归纳与整理名师教学设计

无机化工流程题复习策略与解题方法指导

工艺流程题常以元素化合物知识作为依托，以反应原理、实验操作与设计（技术）为考查点，意在引导中学化学关注化学的真实性和实用性。

1.题型结构：多以流程图的形式出现，从生产原料到产品的整个过程以简单的文字加框架和箭头形式呈现。有些题目会有主产物和副产物。

辅助原料

辅助原料

主产物

原料或

废弃物

操作或

反应Ⅰ

操作或

反应Ⅱ

目标产物

副产物

副产品

一般的流程：原料（可能含预处理）----分离提纯-----产品（或含有副产品）。如：

（1）题中常有物质的加料、产生条件、物质的分离等说明。如：

Ⅰ预处理

空气

Ⅱ分离提纯

30%盐酸

酸溶

过滤

Cl2

Ⅲ产品

硫铁矿

焙烧

氧化

¨¨

FeCl3·6H2O SO2

滤渣

（2）有时还伴有一些“环状线”设计，意为“可循环利用”的物质等。总的形式为：

原料预处理

产品的分离提纯

除杂、净化

原料无机矿物

核心化学反应

所需产品

反应条件的控制

排放物的无害化处理

原料的循环利用

“主线主产品，分支副产品，回头为循环。”

2. 解题思路

（1）辨别出预处理、提纯分离、反应等阶段

（2）分析出每步发生的反应及得到的主要产物与副产物

（3）通过流程的前后联系，明确整个流程中每步操作的目的

（4）答题要有模式和要点，注意提升表达能力

常用的化工词语

关键词

释义

研磨、雾化

将块状或颗粒状的物质磨成粉末或将液体雾化，增大反应物接触面积，以加快反应速率或使反应更充分

灼烧（煅烧）

使固体在高温下分解或改变结构，使一些物质能溶解。并使一些杂质高温下氧化、分解等。

浸取

向固体中加入适当溶剂或溶液，使其中可溶性物质溶液，包括水浸取、酸溶、碱溶、醇溶等。

浸出率

固体溶解后，离子在溶液中含量的多少。

酸浸

在酸性溶液中使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去的过程。

水浸

与谁接触反应或溶解

蒸发结晶

蒸发溶剂，使溶液由不饱和变为饱和，继续蒸发，过剩的溶质就会呈晶体析出

蒸发浓缩

蒸发除去部分溶剂，提高溶液的浓度。

（2）常见操作与答题角度

常见操作

加过量试剂

加入氧化剂

判断能否加入其他物质

分离提纯

在空气或其他气体中进行反应或操作

判断沉淀是否洗净

控制溶液的PH 答题角度

使反应完全进行（或增大转化率、产率）

氧化某物质，生成目标产物或除去某些离子

要考虑是否引入杂质（或影响产物纯度）等

过滤、蒸发、萃取、分液、蒸馏等常规操作

要靠考虑O2、H2O、CO2或其他气体是否参与反应或能否达到隔绝空气防氧化、水解、潮解。

取最后洗涤液少量，检验其中是否还含有某种离子存在等。

调节溶液的酸碱性，抑制水解（或使其中某些金属离子形成氢氧化物沉淀）；

“酸作用还可以除去氧化物（膜）

“碱作用”还可以除去油污、除去铝片氧化物、溶解铝、二氧化硅、

特定的氧化还原反应需要的酸性（或碱性条件）

控制温度的目的控制温度防止副反应发生；

（常用水浴、冰浴）

控制温度使化学平衡移动；控制化学反应的方向；

控制温度以控制反应速率，使催化剂的活性达到最好；

控制温度以控制固体的溶解与结晶，如趁热过滤能防止某物质降温时会析出；

升温促进溶液中的气体逸出，使某物质达到沸腾挥发；

加热煮沸：促进水解，聚沉后有利于过滤分离

降温防止物质高温分解或挥发；

降温或减压可以减少能源成本，降低对设备的要求

洗涤晶体

水洗：通常是为了除去晶体表面水溶性的杂质

“冰水洗涤”能洗去晶体表面的杂质离子，且防止晶体在洗涤过程中溶解损耗；

用特定有机试剂清洗晶体：洗去晶体表面的杂质，降低晶体的溶解度、有利于

析出，减少损耗等。

【重点点评】

调节pH值除杂

1.目的：控制溶液的酸碱性使其某些金属离子形成氢氧化物沉淀

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

3.7 9.6 9.8 2＋Fe(OH)2 2.7 Fe(OH)3 7.6 Mn(OH)2 8.3 2＋若要除去Mn溶液中含有的Fe，应该怎样做？

＋2.要求：调节pH所需的物质一般应满足两点：①能与H反应，使溶液pH值增大；②不引入新杂质。

2＋3＋例如：若要除去Cu溶液中混有的Fe，可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH值 3.问题：

