-
化学工艺流程题类型及其解题策略
化学工艺流程题类型及其解题策略
【方法总述】
1
．无机化工流程题的特点
无机工业流程题能够以真实的工业生产过程为背景，体现能力立意
的命题
为指导思想，能够综合考查学生各方面的基础知识及将已有知
识灵活应用在生产实际中解
决问题的能力。所以这类题成为近年来高
考的必考题型。这类题常呈现的形式：流程图、
表格、图像等。
这类题常围绕以下几个知识点进行设问：
（
1
）化学反应速率及平衡理论的运用
反应物颗粒大小：反应速率、原料的利用率等。
温度：反应速率、物质的稳定性、物质的结晶等。
（
2
）化学
式的判断。
（
3
）氧化还原反应化学方程式或离子方程式的书写。
（
4
）通过调节溶液的
pH
< br>达到分离除杂的目的。
（
5<
/p>
）化学反应的能量变化。
（
6
）化学实验室的常用仪器的用途和使用方法。
（
7
）化学实验基本操作：除杂、分离
、检验、洗涤、干燥等。
（
8
）元素守恒、得失电子守恒等化学观念。
（
9
）根据物质之间的反应关系进行的简单计算。
（
10
）“流程”中的物质
成分的判断，物质的转化和循环，资源的
回收和利用。
（
11
）环境保护及绿色化学评价（是否污染
环境、原子经济性、节
约资源、安全性、资源再生）。
2
．工业生产流程主线
- 1 - / 1
化学工艺流程题类型及其解题策略
规律：主线主产品、分支副产品、回头为循环。
核心考点：物质的分离操作、除杂试剂的选择、生产条件的控制。
【解题策略】
1
．解答无机化工流程试题的程序
基本步骤：
（
1
）首先要通过阅读文字说明，清楚试题背景是工业生产还是实
验室研究，准确抓住工艺（实验）的目的是什么？还提供了哪些信息
（原料成分，含量
，产品成分，从用途能看出什么性质）？
（
< br>2
）然后整体浏览一下流程，基本辨别出预处理、反应、提纯、
< br>分离等阶段。
（
3
）分析流程中的每一步骤，从以下几个方面了解流程：
①反应物是什么；
②发生了什么反应；
③该反应造成了
什么后果，对制造产品有什么作用；抓住一个关键
点：一切反应或操作都是为获得产品而
服务。
（
4
）从设问中获取信息，使下一步的深入分析重点更明确。
解题思路：
明确整个流程及每一部分
的目的—
—
→仔细分析每步反应发生的条
件以及得到的产物的物理或化学性质—
—
→结合基础理论及实
际问题思
考—
—
→注意答题的模式及要
点。
2
．熟悉工业流程常见的操作及名词
工业流程题目在流程上一般分为
3
个过
程：
原料处理
—
—
→
分离提纯
—
< br>—
→
获得产品
（
1
）原材料的预处理阶段的常见考点及常见名词
①加快反应速率：
研磨——将固体粉碎，增大表面积，加快反应速率；
②溶解浸出：通常用酸或碱溶。如用硫酸、盐酸或氢氧化钠溶液
等。
浸出——固体加水（酸或碱）溶解得到离子。
【浸出率：固体溶解后，离子在溶液中的含量的多少（更多转
化）】
水浸——及水接触反应或溶解。
水洗——除去水溶性杂质。
酸浸（或
酸洗）——在酸溶液中反应使可溶性金属离子进入溶液，
- 1 - / 1
化学工艺流程题类型及其解题策略
不溶物通过过滤除去的溶解过程。
碱浸（或碱洗）——除去油污或氧化膜；溶解铝和二氧化硅
③灼烧（焙烧或煅烧）——使一些物质在高温下氧化、分解。
（
2
）反应条件的控制的常见考点
①加热——加快反应速率；加速固体溶解；平衡向吸热方向移动。
