第32讲 无机化工流程题的解题策略 考点导航 考点一化工流程题解题指导 重难点辨析 一、解题指导类型一物质制备类化工流程题1熟悉常用的操作方法及其作用(1)对原料进行预处理的常用方法及其作用：研磨减小固体的颗粒度，增大固体与液体或气体间的接触面积，加快反应速率。水浸与水接触反应或溶解。酸浸与酸接触反应或溶解，使可溶性金属进入溶液，不溶物通过过滤除去。灼烧除去可燃性杂质或使原料初步转化，如从海带中提取碘时的灼烧就是为了除去可燃性杂质。煅烧改变结构，使一些物质能溶解。并使一些杂质在高温下氧化、分解，如煅烧高岭土。(2)常用的控制反应条件的方法：调节溶液的pH。常用于使某些金属离子形成氢氧化物沉淀。调节pH所需的物质一般应满足两点：a能与H反应，使溶液pH增大；b不引入新杂质。例如：若要除去Cu2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，不可加入NaOH溶液、氨水等。控制温度。根据需要升温或降温，改变反应速率或使平衡向需要的方向移动。趁热过滤。防止某物质降温时会析出。冰水洗涤。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。2识别流程图化工流程中箭头指出的是投料(反应物)，箭头指向的是生成物(包括主产物和副产物)，返回的箭头一般是被“循环利用”的物质。类型二提纯类化工流程题1明确常用的提纯方法(1)水溶法：除去可溶性杂质。(2)酸溶法：除去碱性杂质。(3)碱溶法：除去酸性杂质。(4)氧化剂或还原剂法：除去还原性或氧化性杂质。(5)加热灼烧法：除去受热易分解或易挥发的杂质。(6)调节溶液的pH法：如除去酸性溶液中的Fe3等。2明确常用的分离方法(1)过滤：分离难溶物和易溶物，根据特殊需要采用趁热过滤或者抽滤等方法。(2)萃取和分液：利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同提取分离物质，如用CCl4或苯萃取溴水中的溴。(3)蒸发结晶：提取溶解度随温度变化不大的溶质，如NaCl。(4)冷却结晶：提取溶解度随温度变化较大的溶质、易水解的溶质或结晶水合物，如KNO3、FeCl3、CuCl2、CuSO45H2O、FeSO47H2O等。(5)蒸馏或分馏：分离沸点不同且互溶的液体混合物，如分离乙醇或甘油。(6)冷却法：利用气体液化的特点分离气体，如合成氨工业采用冷却法分离平衡混合气体中的氨气。二、答题模板(1)除杂：除去中的(2)干燥：除去气体中的水蒸气，防止(3)增大原料浸出率(离子在溶液中的含量多少)的措施：搅拌、升高温度、延长浸出时间、增大气体的流速(浓度、压强)，增大气液或固液接触面积。(4)加热的目的：加快反应速率或促进平衡向某个方向(一般是有利于生成物生成的方向)移动。(5)温度不高于的原因，适当加快反应速率，但温度过高会造成挥发(如浓硝酸)、分解(如H2O2、NH4HCO3)、氧化(如Na2SO3)或促进水解(如AlCl3)等，影响产品的生成。(6)从滤液中提取一般晶体(溶解度随温度升高而增大)的方法：蒸发浓缩(至少有晶膜出现)、冷却结晶、过滤、洗涤(冰水洗、热水洗、乙醇洗)、干燥。(7)从滤液中提取溶解度受温度影响较小或随温度升高而减小的晶体的方法：蒸发浓缩、趁热过滤，如果温度下降，杂质也会以晶体的形式析出来、洗涤、干燥。(8)控制某反应的pH使某些金属离子以氢氧化物的形式沉淀，调节pH所用试剂为主要元素对应的氧化物、碳酸盐、碱，以避免引入新的杂质；pH分离时的范围确定：范围过小导致某离子沉淀不完全，范围过大导致主要离子开始沉淀。(9)减压蒸馏(减压蒸发)的原因：减小压强，使液体沸点降低，防止(如H2O2、浓硝酸、NH4HCO3)受热分解、挥发。(10)检验溶液中离子中是否沉淀完全的方法：将溶液静置一段时间后，向上层清液中滴入沉淀剂，若无沉淀生成，则离子沉淀完全。(11)洗涤沉淀：沿玻璃棒往漏斗中加蒸馏水至液面浸没沉淀，待水自然流下后，重复操作23次。(12)检验沉淀是否洗涤干净的方法：取少量最后一次的洗涤液于试管中，向其中滴入某试剂，若未出现特征反应现象，则沉淀洗涤干净。(13)洗涤沉淀的目的：除掉附着在沉淀表面的可溶性杂质。(14)冰水洗涤的目的：洗去晶体表面的杂质离子并降低被洗涤物质的溶解度，减少其在洗涤过程中的溶解损耗。(15)乙醇洗涤的目的：降低被洗涤物质的溶解度，减少其在洗涤过程中的溶解损耗，得到较干燥的产物。(16)蒸发、反应时的气体氛围：抑制某离子的水解，如加热蒸发AlCl3溶液时为获得AlCl3需在HCl气流中进行。(17)事先煮沸溶液的原因：除去溶解在溶液中的(如氧气)防止某物质被氧化。