專題講座（八）無機化工流程題的解題策略目錄第一部分：網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建（總覽全局）第二部分：知識點精準(zhǔn)記憶第三部分：典型例題剖析高頻考點1考查以物質(zhì)制備為目的工藝流程題的解答高頻考點2考查以混合物的分離、提純?yōu)槟康牡墓に嚵鞒填}的解答正文第一部分：網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建（總覽全局）第二部分：知識點精準(zhǔn)記憶一、工業(yè)流程試題的基本特點

1、試題的切入點（或試題素材）較多的采用了與生產(chǎn)生活密切聯(lián)系的化學(xué)新技術(shù)、新成果。故題干內(nèi)容來源都是真實的工業(yè)生產(chǎn)過程，內(nèi)容豐富，提問靈活。

2、無機化工流程題的結(jié)構(gòu)：分題頭、題干和題尾三部分。（1）題頭一般是介紹該工藝生產(chǎn)的原材料和工藝生產(chǎn)的目的（包括獲得副產(chǎn)品）；

（2）題干部分主要用框圖形式將原料到產(chǎn)品的主要生產(chǎn)工藝流程表示出來；

（3）題尾主要是根據(jù)生產(chǎn)過程中涉及的化學(xué)知識設(shè)置系列問題。

3、呈現(xiàn)形式：流程圖、數(shù)據(jù)表格、圖像、實驗裝置。

4、設(shè)問方式：措施、成分、物質(zhì)、原因。

5、能力考查：獲取、整合、處理、應(yīng)用信息的能力、分解問題的能力、表達能力。

6、知識落點：基本理論、元素化合物、實驗。學(xué)科&網(wǎng)二、工藝流程題的主線分析方法如按照主線分析法分析如下：三、識別流程圖化工流程中箭頭指出的是投料(反應(yīng)物)，箭頭指向的是生成物(包括主產(chǎn)物和副產(chǎn)物)，返回的箭頭一般是被“循環(huán)利用”的物質(zhì)。四、原料預(yù)處理的常用方法及其作用(1)研磨:減小固體顆粒度,增大物質(zhì)間接觸面積,加快反應(yīng)速率,提高浸出率。(2)水浸或酸浸:與水接觸反應(yīng)或溶解;與酸接觸反應(yīng)或溶解,得可溶性金屬離子溶液,不溶物過濾除去。(3)浸出:固體加水(酸)溶解得到溶液(離子)。(4)灼燒:除去可燃性雜質(zhì)或使原料初步轉(zhuǎn)化。(5)煅燒:改變結(jié)構(gòu),使一些物質(zhì)能溶解或高溫下氧化、分解。五、無機化工流程題中的除雜、凈化1．常用的方法(1)水溶法：除去可溶性雜質(zhì)。(2)酸溶法：除去堿性雜質(zhì)。(3)堿溶法：除去酸性雜質(zhì)。(4)氧化劑或還原劑法：除去還原性或氧化性雜質(zhì)。(5)加熱灼燒法：除去受熱易分解或易揮發(fā)的雜質(zhì)。(6)調(diào)節(jié)溶液的pH法：如除去酸性溶液中的Fe3＋等。2．常用的操作(1)過濾：分離難溶物和易溶物，根據(jù)特殊需要采用趁熱過濾或者抽濾等方法。(2)萃取和分液：利用溶質(zhì)在互不相溶的溶劑里的溶解度不同提取分離物質(zhì)，如用CCl4或苯萃取溴水中的溴。