如果在制备过程中出现一些受热易分解的物质或产物，则要注
意对
温度的控制。如：侯德榜制碱中的
NaHCO
3
；还有如
H
2
O
2
、
Ca(HCO
3
)
2
、
KMnO
4
、
AgNO
3
、
HNO
3
(
浓
)
等物质
。
②降温（冰水中）——防止某物质在高温时会溶解（或分解
）；使
化学反应速率下降；为使化学平衡向放热的方向移动。
③控温——温度过高，物质会分解或杂质会挥发；
温度过低，物质无法挥发或者反应。
④趁热过滤——防止某物质降温时会析出晶体。
⑤洗涤（冰水、热水）——洗去晶体表面附着或包夹的可溶性离
子，并减少晶
体在洗涤过程中的溶解损耗。
⑥蒸发时的酸性氛围——抑制金
属阳离子的水解：如从溶液中析出
FeCl
3
< br>、
AlCl
3
、
MgCl
2
等溶质时，应在
H
Cl
的气流中加热，以防其水
解。、
⑦
pH
值的控制
a
．控制溶液的酸碱性使其中的某些金属离子形成氢氧化物
沉淀。
例如：已知
Fe(OH)
3
、
Fe(OH)
2
、
Mn(OH)
2
开始沉淀和沉淀完全
时的
pH
如
下表所示。
物质
Fe(OH)
3
Fe(OH)
2
Mn(OH)
2
开始沉淀
2.7
7.6
8.3
沉淀完全
3.7
9.6
9.8
若要除去
Mn
2
＋
溶液中含有的
Fe
2
＋
，应该怎样做？
提示：先用氧化剂把
Fe
2
＋
氧化为
Fe
3
＋
，再调溶液的
pH
到
3.7
。
b
．调节
pH
所需的物质一般应满足两点：能及
H
＋
反应，使溶液
pH
值增大；不引入新杂质。例如：若要除去
Cu
2
＋
溶液中混
有的
Fe
3
＋
，可
加入
CuO
、
Cu(OH)
2
、
Cu
2
(OH)
2
CO
3
等物质来调节溶液的
pH
< br>。
（
3
）产品的分离提纯阶段的常见考点
①过滤——基本操作：一贴二低三靠；
②结晶：
- 1 - / 1
化学工艺流程题类型及其解题策略
Ⅰ、当溶液为单一溶质时：
所得晶体
不带结晶水，如
NaCl
、
KNO
3
等：蒸发结晶；
所得晶体带结晶水，如胆矾等：将滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过
滤。
< br>
Ⅱ、当溶液为两种以上溶质时：
要得到溶解度受温度影响小的溶质：蒸发浓缩结晶，趁热过滤。如
除去
NaCl
中少量的
KNO
3
。
要得到溶解度受温度影响大的溶质
：蒸发浓缩、冷却结晶，过滤。
如除去
KNO
< br>3
中少量的
NaCl
。
③重结晶——蒸发浓缩、冷却结晶，过滤（重复操作）。
④沉淀的洗涤——向过滤器中的滤渣加入蒸馏水至浸没滤渣，待水
自
然流下后，重复以上操作
2
～
3
次。
⑤灼烧（焙烧或煅烧）——固体在坩埚中进行加热：
⑥干燥——在干燥器隔绝空气的条件下低温烘干。
⑦萃取、分液——在分液漏斗中进行操作。下层液体从下口放出；
上层液体
从上口倒出。
⑧重复操作
2
～
3
次——保证实验的准确性。
（
4
）其他常见考点
①化学方程式的书写：离子型氧化还原反应。
②实验仪器。
③计算：守恒法、关系式法等。
3
．注重答案的文字叙述规范
（
1
）洗涤沉淀：向过滤器中的滤渣加入蒸馏
水至浸没滤渣，待水
自然流下后，重复以上操作
2
～
3
次。
检验沉淀是否洗涤干净：取最后一次洗涤滤出液，滴加
AgNO
3
溶液
和稀硝酸（检验氯离子）或者
