高中化學：化學工藝流程答題規律總結

第Ⅰ部分

一、【考點分析】

無機化工題實際上是考查考生運用化學反應原理及相關知識來解決工業生產中實際問題的能力。解此類型題目的基本步驟是：

①從題幹中獲取有用信息，瞭解生產的產品

②分析流程中的每一步驟，從幾個方面瞭解流程：A．反應物是什麼；B．發生了什麼反應；C．該反應造成了什麼後果，對製造產品有什麼作用。抓住一個關鍵點：一切反應或操作都是為獲得產品而服務。

③從問題中獲取信息，幫助解題。

瞭解流程後著手答題。對反應條件的分析可從以下幾個方面著手：

對反應速率有何影響？對平衡轉化率有何影響？對綜合生產效益有何影響？如原料成本，原料來源是否廣泛、是否可再生，能源成本，對設備的要求，環境保護（從綠色化學方面作答）。

二、【工業流程題中常用的關鍵詞】

原材料：礦樣（明礬石、孔雀石、蛇紋石、大理石、鋰輝石、黃銅礦、錳礦、高嶺土，燒渣），合金（含鐵廢銅），藥片（補血劑），海水（汙水）

灼燒（煅燒）：原料的預處理，不易轉化的物質轉化為容易提取的物質：如海帶中提取碘

酸：溶解、去氧化物（膜）、調節pH促進水解（沉澱）

鹼：去油汙，去鋁片氧化膜，溶解鋁、二氧化硅，調節pH促進水解（沉澱）

氧化劑：氧化某物質，轉化為易於被除去（沉澱）的離子 氧化物：調節pH促進水解（沉澱）

控制pH值：促進某離子水解，使其沉澱，利於過濾分離

煮沸：促進水解，聚沉後利於過濾分離；除去溶解在溶液中的氣體，如氧氣 趁熱過濾：減少結晶損失；提高純度

三、【工業流程常見的操作】

（一）原料的預處理

①粉碎、研磨：減小固體的顆粒度，增大固體與液體或氣體間的接觸面積，加快反應速率。（研磨適用於有機物的提取，如蘋果中維生素C的測定等）

②水浸：與水接觸反應或溶解。

③酸浸：通常用酸溶，如用硫酸、鹽酸、濃硫酸等，與酸接觸反應或溶解，使可溶性金屬離子進入溶液，不溶物通過過濾除去。近年來，在高考題出現了“浸出”操作。在化工生產題中，礦物原料“浸出”的任務是選擇適當的溶劑，使礦物原料中的有用組分或有害雜質選擇性地溶解，使其轉入溶液中，達到有用組分與有害雜質或與脈石組分相分離的目的。

④灼燒：除去可燃性雜質或使原料初步轉化，如從海帶中提取碘時的灼燒就是為了除去可燃性雜質，將有機碘轉化為碘鹽。

⑤灼燒、焙燒、煅燒：改變結構和組成，使一些物質能溶解；並使一些雜質在高溫下氧化、分解，如煅燒高嶺土和石灰石。

（二）控制反應條件的方法

①控制溶液的酸鹼性使其某些金屬離子形成氫氧化物沉澱——pH值的控制。

例如：已知下列物質開始沉澱和沉澱完全時的pH如下表所示

物質----開始沉澱----沉澱完全

Fe(OH)_3----

Fe(OH)_2----7.6----9.6

Mn(OH)_2----8.3----9.8

若要除去Mn^2＋溶液中含有的Fe^2＋，應該怎樣做？

提示：先用氧化劑把Fe^2＋氧化為Fe^3＋，再調溶液的pH到3.7。

調節pH所需的物質一般應滿足：

1）能與H^＋反應，使溶液pH值增大；2）不引入新雜質。例如：若要除去Cu^2＋溶液中混有的Fe^3＋，可加入CuO、Cu(OH)₂、Cu₂(OH)₂CO₃等物質來調節溶液的pH值（原理：CuO、Cu(OH)₂

