写的技巧和原则很重要。
想要正确书写反应方程式,首先应确定反应物和生成物,要通过观察箭头判断反应物和生成物,还可以通过反应现象确定产物。然后确定涉及的反应是氧化还原反应还是非氧化还原反应,如果是氧化还原反应,确定变价元素、变价物质,通过化合价升降相等调平主体变价物质,再通过电荷守恒(离子反应)或者观察法(化学反应方程式)调平其他项,如果是非氧化还原反应,一般通过观察法调平。还要分析反应原理是否合理,同学们要注意运用分类的思想。比如Mg2B2O5·H2O+2H2SO4=2MgSO4+2H3BO3,需要对反应物和生成物进行分类,分析出反应物为弱酸盐,此反应为强酸制弱酸,反应原理合理。
【答案】(1)粉碎矿石或搅拌或适当增加盐酸浓度(1分,答“加热”不得分)
(2)增大PbCl2的溶解度(2分) AD(2分,漏选给1分,错选不给分)
(3)Al(OH)3、Fe (OH)3(2分)
Al(OH)3、Fe (OH)3
(共2分,分离出Fe(OH)3得1分,分离出Al(OH)3得1分,其他合理流程也可。)
(4) 6Mn2++12NH3+61H2O+O2=2Mn3O4+12NH4+ (2分)
(5) A (2分) (6) 889 (单位不作要求)(2分)