< br>BaCl
2
溶液（检验硫酸根离子），若无沉
淀产生，则证明已洗涤干净；反之，则未洗涤干净。
（
2
）从溶液中得到晶体：蒸发浓缩—
—
→冷却结晶—
—
→过滤—
—
→洗涤—
—
→干燥
。
（
3
）在
写某一步骤是为了除杂时，应该注明“是为了除去某某杂
质”，只写“除杂”等笼统的回
答是不给分的。
（
4
）化学用语的书写要规范（分子式书写；化学方程式的书写；
完成符号或可逆符
号；沉淀、气体、固态、水溶液等符号）；评价或
比较要全面（反应物、产物种类，目标
产物的分离和提纯；反应条
件、仪器、设备、步骤）。
- 1 - / 1
化学工艺流程题类型及其解题策略
例
题【2012·山东卷】
工业上由黄铜矿（主要成分
CuFeS
2
）冶炼铜的
主要流程如下：
（
1
）气体
A
中的大气污染物
可选用下列试剂中的
吸
收。
a<
/p>
．浓
H
2
SO<
/p>
4
b
．稀
HNO
3
c
．
NaOH
溶液
d
．氨水
（
2
）用稀
H
2
SO
4
浸泡熔渣
B
，取少量所得溶液，滴加
KSCN
溶液后呈红
色，说明溶液中存在
（填离子符号），检
验溶液中还存在
Fe
2
＋
的方法
是
（注明试剂、现象）。
（
3
）
由
泡
铜
冶
炼
粗
铜
的
化
学
反
应
方
程
式<
/p>
为
。
（
4
）以
CuSO
4
溶
液为电解质溶液进行粗铜
(
含
Al
、
Zn
、
Ag
、
Pt
、
Au
等
杂质
)
的电解精
炼，下列说法正确的是
。
a
．电能全部转化为化学能
b
．粗铜接电源正极，发生氧化反应
c
．溶液中
Cu
2
＋
向阳极移动
< br>d
．利用阳极泥可回收
Ag
、<
/p>
Pt
、
Au
等金
属
（
5
）利
用反应
2Cu
＋
O
2
＋
2H
2
SO
4
===2CuSO
4
＋
2H
2
O
可制备
CuSO
4
，若将
该
反
应
设
计<
/p>
为
原
电
池
，
其
正
极
电
极
反
应
式
为
。
变式题【2011·福建卷】
四氯化钛（
TiCl
4
）是制取航天航空工业材料
——钛合金的重要原料。由钛铁矿（主要成为是
FeTiO
3
）制备
T
iCl
4
等
产品的一种工艺流程示意如
下：
- 1 - / 1
化学工艺流程题类型及其解题策略
回答下列问题：
（
< br>1
）往①中加入铁屑至浸出液显紫色，此时溶液仍呈强酸性。该
< br>过程中有如下反应发生：
2Fe
3
＋
＋
Fe===3Fe
2
＋
2TiO
2<
/p>
＋
(
无色
)
＋
Fe
＋
4H
＋
===2Ti
3
＋
(
紫色
)
＋
Fe
2
＋
＋<
/p>
2H
2
O
Ti
3
＋<
/p>
(
紫色
)
＋
Fe
3
＋
＋
H
2
O===TiO
2
＋
(
无色
)
＋
Fe
2
＋<
/p>
＋
2H
＋
加
入
铁
屑
的
作
用
是
。
（
2
）在②→③工艺过程中需要控制条件以形成
TiO
< br>2
·
n
H
2
O
溶胶，
该溶胶的分散质颗粒直径
大小在
范围。
（
3
）若把③中制得的固体
TiO
2
·
n
H
2
O
用酸清洗除去其中的
Fe(OH)
3
杂质，还可以制得钛白粉。已知
25℃时，
K
sp
[Fe(OH)
3
]
＝2.79×10
－
39
，
该
温
度
下
反
应
< br>Fe(OH)
3
＋
3H
＋
Fe
3
＋
＋
3H
2
O
的
平
衡