②蒸發、反應時的氣體氛圍：抑制物質的水解，提高產率

③加熱的目的：加快反應速率或促進平衡向某個方向移動（正向移動或逆向移動，由題意而定）

④降溫反應的目的：防止某物質在高溫時會溶解或為使化學平衡向著題目要求的方向移動

⑤趁熱過濾：防止某物質降溫時會析出

⑥冰水洗滌：洗去晶體表面的雜質離子，並減少晶體在洗滌過程中的溶解損耗

（三）物質的分離和提純的方法

①結晶——固體物質從溶液中析出的過程（蒸發溶劑、冷卻熱飽和溶液、濃縮蒸發）

重結晶是利用固體物質均能溶於水，且在水中溶解度差異較大的一種除雜質方法。

②過濾——固、液分離

③蒸餾——液、液分離

④分液——互不相溶的液體間的分離

⑤萃取——用一種溶劑將溶質從另一種溶劑中提取出來。

⑥昇華——將可直接氣化的固體分離出來。

⑦鹽析——加無機鹽使溶質的溶解度降低而析出

（四）常見名詞

浸出：固體加水（酸）溶解得到離子

浸出率：固體溶解後，離子在溶液中的含量的多少

酸浸：在酸溶液中反應使可溶性金屬離子進入溶液，不溶物通過過濾除去的溶解過程

水洗：通常為除去水溶性雜質

水浸：與水接觸反應或溶解

四、【常見文字敘述方法】

1．洗滌沉澱：往漏斗中加入蒸餾水至浸沒沉澱，待水自然流下後，重複以上操作2－3次。

2．從溶液中得到晶體：蒸發濃縮－降溫結晶－過濾－（洗滌-乾燥）。

注意：①在寫某一步驟是為了除雜是，應該註明“是為了除去XX雜質”（只寫“除雜”等一類沒有完整概括的回答是不給分的。）

②審題要抓住關鍵，如看清楚是寫化學反應方程式還是離子方程式，並注意配平。

五、【難點解析】

一般來說，流程題只有兩個目的：一是從混合物中分離、提純某一物質；另一目的就是利用某些物質製備另一物質。

一、對於實驗目的為一的題目，其實就是對混合物的除雜、分離、提純。

當遇到這一類題時，要求學生一定要認真在題目中找出要得到的主要物質是什麼，混有的雜質有哪些，認真分析當加入某一試劑後，能與什麼物質發生反應，生成了什麼產物，要用什麼樣的方法才能將雜質除去。只有這樣才能明白每一步所加試劑或操作的目的。這裡特別提一提蒸發與結晶 。蒸發與結晶方法都可以將溶液中的溶質以固體形式析出，具體採用何種方法，主要取決於溶質的溶解度。

有的物質它的溶解度隨溫度的升高變化比較大，如NH₄NO₃、KNO₃等物質，在蒸發過程中比較難析出來，所以要用冷卻法使它結晶。而有的物質它的溶解度隨溫度的升高變化比較小，如NaCl、KCl等，有少數物質的溶解度隨溫度的升高而減小，如Ca(OH)₂要使它們析出較多固體溶質時，則要用蒸發濃縮的方法。例如NaCl 和KNO₃ 混合溶液，如果將混合溶液蒸發一段時間，析出的固體主要是NaCl ，母液中是KNO₃ 和少量NaCl。如果將混合溶液加熱後再降溫，則析出的固體主要是KNO₃ ，母液中是NaCl 和少量KNO₃。如果是除雜，雜質所含的量比較少，一般是讓主要物質析出來。如KNO₃溶液中含少量NaCl，常用升溫冷卻結晶法，再經過過濾、洗滌、烘乾（不同的物質在烘乾時採取的方法不同），就可得到 KNO₃固體了。如果NaCl溶液中含少量 KNO

