总结化学工业流程图题方法

化工流程图解题技巧及练习

一、无机化工流程题的特点

1、工业生产流程的主要框架:原料→I预处理→II分离提纯→III核心反应→产品

2、试题本质：想办法从混合物中提取纯净物。

3、考察内容：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、产品分离提纯。

(1）据流程图或题目提供的反应物和部分生成物书写情景方程式；（2）滤渣的成分；（3）滤液的成分；

（4）核心反应条件的控制和原因；（5）选择化学除杂试剂及原因；（6）调PH值的范围及试剂的选择；

（7）相关实验仪器；（8）相关计算。等等。

二、解题技巧

（一）读题

1、①先粗读：明确原料、明确杂质、明确目标产品。先不必把每个环节的原理都搞清楚。

②针对问题再精读：分析细节，根据问题去研究某一步或某一种物质。

③第三，要看清所问问题，不能答非所问，并注意语言表达的规范性。

【注】：在答题时应注意：前一问回答不了，并不一定会影响回答后面的问题。

2、读流程图的方法：抓箭头：①主线主产品；②支线副产品；③回头循环品。

3、思考要有方向——在基础理论框架下结合实际问题进行思考。常用思考方法：

②提高原料利用率：利用好副产品、循环使用原料、能量尽可能利用。

③快速反应：化学反应速率（措施有粉碎、加热、增大浓度、搅拌等）

④提高产率：化学平衡向右移动。

⑤提高产品纯度：产品的分离、提纯等实验基本操作问题。

⑥绿色环保：反应物尽可能无毒无害无副作用，“三废”的处理，涉及绿色化学问题。

⑦工业成本低：原料廉价、资源丰富。

（二）、样品的预处理

1、矿样的预处理方法：

（1）原料的预处理

①粉碎的目的：增大接触面积，加快反应速率（反应快）；或使反应更完全。

②煅烧的目的：(A)除去有机物杂质或者碳的杂质（如题意告知该矿样中含C或有机物杂质）；

或(B)使一些具有还原性的物质被空气中氧气氧化、分解（思考样品成分中是否有具有还原性的物质，且看在整个流程中是否需要被氧化）；

或(C)改变矿样的结构，使其在后面的酸溶（或碱溶或水溶）中更易溶解。

③溶解：有酸溶、碱溶、水溶；又叫酸浸、碱浸、水浸）

酸浸目的：与酸反应，使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去的溶解过程。

碱浸目的：与碱反应，使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去的溶解过程。

水浸目的：使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去的溶解过程。

（2）【有关名词】：

浸出：固体加水（酸）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。【思考】提高浸出率的措施通常有哪些？---粉碎、搅拌、升温、增大酸（或碱）浓度。

2、植物样品的预处理方法：

①灼烧：

（如海带中碘的提取、茶叶中铁含量的测定），灼烧成灰之后，再用水浸，为了加快其溶解速率可以加热、不断搅拌；

然后再过滤，过滤之后如果得到的滤液中还有灰烬，可以再过滤一次。

②研磨成汁：

提取植物样品中的有机物所用方法；（如波菜中草酸含量的测定），研磨成汁之后，如该

有机物可溶于水，研磨之后，可用水浸取；如该有机物不溶于水，就用有机溶剂（乙醇或苯、

四氯化碳）来萃取。

三、控制反应条件（重要）

1、调节pH值的目的：控制溶液的酸碱性使某些金属离子形成氢氧化物沉淀。

调节PH值除杂：（一般是除Fe2+、Fe3+）

（1）、除Fe2+要将其氧化成Fe3+，氧化剂可选择H2O2、Cl2、HNO3、NaClO或氯水，到底选择谁，要据具体的题景来选择；（2）调PH值所加试剂：一般是含被提纯物质中的金属阳离子对应的a、金属；b、金属氧化物；c、金属氢氧化物；d、金属碳酸盐（总之，这些物质要能与H+反应，又难溶于水，这样可即使过量而又不会引入新的杂质离子），有时候也可能加NaOH或氨水来调PH