常
< br>数
K
＝
。
（
4
）已知：
TiO
2
(s)
＋
2Cl
2
(g)===TiCl
4
(l)
＋
O
2
(g)
Δ
H
＝＋
140
kJ·mol
－
1
2C(s)
＋
O
2
(g)===2CO(g)
Δ
H
＝－221
kJ·mol
－
1
< br>写出④中
TiO
2
和焦炭、氯气
反应生成
TiCl
4
和
CO
气体的热化学方程
式：
。
（
5
）上述工艺具有成本低、可用低品位矿
物为原料等优点。依据
绿
色
化
学
理
念
，
该
工
艺
流
< br>程
中
存
在
的
不
足
之
处
是
（只要求写出一项）。
【2009·
安徽卷·27·12
分】
某工厂废水中含
5.00
×
10
－
< br>3
mol·L
－
1
的
Cr
2
O
7
2
－
< br>，其毒性较大。某研究性学习小组为了变废为宝，将废水处
理得到磁性材料
Cr
0.5
Fe
1.
5
FeO
4
（
Fe
的化合价依次为
＋
3
，＋
2
），设计
了如下实验流程：
- 1 - / 1
化学工艺流程题类型及其解题策略
（
1
）
第
①
步
反
应
的
离
子
方
程
式
是
。
（
2
）第②步中用
pH
试纸测定溶液
pH
的操作是
。
<
/p>
（
3
）第
②
步过
滤得
到
的
滤渣
中主要
成
分<
/p>
除
Cr(OH)
3
外
，还
有
。
（
4
）欲使
1L
该废水中的
Cr
2
O
7
2
－
完全转化为
Cr
0.5
Fe
1.5
FeO
4
，理论上
需要加入
g FeSO
4
·7H
< br>2
O
。
【2010·安徽卷·27·14
分】
锂离子电池的广泛应用
使回收利用锂资
源
成
为
重
要
课
题
。
某
研
究
性
小
组
对
废<
/p>
旧
锂
离
子
电
池
正
极
材
料
（
LiMn
2
O
4
、碳粉等涂覆在
铝箔上）进行资源回收研究，设计实验流程
如下：
（
1
）
第
②
步
反
应
得
到
的
沉
淀
X
的
< br>化
学
式
为
。
（
2
）
第
③
步
反
应
的
离
子
方
程
式
< br>是
。
（
3
）
第
④
步
反
应
后
，
过
滤
Li
2
CO
3
所
需
< br>的
玻
璃
仪
器
有
。若过滤时发现滤液中有少量浑
浊
，<
/p>
从
实
验
操
作
的
角
度
给
出
两
种
可
能
的
原
因
：
、
。
- 1 - / 1
化学工艺流程题类型及其解题策略
（
4
）若废旧锂离子电池正极材料含
Li
Mn
2
O
4
的
质量为
18.1g
，第③
步反应中加入
20.0mL 3.0mol
·
L
－
1
的
H
2
SO
4
溶液，假定正
极材料中的锂
经反应③和④完全转化为
Li
2
CO
3
，则至少有
g Na
2
CO
3
参加了反应。
【2011·安徽卷·27·14
分】
MnO
2
是一种重要的无机功能材料，粗
MnO
2
的提纯是工业生产的重要环节。某研究性学习小组设计了将粗
MnO
< br>2
（含有较多的
MnO
和
MnCO
3
）样品转化为纯
< br>MnO
2
的实验，其流程如
下：
（
1
）
第
①
步
加
稀
H
2
SO
4
时
，
粗
MnO
2
样
品
中
的
（写出化学式）转化为可溶性物质。
（
2
）第②步反应的离子方程式是□
＋□
ClO
3
－
＋□
—
—
→□
MnO
2
↓＋□
Cl