(3)蒸發(fā)結(jié)晶：提取溶解度隨溫度變化不大的溶質(zhì)，如從溶液中提取NaCl。(4)冷卻結(jié)晶：提取溶解度隨溫度變化較大的溶質(zhì)、易水解的溶質(zhì)或結(jié)晶水合物，如KNO3、FeCl3、CuCl2、CuSO4·5H2O、FeSO4·7H2O等。(5)蒸餾或分餾：分離沸點不同且互溶的液體混合物，如分離乙醇或甘油。(6)冷卻法：利用氣體液化的特點分離氣體，如合成氨工業(yè)采用冷卻法分離平衡混合氣體中的氨氣。3．結(jié)合沉淀溶解平衡進行的條件控制(1)運用Ksp計算反應(yīng)所需要的pH條件；(2)根據(jù)題目要求計算某條件下的離子濃度、需要加入的試劑量等。六、制備過程中應(yīng)注意的反應(yīng)條件(1)溶液的pH:①控制反應(yīng)的發(fā)生,增強物質(zhì)的氧化性或還原性,或改變水解程度。②常用于形成或抑制某些金屬離子的氫氧化物沉淀。(2)溫度:根據(jù)需要選擇適宜溫度,改變反應(yīng)速率或使平衡向需要的方向移動,減少副反應(yīng)的發(fā)生,確保一定的反應(yīng)速率,控制溶解度便于提純。(3)濃度:①根據(jù)需要選擇適宜濃度,控制一定的反應(yīng)速率,使平衡移動利于目標(biāo)產(chǎn)物的生成,減小對后續(xù)操作產(chǎn)生的影響。②過量,能保證反應(yīng)的完全發(fā)生或提高其他物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率,但對后續(xù)操作也會產(chǎn)生影響。(4)趁熱過濾:防止某物質(zhì)降溫時會大量析出。(5)冰水洗滌:洗去晶體表面的雜質(zhì)離子,并減少晶體損耗。七、無機化工流程中的分離方法(1)洗滌(冰水、熱水):洗去晶體表面的雜質(zhì)離子;(2)過濾(熱濾或抽濾):分離難溶物和易溶物;(3)萃取和分液:利用溶質(zhì)在互不相溶的溶劑里的溶解度不同提取分離物質(zhì);(4)蒸發(fā)結(jié)晶:提取溶解度隨溫度的變化不大的溶質(zhì);(5)冷卻結(jié)晶:提取溶解度隨溫度的變化較大的溶質(zhì)、易水解的溶質(zhì)或結(jié)晶水合物,如KNO3、FeCl3、CuCl2、CuSO4·5H2O、FeSO4·7H2O等;(6)蒸餾或分餾:分離沸點不同且互溶的液體混合物;(7)冷卻法:利用氣體易液化的特點分離氣體。八、工藝流程題的解題策略1.粗讀題干，挖掘圖示圖示中一般會呈現(xiàn)超出教材范圍的知識，但題目中往往會有提示或者問題中不涉及，所以一定要關(guān)注題目的每一個關(guān)鍵字，盡量弄懂流程圖，但不必將每一種物質(zhì)都推出，只需問什么推什么。如制備類無機化工題，可粗讀試題，知道題目制取什么、大致流程和有什么提示等。2.攜帶問題，精讀信息這里信息包括三個方面：一是主干，二是流程圖示，三是設(shè)置問題。讀主干抓住關(guān)鍵字、詞；讀流程圖，重點抓住物質(zhì)流向(“進入”與“流出”)、實驗操作方法等。3.跳躍思維，規(guī)范答題答題時應(yīng)注意前后問題往往沒有“相關(guān)性”，即前一問未答出，不會影響后面答題。