无机综合及工艺流程分析

高考化学·无机综合及工艺流程分析

一、化学工艺流程题的解题要领

解题时首先要粗读试题，尽量弄懂流程图。要明确流程图中箭头方向和代表的含义。流程图中箭头进入的是反应物(投料)，箭头出去的是生成物(产物、副产物)，返回的箭头一般是“循环利用”的物质。

图中一般会出现超纲知识，要读懂流程图以外的文字描述、表格信息、后续设问中的提示性信息，并在下一步分析和解题中随时进行联系和调用。所以一定要关注题目的每一个字眼，但不必将每一个物质都推出，问什么推什么。其次要带着问题去精心研究某一步或某一个物质。

在答题时应注意前后问题往往没有连带效应，即前一问不能回答没关系，不影响后面回答问题。遇到做不出来的问题要及时放弃，以免影响其他问题的作答。

最后，作答时一定要看清所提问题，不能答非所问，注意语言表达的科学性。

二、化工流程中实验操作分析与物质成分确定

1．工艺流程中的实验操作分析

(1)流程中的“操作步骤”

操作

步骤

高频设问答题模板

原料处理

如何提高

“浸出率”、

反应速率？

原料预处理：①将矿石粉碎；②适当提高浸取液的浓度；

反应过程中：③适当加热加快反应速率；④充分搅拌；⑤增加滴液速率等

分析“浸出率”图表，解释“浸出率”高低变化的原因。

“浸出率”升高一般是反应温度升高，反应速率加快；但当“浸出率”

达到最大值后，温度升高“浸出率”反而下降，一般是反应试剂的分解或

挥发。

选择达到一定较高“浸出率”的时间及温度(注意：一般为某范围内)焙烧

①高温下硫化物与空气中氧气反应(如FeS2与氧气生成氧化铁和二氧化

硫)；

②除去硫、碳单质；

③有机物转化(如蛋白质燃烧)、除去有机物等

特别注意坩埚、陶瓷中有SiO2，要与Na2CO3、NaOH等碳酸盐、强碱物

质反应

酸性气体的

吸收

常用碱性溶液吸收(如SO2用Na2CO3或NaOH溶液或石灰乳吸收)

(2)流程中的“操作目的”

2．流程中物质成分的确定

(1)循环物质的确定

(2)副产品的判断

(3)滤渣、滤液成分的确定

要考虑样品中原料和杂质的成分在每一步骤中与每一种试剂反应的情况：

①反应过程中哪些物质(离子)消失了。

①所加试剂是否过量或离子间发生化学反应，又产生了哪些新离子；要考虑这些离子间是否会发生反应。

③去除主产品和副产品，原料中的相关成分存在于何处。

3、常见的操作与答题

三、流程图结构分析

1、工艺流程图题的求解，首先要能突破对流程图各阶段涵义、功能的大致理解。

需要学会对题干信息中原料是什么、要合成的目标产物是什么、流程图下面是否有已知信息或后续题述中是否可能有有用信息进行整合，结合“题在书外，理在书中”的道理去理解。

工艺流程图结构主要包括：

①主线主产品（其中包含从原始原料到目标产品过程中，通过核心反应制取中间产物直至目标产品，中间产物和目标产物的分离提纯操作等环节，这意味着目标产品中的核心元素应在这条（或两条）主线上以不同存在形式转化最终形成目标产品）。

①支线副产品（副产物、次要产物等）。

①折回线表示循环（以节约成本、提高产率或防污染等）。

①箭头打入方向为投料（从中寻找核心反应的反应物或可能的价态变化及反应）。

2、工艺流程图中涉及的术语较多，可结合“学化学先理解及工业上为大批量生产”的理念，简化理解，很易突破。

①酸洗、酸溶、酸浸，碱洗、碱溶、碱浸，水洗、水溶、水浸以及浸取可大致分别理解为加酸、加碱、加水溶解（从中要分别注意可与酸或碱反应的物质或微粒及物质水溶性等）。

①沉钒、沉铜、沉钴等分别指使钒元素、铜元素、钴元素转化为沉淀。

①煅烧、灼烧、焙烧均可简单理解为高温加热即可。

①滤渣即过滤后的不溶物。其他如熔炼、成型、矿渣、矿浆、渣料、粗品、浸取液、纯化、富集、捕获、吸收、脱除、热解、钙化（作用）、消化（作用）、碳化（作用）、氢化、净化、有机相（层）、无机相（层）、离子隔膜（阳离子交换膜、阴离子交换膜、

质子交换膜）、电拌、蒸发浓缩、冷却结晶、趁热过滤、重结晶等，均可从字面便能理解其大致意思。

①乙醇洗或其它非水试剂洗涤的目的，一般都是减少相对于用水洗的溶解损耗。

①调PH时从强酸性调到弱酸性一般不用强碱，不能引入新杂质。一般用相关某元素的氧化物、氢氧化物、碳酸盐等。

①注意流程图中Fe元素的除杂与分离特征，注意H2O2在工艺流程图中的应用。

四、陌生方程式的配平

氧化还原反应方程式的配平原则：电子得失相等，即化合价升降总数相等。

1、配平方法：

（1）一般氧化还原反应配平:

P4 + HNO3（浓）H3PO4 + NO2↑+ H2O

（2）部分氧化还原反应配平：

KMnO4 + HCl—— KCl+ MnCl2+ H2O+ Cl2↑

2、应记住以下常见氧化剂和还原剂所对应的还原产物和氧化产物

常见的还原剂：I—(HI)、S2—(H2S)、SO2、Fe、Cu

常见的氧化剂：Cl2、Br2、HNO3、浓H2SO4、O2、H2O2、KMnO4/H+

高中化学教材中的十大工艺流程解读

1．从铝土矿中提炼铝

说明：下面两个流程都有问题，仅供参考。工业上是用碱溶法，没有用酸溶法。而且碱溶法里面二氧化硅是与氢氧化钠反应生成铝硅酸钠沉淀而被除去。

流程①

(1)涉及反应(写出并配平化学方程式)

①Al2O3＋HCl=2AlCl3＋3H2O

Fe2O3＋HCl=2FeCl3＋3H2O

①AlCl3＋NaOH=NaAlO2＋3NaCl＋2H2O

FeCl3＋NaOH=Fe(OH)3↓＋3NaCl

HCl＋NaOH=NaCl＋H2O

①NaAlO2＋H2O＋CO2=Al(OH)3↓＋NaHCO3

NaOH＋CO2=NaHCO3

①Al(OH)3=Al2O3＋3H2O

①Al2O3(熔融)=4Al＋3O2↑

(2)问题探讨(思考并回答问题)

①步骤①加入过量盐酸后的实验操作是什么？

提示：过滤。

①步骤①能否用氨水代替NaOH溶液？

提示：不能；原因是Al3＋与过量氨水反应生成Al(OH)3沉淀，达不到分离Al3＋、Fe3＋的目的。

①步骤①中若将CO2的量改为“少量”，得到的产物还是N a HCO3吗？

提示：不是N a HCO3而是Na2CO3。