值，要据题意具体分析（一般是加的Na+、NH4+不会在后续的程序中难以分离）

（3）PH值的调节范围：据题意告知的某离子完全沉淀或开

始沉淀的PH值数据来选择，不能随意更改，应该是题目中

原始数据的组合。

例如：已知下列物质开始沉淀和沉淀完全时的pH（如下表所

示）物质开始沉淀沉淀完全Fe(OH)3 2.7 ~ 3.7 Fe(OH)2 7.6 ~ 9.6 Mn(OH)2 8.3 ~ 9.8

问题：若要除去Mn2＋溶液中含有的Fe2＋，应该怎样做？

【答】先加双氧水把Fe2＋氧化成Fe3＋，再调节3.7≤PH＜8.3 【注】调节pH所需的物质一般应满足两点：

i、能与H＋反应，使溶液pH值增大； ii、不引入新杂质。

例如：若要除去Cu2＋溶液中混有的Fe3＋，可加入CuO、Cu(OH)2、

Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH值。

2、保持酸过量（酸化）的目的：通常是抑制某金属阳离子

的水解。

3、温度的控制的目的（可用水浴或冰水浴或油浴来控制）

a、冰水浴目的：通常防止某种物质温度过高时会分解或挥

发或溶解；

b、水浴目的：通常防止某种物质温度过高时会分解或挥发

也可能是为了使某物质达到

沸点挥发出来，具体问题要具体分析。如侯德榜制碱中，将

CO2通入NaCl的氨溶液中，保持溶液的温度为（30+2）℃，

可得NaHCO3晶体，温度控制在这个范围，目的就是防止NaHCO3

分解。而在Br2的制取过程中，出溴口的温度控制在80～90℃，目的就是要使Br2挥发出来而又减少水蒸气混入Br2中。

d、防止副反应的发生：如乙醇的消去反应温度要控制在170℃，原因是就是在140℃时会有乙醚产生。

e、对于一些工艺来说，降温或减压可以减少能源成本，降低对设备的要求，达到绿色化学的要求。

4、加热的目的：加快反应速率，或促进平衡向某个方向移动。或加速某固体的溶解。

5、降温反应的目的：防止某物质在高温时分解或溶解，或为使化学平衡向着题目要求的方向移动。

四、物质的分离和提纯的方法及目的

①结晶（重结晶)：固体物质从溶液中析出的过程。

②过滤：固、液分离（主要仪器：漏斗、烧杯、玻璃棒）

③趁热过滤：防止某物质降温时会析出。

④洗涤：通常有水洗、冰水洗涤、醇洗。

水洗目的：洗去晶体表面的杂质离子（适用于溶解度小的溶质）。

冰水洗涤目的：洗去晶体表面的杂质离子，并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗。（适用于高温溶解度大、低温溶解度小的溶质）。

醇洗目的：（常用于溶解度较大的溶质）洗去晶体表面的杂质离子，并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗。（若对溶解

度小的溶质进行醇洗，则是为了洗去杂质离子，并使尽快干燥。

⑤蒸馏：液、液分离（主要仪器：蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、尾接管）

⑥蒸发：利用加热的方法，使溶液中溶剂不断挥发而析出溶质（晶体）的过程。

（实验仪器：蒸发皿、铁架台、玻璃棒、坩埚钳、酒精灯）。【注】蒸发反应时的气体氛围：例如MgCl2?6H2O→MgCl2，应在HCl气体氛围下蒸发溶剂，以防其水解。