规律方法技巧点拔 1.工艺流程题过程解读(1)读流程图。箭头:箭头进入的是投料(反应物),出去的是主产物或副产物(生成物)。三线:出线和进线均表示物料流向或操作流程,可逆线表示物质循环。(2)解题要点。审题要点:a.了解生产目的、原料及产品;b.了解题目提供的信息;c.分析各步的反应条件、原理及物质成分;d.理解物质分离、提纯、条件控制等操作的目的及要点。答题切入点:a.原料及产品的分离提纯;b.生产目的及反应原理;c.生产要求及反应条件;d.有关产率、产量及组成的计算;e.绿色化学。(3)解题方法。首尾分析法:对线型流程工艺(从原料到产品为一条线的生产工序)试题,首先对比分析流程图中的第一种物质(原材料)与最后一种物质(产品),从此分析中找出它们的关系,弄清原料转化的基本原理和除杂、分离、提纯的化工工艺,再结合题设问题,逐一解答。分段分析法:对于用同样的原料生产多种(两种或两种以上)产品(含副产品)的工艺流程题,用此法更容易找到解题的切入点。交叉分析法:有些化工生产选用多组原材料,先合成一种或几种中间产品,再用这一中间产品与部分其他原材料生产所需的主要产品,这种题适合用交叉分析法。就是将提供的流程示意图结合常见化合物的制取原理划分成几条生产流水线,然后上下交叉分析。2.无机化工流程题中表述性词汇“十大答题方向”化工生产流程和综合实验题中经常会出现一些表述性词语,这些表述性词语就是隐性的信息,它可以暗示我们所应考虑的答题角度。“控制较低温度”常考虑物质的挥发、物质的不稳定性和物质的转化等。“加过量试剂”常考虑反应完全或增大转化率、提高产率等。“能否加其他物质”常考虑会不会引入杂质或是否影响产品的纯度。“在空气中或在其他气体中”主要考虑O2、H2O、CO2或其他气体是否参与反应或达到防氧化、防水解、防潮解等目的。“判断沉淀是否洗净”常取少量最后一次洗涤液置于试管中,向其中滴加某试剂,以检验某种离子是否存在。“检验某物质的设计方案”通常取少量某液体置于试管中,加入另一试剂,通过产生的某种现象得出结论。“控制pH”常考虑防水解、促进生成沉淀或除去杂质等。“用某些有机试剂清洗”常考虑降低物质溶解度有利于析出、减少损耗和提高利用率等。“趁热过滤(或冰水洗涤)”的目的防止某些物质降温时会析出(或升温时会溶解)而带入新的杂质。“反应中采取加热措施”的作用一般是为了增大反应速率或加速某固体的溶解。典型例题剖析 考向1物质制备类化工流程题【典例1】（2023秋湖北孝感高三应城市第一高级中学校联考开学考试）氯氧化铋(BiOCl)广泛用于彩釉调料、塑料助剂等。一种用火法炼铜过程产生的铜转炉烟尘(除含铋的化合物之外，还有、CuS、及)制备高纯氯氧化铋的工艺流程如下，回答下列问题：已知：“浸铋”所得浸取液中含、等物质；极易水解：微溶于水，在浓度较大的溶液中，存在平衡：。(1)“浸铜”时有单质硫生成，发生反应的化学反应方程式为 。(2)“浸渣1”的主要成分为 (填化学式，下同)；“浸铋”时含铅物质主要以 存在。(3)“浸铋”时需控制溶液的pH=3.0，盐酸的作用为：充分浸出、和等； 。(4)“除铅、砷”是加入改性羟基磷灰石固体(HAP)，“浸铋”所得浸取液与改性HAP的液固比与铅、砷去除率以及后续沉铋量的关系如下图所示(图中abcI2(Ni)的原因 ；利用平衡常数A计算说明通入H2S时，能将Cu2+沉淀完全的原因 。(4)转化步骤中发生反应的化学方程式为 ；分离NiOOH的一系列操作为 。【变式练2】（2023秋江苏盐城高三江苏省东台中学校考开学考试）全球对锂资源的需求不断增长，“盐湖提锂”越来越受到重视。某兴趣小组取盐湖水进行浓缩和初步除杂后，得到浓缩卤水(含有、和少量、)，并设计了以下流程通过制备碳酸锂来提取锂。25时相关物质的参数如下，回答下列问题：的溶解度：化合物 (1)“沉淀1”为 。(2)向“滤液1”中加入适量固体的目的是 。(3)为提高的析出量和纯度，“操作A”依次为 、 、洗涤。(4)有同学建议用“侯氏制碱法”的原理制备。查阅资料后，发现文献对常温下的有不同的描述：是白色固体；尚未从溶液中分离出来。为探究的性质，将饱和溶液与饱和溶液等体积混合，起初无明显变化，随后溶液变浑浊并伴有气泡冒出，最终生成白色沉淀。上述现象说明，在该实验条件下 (填“稳定”或“不稳定”)，有关反应的离子方程式为 。(5)他们结合(4)的探究结果，拟将原流程中向“滤液2”加入改为通入。这一改动能否达到相同的效果，作出你的判断并给出理由： 。(6)在高温条件下，、葡萄糖和可制备电极材料，同时生成CO和H2O，该反应的化学方程式为 。考向2提纯类化工流程题【典例2】活性氧化锌(ZnO)常用于医药、涂料、陶瓷等。某科研小组以锌废料(主要成分