二、對於目的為製備某一物質的流程題，要求學生注意以下幾個方面：

1、明確題目目的是制什麼物質，從題幹或問題中獲取有用信息，瞭解產品的性質。 只有知道了實驗目的，才能非常清楚的知道整個流程的意義所在，題目中的信息往往是製備該物質的關鍵所在。而產物如果具有某些特殊性質（由題目信息獲得或根據所學知識判斷），則要採取必要的措施來避免在生產過程中產生其它雜質。一般來說主要有如下幾種情況：

（1）如果在製備過程中出現一些受熱易分解的物質或產物，則要注意對溫度的控制。如：侯德榜制鹼中的NaHCO₃；還有如H₂O₂、Ca(HCO₃)₂、KMnO₄、AgNO₃

（2）如果產物是一種會水解的鹽，且水解產物中有揮發性的酸產生時，則要加相對應的酸來防止水解。如：製備FeCl₃、AlCl₃、MgCl₂、Cu(NO₃)₂等物質時，要蒸乾其溶液得到固體溶質時，都要加相應的酸或在酸性氣流中乾燥來防止它水解，否則得到的產物分別是Fe₂O₃ 、Al₂O₃ 、MgO、CuO；而像Al₂ (SO₄ )₃ 、NaAlO₂ 、Na₂CO₃等鹽溶液，雖然也發生水解，但產物中Al(OH)₃ 、H

（3）如果產物是一種強的氧化劑或強的還原劑，則要防止它們發生氧化還原的物質，如：含Fe²⁺、SO₃^2－等離子的物質，則要防止與氧化性強的物質接觸。

（4）如果產物是一種易吸收空氣中的CO₂或水（潮解或發生反應）而變質的物質（如NaOH固體等物質），則要注意防止在製備過程中對CO₂或水的除去，也要防止空氣中的CO₂或水進入裝置中。

（5）如果題目中出現了包括產物在內的各種物質的溶解度信息，則要注意對比它們的溶解度隨溫度升高而改變的情況，根據它們的不同變化，找出合適的分離方法。

2、尋找在製備過程中所需的原料，寫出主要的化學反應方程式或製備原理，從中瞭解流程圖。 從近幾年的高考題目中會發現，大多數題目都會給出製備物質時所需的原料，但一般會涉及到物質的分離、提純的操作。所以在明確了實驗目的之後，再寫出主要的反應方程式，觀察有沒有副產品，如果有，剩餘的步驟就是分離提純了。

3、注意外界條件對工藝流程的影響 在很多流程圖的題目中，我們經常會看到壓強、溫度等外界條件的出現，不同的工藝對物質反應的溫度或壓強有不同的要求，它所起的作用也不一樣，但卻都是能否達到實驗目的的關鍵所在，也是命題專家們經常要考察學生的地方。對外界條件的分析主要可從以下兩個方面著手：

（1）對反應速率有何影響？

（2）對平衡轉化率有何影響？這裡主要說一說溫度的影響，歸納總結之後，主要有以下幾個方面的形式來考察學生：

①趁熱過濾（或冰水洗滌）的目的：防止某物質降溫時會析出（或升溫時會溶解）而帶入新的雜質；

②冰水中反應或降溫反應的目的：防止某物質在高溫時會溶解或為使化學平衡向著題目要求的方向移動；

③反應中採取加熱措施的作用：一般是為了加快反應速率或加速某固體的溶解；

④如果題目中要求溫度控制在具體的一個溫度範圍內（可用水浴或油浴來控制）：一般有以下幾個目的：

a、防止某種物質溫度過高時會分解或揮發，也可能是為了使某物質達到沸點揮發出來，具體問題要具體分析。如侯德榜制鹼中，將CO₂通入NaCl的氨溶液中，保持溶液的溫度為（30+2）℃，可得NaHCO₃晶體，溫度控制在這個範圍，目的就是防止NaHCO₃分解。而在Br₂的製取過程中，出溴口的溫度控制在80－90℃，目的就是要使Br₂揮發出來而又減少水蒸氣混入Br₂中。