⑦萃取：用一种溶剂将溶质从另一种溶剂中提取出来。

⑧分液：互不相溶的液体间的分离（主要仪器：分液漏斗）

⑨升华：将可直接气化的固体分离出来。

⑩盐析：加无机盐使溶质的溶解度降低而析出。

⑾灼烧：高温条件下固体物质的燃烧。主要仪器：坩埚。⑿煮沸：目的通常是是除去溶解在水中的气体（通常为O2）；或是为了促进水解，聚沉后便于过滤分离。

【注】结晶方法一般为2种：

一种是蒸发结晶（适用于溶质的溶解度随温度变化而变化不大的）。

一种是降温结晶（适用于溶质的溶解度随温度变化而变化较大的）。

（后者具体形式又分为①冷却结晶。②蒸发浓缩、冷却结晶。③蒸发浓缩、趁热过滤、冷却结晶。）

（1）当溶液是单一溶质时

①当溶质的溶解度随温度变化不大：（如NaCl）：蒸发结晶。

②溶质的溶解度随温度降低而变化较大：（如KNO3）：冷却结晶（高温下先配成饱和溶液）。

③溶质的溶解度随温度降低而变化较大，要从稀溶液得到带结晶水的晶体（如CuSO4·5H2O）：蒸发浓缩（至有晶膜出现），冷却结晶（过滤）。

（2）当溶液中有两种或以上溶质时：

A、要使受温度影响最大、溶解度最大的溶质最先结晶析出（如除去KNO3中的少量NaCl）：蒸发浓缩、冷却结晶（过滤、洗涤、干燥）。

B、要使受温度影响最小、溶解度最小的溶质最先结晶析出：（如除去NaCl中的少量KNO3）：蒸发结晶、趁热过滤、（洗涤、干燥）。

C、要使受温度影响大、溶解度大的溶质留在滤液中：必须趁热过滤。

五、核心反应方程式的书写方法

1、据箭头找出反应物、生成物或据题目提供的信息找出反应物或部分生成物；

2、分析其化合价的变化，确定发生的反应是复分解反应还是氧化还原反应。

3、据配平的需要确定在反应物或生成物中加水、加H+或OH-。

a、水可在反应物中或生成物中据需要随意添加；

b、可据电荷守恒确定在反应物或生成物中加H+或OH-或H2O，H+、OH-不能随意添加，

必须据题意。如反应在酸性环境下进行，可在反应物或生成物据需要加H+或H2O，但绝对不能加OH- ；如在碱性环境下反应，在反应物或生成物中据需要加OH-或H2O，但绝对不能加H+。

六、常见文字叙述规范套路(重要)

①如何进行滴定终点的判断？

答：当滴入最后一滴标准液时，溶液颜色由××颜色变为##颜色，且半分钟内不恢复原色。

（注：只写“变色”或“褪色”不得分）

②洗涤沉淀的方法：往漏斗中加入蒸馏水至没过沉淀物,待水自然流下后，重复以上操作2～3次。

③检验沉淀是否洗涤干净的方法：取最后一次的洗涤液，滴加××试剂（可与杂质的某些

离子发生沉淀反应），如果没有沉淀生成，说明沉淀洗涤干净；否则说明沉淀未洗涤干净。

【注】

这种情况因为离子浓度较低，应该选用反应灵敏的特征反应。此时一般不用焰色反应实验检验（离子浓度低、效果不好）。④检验沉淀是否完全的方法：静置，向上层清液中继续滴加××试剂，若没有沉淀生成，

说明沉淀完全；若出现沉淀则说明沉淀未完全。

⑤如何进行萃取操作？

答：在分液漏斗中加溶液和萃取剂，右手堵住漏斗上口塞，左手握活塞，倒转用力振荡，

放气，正立放铁圈上静置。

⑥如何进行分液操作？

答：让分液漏斗下端紧靠烧杯内壁，打开分液漏斗上口玻璃塞，打开活塞，让下层液体从下面流出到分界面，再关闭活塞，上层液体由上口倒入另一烧杯。

⑦如何进行焰色反应的操作？

答：先将铂丝沾盐酸在酒精灯火焰上灼烧，反复几次，直到与酒精灯火焰颜色接近为止，然后用铂丝沾取少量待测液，到酒精灯火焰上灼烧，观察火焰颜色，如为黄色，则说明溶液中含Na元素；若透过蓝色钴玻璃呈紫色，则说明溶液中含 K元素。

⑧过滤的方式有几种？降温结晶主要包括哪些步骤？

答：过滤、趁热过滤；蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。

⑨如何进行结晶蒸发操作？

答：将溶液转移到蒸发皿中加热，并用玻璃棒搅拌，待有大量晶体出现时停止加热，利用余热蒸干剩余水分。

【注意】：

①在写某一步骤是为了除杂是，应该注明“是为了除去XX 杂质”，只写“除杂”等一类万金油式的回答是不给分的。

②看清楚是写化学反应方程式还是离子方程式，注意配平。