2
↑＋□
。
（
3
）
第
③
步
蒸
发
操
作
必
需
的
仪
器
有
铁
架
台
（
含
< br>铁
圈）、
、
、
，已知蒸发得到的固体
中有
NaClO
3
和
NaOH
，则一定还含有
（写化学式）。
（
< br>4
）若粗
MnO
2
样品的质量
12.69g
，第①步反应后，经过滤得
到
8.7g
MnO
2
，并收集到
0.224L C
O
2
（标准状况下），则在第②步反应
中，至少需要
mol
NaClO
3
。
【2012·安徽卷·27·15
分】
亚硫酸盐是一种常见
食品添加剂。为检
测某食品中亚硫酸盐含量（通常以
1 kg<
/p>
样品中含
SO
2
的质量计），某
研究小组设计了如下两种实验流程：
- 1 - / 1
化学工艺流程题类型及其解题策略
（
1
）气体
A
的主要成分是
<
/p>
。为防止煮沸时
发
生
暴
沸
，
必
须
先
向
烧
瓶<
/p>
中
加
入
；
通
入
N
2
的
目
的
是
。
（
2
）
写
出
甲
方
案
第
①
步
反
应
的
离
子
方
程
式：
。
（
3
）甲方案第②步滴定前，滴定管需用
NaOH
标准溶液润洗，其
操作方法是
。
（
4
）若用盐酸代替稀硫酸处理样品，则按乙方案实验测定的结果
（填“偏高”﹑“偏低”或“无影响”）。
< br>（
5
）若取样品
w g
，按乙方案测得消耗
0.01000
mol·L
－
1
I
2
溶
液
V
mL
，则
1kg
样品中含
SO
2
的质量
g
（用含
w
﹑
V
的代数式表示）。
【2013·
安徽卷·27·13
分】
二氧化铈
(C
eO
2
)
是一种重要的稀土氧化
物
。
平
板
电
视
显
示
屏
生
产
过
程
中
产
生
大
量
的
废
玻<
/p>
璃
粉
末
（
含
SiO
2
·
Fe
2
O
3
·
CeO
2
以及其他少
量可溶于稀酸的物质）。某课题组以此粉
末为原料回收铈，设计实验流程如下：
- 1 - / 1
化学工艺流程题类型及其解题策略
（
1
）洗涤滤渣
A
的目的是为了除去
（填离
子
符
号
）
，
检
验
该
离
子
是
否
洗
涤
的
方
法
是
。
（
2
）
第
②
步
反
应
的
离
子
方
程
式
是
，滤渣
B
的主要
成分是
。
（
3
）萃取是分离稀土元素的常用方法，已知化合物
TBP
作为萃取
剂能将铈离子从水溶液中萃取出来，
TBP
（填“能”或“不
能
”
）
及
水
互
溶
。
实
验
室
进
行
萃
取<
/p>
操
作
时
用
到
的
主
要
玻
璃
仪
器
有
、烧杯、玻璃棒、量筒等。
（
4
）取上述流程中得到的
Ce(OH)
4
产品
0.536
g
，加硫酸溶解后，
用
0.1000
mol
·
L
－
1
FeSO
4
标准溶液滴定终点时（
铈被还原为
Ce
3
＋
< br>），
消
耗
25.00
mL
标
准
溶
液
，
该
产
品
中
Ce(OH)
4
的
质
量
分
数
为
。
【
201
4
·安徽卷·27·1
4
分】
LiPF
6
是锂离子电池中广泛应用的电解
质。某工厂用
LiF
、
PCl
5
为原料，低温反应制备
L
iPF
6
，其流程如下：
已知：
HCl
的沸点是－85.0
℃，
HF
的沸点是
19.5
℃。
（
1
）
第
①
步
反
应
中
无
水
HF
的
作
用
是
、
。反应设备不能用
玻
璃
材
质
的