b、使催化劑的活性達到最好：如工業合成氨或工業SO2氧化為SO3時，選擇的溫度是500℃左右，原因之一就是使催化劑的活性達到最高。

c、防止副反應的發生：如乙醇的消去反應溫度要控制在170℃，原因是就是在140℃時會有乙醚產生。

d、對於一些工藝來說，降溫或減壓可以減少能源成本，降低對設備的要求，達到綠色化學的要求。

以上有關溫度的總結只能說是有這種可能來考，具體問題要具體分析。

第Ⅱ部分

一、答題規律：

（1）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

（2）加熱的目的：加快反應速率或促進平衡向某個方向（一般是有利於生成物生成的方向）移動

（3）溫度不高於××℃的原因適當加快反應速率,但溫度過高會造成揮發（如濃硝酸）；分解（如H₂O₂、NH₄HCO₃）；氧化(如Na₂SO₃)；促進水解（如AlCl₃）等，影響產品的生成，造成浪費

（4）從濾液中提取一般晶體（溶解度隨溫度升高而增大的晶體）的方法【蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌（冰水洗、熱水洗、乙醇洗）、乾燥】

（5）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（蒸發濃縮、趁熱過濾、洗滌、乾燥）

（6）溶液配製、灼燒、蒸發、過濾用到的儀器（“儀器”可以換另一種方式來考察，如：玻璃儀器、可以直接在火焰上加熱的儀器等）

（7）控制某反應的pH值使某些金屬離子以氫氧化物的形式沉澱（調節pH所用試劑為主要元素對應的氧化物、碳酸鹽、鹼，以避免引入新的雜質；pH分離時的範圍確定、範圍過小的後果或過大的後果）

（8）減壓蒸餾（減壓蒸發）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

（9）檢驗溶液中離子是否沉澱完全的方法：將溶液靜置一段時間後，向上層清液中滴入對應的沉澱劑（必要時先加酸酸化排除其他離子的干擾），若無沉澱生成，則離子沉澱完全（寫出詳細的操作、現象、結論）