要求用理論回答的試題，應(yīng)采用“四段論法”：改變了什么條件(或是什么條件)→根據(jù)什么理論→有什么變化→得出什么結(jié)論。4.積累?？嫉拇痤}模板(1)除雜：除去……中的……(2)干燥：除去……氣體中的水蒸氣，防止……(3)增大原料浸出率(離子在溶液中的含量多少)的措施：攪拌、升高溫度、延長浸出時間、增大氣體的流速(濃度、壓強)，增大氣液或固液接觸面積。(4)加熱的目的：加快反應(yīng)速率或促進平衡向某個方向(一般是有利于生成物生成的方向)移動。(5)溫度不高于××℃的原因：適當(dāng)加快反應(yīng)速率，但溫度過高會造成揮發(fā)(如濃硝酸)、分解(如H2O2、NH4HCO3)、氧化(如Na2SO3)或促進水解(如AlCl3)等，影響產(chǎn)品的生成。(6)從濾液中提取一般晶體(溶解度隨溫度升高而增大)的方法：蒸發(fā)濃縮(至少有晶膜出現(xiàn))、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌(冰水洗、熱水洗、乙醇洗等)、干燥。(7)從濾液中提取溶解度受溫度影響較小或隨溫度升高而減小的晶體的方法：蒸發(fā)濃縮、趁熱過濾(如果溫度下降，雜質(zhì)也會以晶體的形式析出來)、洗滌、干燥。(8)控制某反應(yīng)的pH使某些金屬離子以氫氧化物的形式沉淀，調(diào)節(jié)pH所用試劑為主要元素對應(yīng)的氧化物、碳酸鹽、堿等，以避免引入新的雜質(zhì)；沉淀時pH范圍的確定：范圍過小導(dǎo)致某離子沉淀不完全，范圍過大導(dǎo)致主要離子開始沉淀。(9)減壓蒸餾(減壓蒸發(fā))的原因：減小壓強，使液體沸點降低，防止(如H2O2、濃硝酸、NH4HCO3)受熱分解、揮發(fā)。(10)檢驗溶液中離子是否沉淀完全的方法：將溶液靜置一段時間后，向上層清液中滴入沉淀劑，若無沉淀生成，則離子沉淀完全。(11)洗滌沉淀：沿玻璃棒往漏斗中加蒸餾水至液面浸沒沉淀，待水自然流下后，重復(fù)操作2～3次。(12)檢驗沉淀是否洗滌干凈的方法：取少量最后一次的洗滌液于試管中，向其中滴入某試劑，若未出現(xiàn)特征反應(yīng)現(xiàn)象，則沉淀洗滌干凈。(13)洗滌沉淀的目的：除掉附著在沉淀表面的可溶性雜質(zhì)。(14)冰水洗滌的目的：洗去晶體表面的雜質(zhì)離子并降低被洗滌物質(zhì)的溶解度，減少其在洗滌過程中的溶解損耗。(15)乙醇洗滌的目的：降低被洗滌物質(zhì)的溶解度，減少其在洗滌過程中的溶解損耗，得到較干燥的產(chǎn)物。(16)蒸發(fā)、反應(yīng)時的氣體氛圍：抑制某離子的水解，如加熱蒸發(fā)AlCl3溶液時為獲得AlCl3需在HCl氣流中進行。(17)事先煮沸溶液的原因：除去溶解在溶液中的氧化性氣體(如氧氣)，防止某物質(zhì)被氧化。5.化工流程氧化還原反應(yīng)方程式的解答措施第1步：根據(jù)題干信息或流程圖，判斷氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物第2步：按“氧化劑+還原劑-還原產(chǎn)物+氧化產(chǎn)物”寫出方程式，根第3步：根據(jù)電荷守恒和溶液的酸堿性，通過在反應(yīng)方程式的兩端添加H＋或OH－的形式使方程式的兩端的電荷守恒。