2+3+①除去含有Cu溶液中Fe，向溶液中加入CuO调节PH 为××的原因： ？

3+2+使溶液中Fe离子形成Fe(OH)3沉淀除去，而防止Cu沉淀。

②亚硫酸钠与氯化铜反应制氯化亚铜,加入适量氢氧化钠并控制的pH值为××的目的是什么? ③氯化铝制净水剂碱式氯化铝加入碳酸钙控制的pH值为××的目的是什么? 【题型研究】

例题1.从粗产品硫酸锌固体除去铁、铜、镉等可溶性硫酸盐，从而得到纯净的硫酸锌，实验流程如下：

滤渣I 酸浸

粗产品

加入ZnO 酸性KMnO4

混合液

滤液I

趁热过滤

调pH至5-5.4

沉淀物

Zn(OH)2

pH值

8.0 Fe(OH)2

9.7 Fe(OH)3

3.2 Cu(OH)2

6.7 煮沸数分钟

趁热过滤

滤渣II 滤液II 加入Zn粉

滤渣III 滤液III Cd(OH)2

9.4 Mn(OH)2

10.4 晶体

部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH参见上表，请回答下列问题：

（１）“酸浸”步骤中，为提高锌的浸出率，可采取的措施有 。

“酸浸”时适当补充少量水的原因是 。

（２）滤液I加入酸性KMnO4所发生反应的离子方程式为 。

加入ZnO的原因是 。

（３）滤渣III的成份主要是 。

（４）从滤液III得到晶体的操作过程为 、冷却结晶、过滤冼涤、小心干燥。

【针对性训练1】为了回收利用SO2，研究人员研制了利用低品位软锰矿浆（主要成分是MnO2）吸收高温焙烧含硫废渣产生的SO2废气，制备硫酸锰晶体的生产流程，其流程示意图如下：

已知：浸出液的pH＜2，其中的金属离子主要是Mn，还含有少量的Fe、Al等其它金属离子。有关金属离子形成氢氧化物沉淀时的pH见下表：

离子

Fe

Fe

Al

Mn

2＋3＋3＋2＋2＋2＋3＋开始沉淀时的pH 7.6 2.7 3.8 8.3 完全沉淀时的pH 9.7 3.7 4.7 9.8

请回答下列问题：

（1）写出浸出过程中主要反应的化学方程式：___________________________________。

（2）写出氧化过程中主要反应的离子方程式：___________________________________。

（3）在氧化后的液体中加入石灰浆，用于调节pH，pH应调节至______________________。

（4）滤渣的主要成分的化学式为_________________________________________。

（5）下列各组试剂中，能准确测定尾气中SO2含量的是__________。（双选，填字母）

．．

A. 品红溶液 B. 酸性KMnO4溶液 C. 碘水、淀粉溶液

D. BaCl2溶液

33（6）已知废气中SO2浓度为8g/m，软锰矿浆对SO2的吸收率为80%，则处理100 m废气，可得到硫酸锰晶体（MnSO4•H2O）质量为_____________g。

（可能用到的相对原子质量：H—1、O—16、S—32、Mn—55）

【针对性训练2】绿矾（FeSO4·7H2O）是治疗缺铁性贫血药品的重要成分。下面是以市售铁屑（含少量锡、氧化铁等杂质）为原料生产纯净绿矾的一种方法：

铁屑稀硫酸溶解操作I滤渣I稀硫酸操作II酸化(pH=2)，冷却操作III滤渣II操作IV通H2S至饱和.7H2OFeSO4

查询资料，得有关物质的数据如下表： 25℃时

饱和H2S溶液

SnS沉淀完全

FeS开始沉淀

FeS沉淀完全

pH值

3.9 1.6 3.0 5.5 3+（1）检验制得的绿矾晶体中是否含有Fe，最好选用的试剂为 。

A．KSCN溶液 B．NaOH溶液 C．KMnO4溶液 D．苯酚溶液

（2）操作II中，通入硫化氢至饱和的目的是 ；在溶液中用硫酸酸化至pH=2的

目的是 。

（3）操作IV的顺序依次为 、冷却结晶、 。

（4）操作IV得到的绿矾晶体用少量冰水洗涤，其目的是：①除去晶体表面附着的硫酸等．．杂质；② 。

2+（5）测定绿矾产品中Fe含量的方法是：a.称取2.850g绿矾产品，溶解，在250mL容量瓶中定容；b.量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中；c.用硫酸酸化的0.01000mol/LKMnO4溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液体积的平均值为20.00mL。

①滴定时盛放KMnO4溶液的仪器为 （填仪器名称）。

②判断此滴定实验达到终点的方法是 。

③计算上述样品中FeSO4·7H2O的质量分数为 。（结果保留3位有效数字）

（FeSO4·7H2O的式量为278）