原
因
是
（用化学方程式表示）。
无水
HF
有腐蚀性和毒性，工厂安全手册提
示
：
如
果
不
小
心
将
HF
沾
到
皮
肤
上
，
可
立
即
用
2%
的
溶液冲洗。
（
2
）该流程需在无水条件下进行，第③步反应中
PCl
5
极易水解，
其
产
物
为
两
种
酸
，
写
出
PF
5
水
解
的
化
学
方
程
- 1 - / 1
化学工艺流程题类型及其解题策略
式：
。
（
3
）
第
④
步
分
离
采
用
的
方
法
是
< br>
；第
⑤步分离尾气中
HF
、
HCl
采用的方法是
。
（
4
）
LiPF
6
产品
中通常混有少量
LiF
。取样品
w g
，测得
Li
的物质
的
量
为
n
mol
，
则
该
样
品
中
LiPF
6
的
物
质
的
量
为
mol
（用含有
w
、
n
的代数式表示）。
参考答案
- 1 - / 1
化学工艺流程题类型及其解题策略
【例题参考答案】
（
1
）
c
、
d
（
2
）
Fe
3
＋
取少量溶液，
滴加
KMnO
4
溶液，
KMnO
4
褪色
高温
Al
O
＋
6Cu
（
3
）
3Cu
O
＋
2Al=====
2
2
3
（
4
）
b
、
d
（
5
）
4H
＋
＋
O
2
< br>＋
4e
－
===2H
2
O
【变式题参考答案】
（
1
）使
Fe
3
＋
还原为
Fe
2
＋
；生成
Ti
3
＋
，保护
Fe
2
＋
不被氧化
（
2
）
10
－
9
m
～
10
－
7
m
（或
1nm
～
100nm
）<
/p>
（
3
）2.79×10
3
（
4
）
TiO
2
(s)
＋
2Cl
2
(g)
＋
2
C(s)
＝
TiCl
4
(l)
＋
2CO(g)
Δ
H
＝－
81
kJ·mol
－
1
（
5
）产生三废（其他合理答案
也可）
【2009·安徽卷·27·12
分】【参考答案】
（
1
）
Cr
2
O
7
2
－
＋
6Fe
2
＋
＋
14H
＋
===2Cr
3
＋
＋
6Fe
3
＋
＋
7H
2
O
（
2
）将一小块
pH
试纸放在洁净干燥的表面皿上，用
洁净的玻璃棒
蘸取少量待测液点在
pH
试纸的中部，待试纸变色后再及标准比色卡对
照读数。
（
3
）
Fe(OH)
3
、
Fe(OH)
2
（
4
）
13.9
【2010·安徽卷·2
7·14
分】【参考答案】
（
1
）
Al(OH)
3
（
2
）
4LiMn
2
O
4
＋
4H
＋
＋
O
2
=== 4Li
＋
＋
< br>8MnO
2
＋
2H
2
O
（
< br>3
）烧杯、漏斗、玻璃棒
玻璃棒下端未靠在三层滤纸处而
靠在单层处，导致滤纸破损、漏斗中液面高于滤
纸边缘，使液体沿着
滤纸及漏斗的缝隙流出（其他合理答案均可）
（
4
）
6
.4
（或
6.36
）
< br>
【2011·安徽卷·27·14
分】【参考答案】<
/p>
（
1
）
MnO
、
MnCO
3
（
2
）
5Mn
2
＋
2 4H
2
O 5 1
8H
＋
（
3
）酒精灯、蒸发皿、玻璃棒
NaCl
（
4
）
0.02
【2
012·安徽卷·27·15
分】【参考答案】
（
1
）
SO
2
和
N
2
碎瓷片（或沸石）
将生成的<
/p>
SO
2
全部赶出
- 1 - / 1
-
-
-
-
-
-
-
-
-
上一篇：描写大自然景物成语
下一篇：无机化学反应一般原理