第4步：根據(jù)原子守恒，通過在反應(yīng)方程式兩端添加H2O(或其他小分子)使方程式兩端的原子守恒。6.解決本類題目的三步驟:(1)從題干中獲取有用信息,了解生產(chǎn)的產(chǎn)品。(2)然后整體瀏覽一下流程,基本辨別出預(yù)處理、反應(yīng)、提純、分離等階段。(3)分析流程中的每一步驟,從以下幾個方面了解流程:①反應(yīng)物是什么;②發(fā)生了什么反應(yīng);③該反應(yīng)造成了什么后果,對制造產(chǎn)品有什么作用;④抓住一個關(guān)鍵點:一切反應(yīng)或操作都是為獲得產(chǎn)品而服務(wù)。九、工藝流程題的類型1、以物質(zhì)制備為目的工藝流程（1）工藝流程中的常見專業(yè)術(shù)語釋義研磨、霧化將塊狀或顆粒狀的物質(zhì)磨成粉末或?qū)⒁后w分散成微小液滴，增大反應(yīng)物接觸面積，以加快反應(yīng)速率或使反應(yīng)更充分灼燒(煅燒)使固體在高溫下分解或改變結(jié)構(gòu)、使雜質(zhì)高溫氧化、分解等。如煅燒石灰石、高嶺土、硫鐵礦浸取向固體中加入適當(dāng)溶劑或溶液，使其中可溶性的物質(zhì)溶解，包括水浸取、酸溶、堿溶、醇溶等酸浸在酸性溶液中使可溶性金屬離子進入溶液，不溶物通過過濾除去的過程浸出率固體溶解后，離子在溶液中的含量的多少滴定定量測定，可用于某種未知濃度物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度的測定酸作用溶解、去氧化物(膜)、抑制某些金屬離子的水解、除去雜質(zhì)離子等堿作用去油污、去鋁片氧化膜，溶解鋁、二氧化硅、調(diào)節(jié)pH、促進水解(沉淀)（2）工藝流程題中常見問題的答題方向常見問題答題要考慮的角度分離、提純過濾、蒸發(fā)、萃取、分液、蒸餾等常規(guī)操作，如從溶液中得到晶體的方法：蒸發(fā)濃縮—冷卻結(jié)晶—過濾—(洗滌、干燥)提高原子利用率綠色化學(xué)(物質(zhì)的循環(huán)利用、廢物處理、原子利用率、能量的充分利用)在空氣中或特定氣體中進行的反應(yīng)或操作要考慮O2、H2O、CO2或特定氣體是否參與反應(yīng)或能否達到隔絕空氣，防氧化、水解、潮解等目的洗滌沉淀方法：往漏斗中加入蒸餾水至浸沒沉淀，待水自然流下后，重復(fù)以上操作2～3次判斷沉淀是否洗滌干凈取最后洗滌液少量，檢驗其中是否還有某種離子存在等控制溶液的pH①調(diào)節(jié)溶液的酸堿性，抑制水解(或使其中某些金屬離子形成氫氧化物沉淀)②“酸作用”還可除去氧化物(膜)③“堿作用”還可除去油污，除去鋁片氧化膜，溶解鋁、二氧化硅等④特定的氧化還原反應(yīng)需要的酸性條件(或堿性條件)控制溫度(常用水浴、冰浴或油浴)①使化學(xué)平衡移動；控制化學(xué)反應(yīng)的方向②控制固體的溶解與結(jié)晶③控制反應(yīng)速率：使催化劑達到最大活性④升溫：促進溶液中的氣體逸出，使某物質(zhì)達到沸點揮發(fā)⑤加熱煮沸：促進水解，聚沉后利于過濾分離2.