（10）洗滌沉澱：沿玻璃棒往漏斗中加蒸餾水至液麵浸沒沉澱，待水自然流下後，重複操作2-3次

（11）檢驗沉澱是否洗滌乾淨的方法：取少量最後一次的洗滌液於試管中，向其中滴入某試劑，若……，則沉澱洗滌乾淨（寫出詳細的操作、現象、結論）

（12）洗滌的目的：除掉附著在沉澱表面的可溶性雜質

（13）冰水洗滌的目的：洗去晶體表面的雜質離子並降低被洗滌物質的溶解度，減少其在洗滌過程中的溶解損耗

（14）乙醇洗滌的目的：降低被洗滌物質的溶解度，減少其在洗滌過程中的溶解損耗，得到較乾燥的產物

（15）蒸發、反應時的氣體氛圍：抑制某離子的水解，如加熱蒸發AlCl₃溶液時為獲得AlCl₃需在HCl氣流中進行

（16）事先煮沸溶液的原因：除去溶解在溶液中的（如氧氣）防止某物質被氧化

（17）控制PH可以抑制或促進物質的水解

二、常考問題：

1、“浸出”步驟中，為提高鎂的浸出率，可採取的措施有：

答：適當提高反應溫度、增加浸出時間，加入過量硫酸，邊加硫酸邊攪拌

2、如何提高吸收液和SO₂反應速率：

答：適當提高溫度、增大吸收液或NaClO₃的濃度、增大SO₂與吸收液的接觸面積或攪拌

3、從溶液中得到晶體：

答：蒸發濃縮-冷卻結晶-過濾-洗滌-乾燥

4、過濾用到的三個玻璃儀器：

答：普通漏斗、玻璃棒、燒杯

5、過濾後濾液仍然渾濁的可能的操作原因：

答：玻璃棒下端靠在濾紙的單層處，導致濾紙破損；漏斗中液麵高於濾紙邊緣

6、沉澱洗滌操作：

答：往漏斗中（工業上改為往過濾器中）加入蒸餾水至浸沒沉澱，待水自然流下後，重複以上操作2-3次

7、檢驗沉澱Fe(OH)₃是否洗滌乾淨(含SO₄^2-)：

答：取最後一次洗滌液，加入BaCl₂溶液，若有白色沉澱則說明未洗滌乾淨，若無白色沉澱則說明洗滌乾淨

8、如何從MgCl₂·6H₂O中得到無水MgCl₂：

答：在乾燥的HCl氣流中加熱，乾燥的HCl氣流中抑制了MgCl₂的水解，且帶走MgCl₂·6H₂O受熱產生的水汽

9、①直接加熱MgCl₂

答：①MgCl₂·6H₂O==△==Mg（OH）Cl+MgO+HCl+5H₂O；②（加氯化銨抑制其水解）LnCl₃·nH₂O==△==Ln（OH）₃+3HCl+（n-3）H₂O

10、CuCl₂中混有Fe³⁺加何種試劑調pH值：

答：CuO、Cu(OH)₂、CuCO₃、Cu₂(OH)₂CO₃。原因：加CuO消耗溶液中的H⁺的，促進Fe³⁺

11、調pH值使得Cu²⁺（4.7-6.2）中的Fe³⁺（2.1~3.2）沉澱，pH值範圍是：

答：3.2-4.7。原因：調節溶液的pH值至3.2~4.7，使Fe³⁺全部以Fe(OH)₃沉澱的形式析出而Cu²⁺不沉澱，且不會引入新雜質

12、產品進一步提純的操作：

答：重結晶

13、趁熱過濾的原因即操作：

答：減少過濾時間、保持過濾溫度，防止××雜質析出；操作：已預熱的布氏漏斗趁熱抽濾

14、水浴加熱的好處：

答：受熱均勻，溫度可控，且溫度不超過100℃

15、減壓蒸發（小心烘乾）：

答：常壓蒸發溫度過高，××易分解；或者減壓蒸發降低了蒸發溫度，可以防止××分解

16、Mg(OH)₂沉澱中混有Ca(OH)₂應怎樣除去：

答：加入MgCl₂溶液，充分攪拌，過濾，沉澱用蒸餾水水洗滌

17、蒸發濃縮用到的主要儀器有、、燒杯、酒精燈等

答：蒸發皿、玻璃棒。還有取蒸發皿用坩堝鉗

18、不用其它試劑，檢查NH₄Cl產品是否純淨的方法及操作是：

答：加熱法；取少量氯化銨產品於試管底部，加熱，若試管底部無殘留物，表明氯化銨產品純淨

19、檢驗NH₄^＋的方法是：

答：取××少許，加入NaOH溶液後加熱，生成的氣體能使潤溼的紅色石蕊試紙變藍。（注意方法與操作的差別）

20、過濾的沉澱欲稱重之前的操作：

答：過濾，洗滌，乾燥，（在乾燥器中）冷卻，稱重

21、“趁熱過濾”後，有時先往濾液中加入少量水，加熱至沸，然後再“冷卻結晶”：

答：稀釋溶液，防止降溫過程中××析出，提高產品的純度

22、苯甲酸的重結晶中粗苯甲酸全部溶解後，再加入少量蒸餾水的目的：

答：為了減少趁熱過濾過程中損失苯甲酸，一般再加入少量蒸餾水

23、加NaCl固體減低了過碳酸鈉的溶解度，原因：

答：Na⁺濃度顯著增加抑止了過碳酸鈉的溶解

24、檢驗Fe(OH)₃是否沉澱完全的試驗操作是：

答：取少量上層清液或過濾後的濾液，滴加幾滴KSCN溶液，若不出現血紅色，則表明Fe(OH)₃沉澱完全。

25、檢驗濾液中是否含有Fe

答：滴入少量KSCN溶液，若出現血紅色，則證明有Fe³⁺（或加NaOH，根據情況而定）

▍ 編輯：Wulibang（ID：2820092099）

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