以混合物的分離、提純?yōu)槟康牡墓に嚵鞒填}（1）物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程中分離提純階段的主要操作除雜加入沉淀劑或控制溶液的酸堿性使形成氫氧化物沉淀。如：除去含Cu2＋溶液中混有的Fe3＋，可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等來調(diào)節(jié)溶液的pH加熱加快反應(yīng)速率或使平衡向某個方向移動。如果在制備過程中出現(xiàn)一些受熱易分解的物質(zhì)或產(chǎn)物，則要注意對溫度的控制。如：侯氏制堿中的NaHCO3；還有如H2O2、Ca(HCO3)2、KMnO4、AgNO3、HNO3(濃)等物質(zhì)降溫防止某物質(zhì)在高溫時會分解或使平衡向著題目要求的方向移動分離固液分離——過濾液液分離：a.有溶解度差異——結(jié)晶或重結(jié)晶(蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、烘干；蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過濾)b.有溶解性差異——(萃取)分液c.有沸點差異——蒸餾（2）獲得產(chǎn)品階段的主要操作洗滌(冰水、熱水、有機溶劑)水洗：洗去晶體表面的雜質(zhì)離子(適用于溶解度小的物質(zhì))冰水洗滌：洗去晶體表面的雜質(zhì)離子，并減少晶體在洗滌過程中的溶解損耗(適用于高溫溶解度大、低溫溶解度小的物質(zhì))醇洗(常用于溶解度較大的物質(zhì))：洗去晶體表面的雜質(zhì)離子，并減少晶體在洗滌過程中的溶解損耗(若對溶解度小的物質(zhì)進行醇洗，則是為了洗去雜質(zhì)離子，并使其盡快干燥)蒸發(fā)時的氣體氛圍抑制水解如從溶液中析出FeCl3、AlCl3、MgCl2等溶質(zhì)時，應(yīng)在HCl的氣流中加熱，以防其水解蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶如K2Cr2O7和少量NaCl的混合溶液，若將混合溶液加熱蒸發(fā)后再降溫，則析出的固體主要是K2Cr2O7，母液中是NaCl和少量K2Cr2O7，這樣就可分離出大部分K2Cr2O7；同樣原理可除去KNO3中的少量NaCl蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過濾如NaCl和少量K2Cr2O7的混合溶液，若將混合溶液蒸發(fā)一段時間，析出的固體主要是NaCl，母液中是K2Cr2O7和少量NaCl；同樣原理可除去NaCl中的少量KNO3第三部分：典型例題剖析高頻考點1考查以物質(zhì)制備為目的工藝流程題的解答例1、（2021·全國·高三專題練習(xí)）磷酸鐵鋰(LiFePO4)被認為是最有前途的鋰離子電池正極材料。某企業(yè)利用富鐵浸出液生成磷酸鐵鋰,開辟了處理硫酸亞鐵廢液一條新途徑。其主要流程如下:已知:H2TiO3是種難溶于水的物質(zhì)。(1)鈦鐵礦用濃硫酸處理之前,需要粉碎,其目的是

。(2)TiO2+水解生成H2TiO3的離子方程式為

。(3)加入NaClO發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

。(4)在實驗中,從溶液中過濾出H2TiO3后,所得濾液渾濁,應(yīng)如何操作。(5)為測定鈦鐵礦中鐵的含量,某同學(xué)取經(jīng)濃硫酸等處理的溶液(此時鈦鐵礦中的鐵已全部轉(zhuǎn)化為二價鐵離子),采取KMnO4標(biāo)準(zhǔn)液滴定Fe2+的方法:(不考慮KMnO4與其他物質(zhì)反應(yīng))在滴定過程中,若未用標(biāo)準(zhǔn)液潤洗滴定管,則使測定結(jié)果(填“偏高”、“偏低”或“無影響”),滴定終點的現(xiàn)象是。滴定分析時,稱取ag鈦鐵礦,處理后,用cmol/LKMnO4標(biāo)準(zhǔn)液滴定,消耗VmL,則鐵元素的質(zhì)量分數(shù)的表達式為。【析圖】按照主線分析法分析如下：【信息處理】鈦鐵礦用濃硫酸處理后得到含F(xiàn)e2+、SO42-、TiO2+的溶液，水解后得到鈦酸沉淀，再對濾液進行處理得到目標(biāo)產(chǎn)物磷酸鐵鋰(LiFePO4)。(1)粉碎的目的是增大固體與溶液反應(yīng)時的接觸面積,加快反應(yīng)的進行(2)根據(jù)水解規(guī)律，TiO2+水解生成H2TiO3和H+；(3)酸性條件下ClO-將Fe2+氧化為Fe3+,ClO-被還原成Cl-；(4)濾液渾濁,說明過濾器損壞,應(yīng)換上新過濾器后,重新過濾；(5)如果未用標(biāo)準(zhǔn)液潤洗滴定管,會導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)液被稀釋,消耗KMnO4標(biāo)準(zhǔn)液體積偏大,使測定結(jié)果偏高;當(dāng)?shù)味ㄟ_終點時,滴加最后一滴KMnO4標(biāo)準(zhǔn)液,溶液變成紫紅色,且半分鐘內(nèi)不褪色，根據(jù)電子得失守恒進行計算解答。學(xué)=科網(wǎng)【名師點睛】本題是一道工業(yè)流程題，是近年高考中必考的題型之一，關(guān)鍵是掌握工業(yè)流程題的解題技巧，明確?？嫉闹R點。工業(yè)流程題目在流程上一般分為3個過程：（1）原料預(yù)處理階段，經(jīng)?？疾榧涌旆磻?yīng)速率、溶解等方法，如本題就考查了通過粉碎來加快反應(yīng)速率；（2）分離提純階段，經(jīng)常考到調(diào)節(jié)pH、加氧化劑(還原劑)、改變溫度等方法涉及的反應(yīng)，以及混合物分離的常見操作；（3）獲得產(chǎn)品階段，?？嫉秸舭l(fā)、結(jié)晶、洗滌等操作?！咀兪接?xùn)練】（2022·四川達州·一模）甘氨酸亞鐵[(H2NCH2COO)2Fe]是一種補血劑，工業(yè)上用赤鐵礦(含少量鋁、銅、硅、錳的氧化物)制備甘氨酸亞鐵的流程圖如下：已知：甘氨酸(H2NCH2COOH)，易溶于水，微溶于乙醇，具有兩性?；卮鹣铝袉栴}：(1)“堿浸”去除的元素是_________，“濾渣1”是_________(填化學(xué)式)(2)“'還原”時的還原產(chǎn)物是_________。(3)“沉淀”的離子方程式_________，“副產(chǎn)品”是_________(寫名稱)(4)檸檬酸的作用防止Fe2+氧化，“反應(yīng)”的化學(xué)方程式為_________。(5)FeSO4·7H2O也是一種常用的補血劑，在空氣中易變質(zhì)，檢驗其是否變質(zhì)的試劑是_________，某同學(xué)通過如下實驗測定該補血劑中Fe2+的含量：①配制：用分析天平稱取1.4000gFeSO4·7H2O樣品，再用煮沸并冷卻的蒸餾水配制100mL溶液。配制時還需要的定量儀器是_________。②滴定：用酸化的KMnO4溶液滴定用移液管移取25.00mLFeSO4溶液于錐形瓶中，用0.0100mol·L-1的KMnO4，溶液滴定，平行滴定3次，KMnO4溶液的平均用量為24.00mL，則樣品Fe2+的含量為________%(保留2位小數(shù))。高頻考點2考查以混合物的分離、提純?yōu)槟康牡墓に嚵鞒填}的解答例2.工業(yè)上設(shè)計將VOSO4中的K2SO4、SiO2雜質(zhì)除去并回收得到V2O5流程：（1）步驟①所得廢渣的成分是____________（寫化學(xué)式），操作I的名稱__________；（2）步驟②、③的變化過程可簡化為（下式R表示VO2+，HA表示有機萃取劑）：R2(SO4)n(水層)+2nHA（有機層）2RAn（有機層）+nH2SO4(水層)②中萃取時必須加入適量堿，其原因是_____________________________；③中X試劑為（寫化學(xué)式）______________________________________；（3）④的離子方程式為___________________________________________；（4）25℃時，取樣進行實驗分析，得到釩沉淀率和溶液pH之間關(guān)系如下表：pH1.31.41.51.61.71.81.92.02.1釩沉淀率%88.194.896.598.098.898.89