李晓峰

化工工艺流程题实际上是考查学生运用化学反应原理及相关知识来解决工业生产中实际问题的能力。这类试题对于考生来说试题综合性强，涉及的知识点多，对学生能力的要求大，试题文字多，信息量大，多数学生会感到解题困难，得分率不高。以下归纳了关于无机工艺流程题的特点、类型及解题方法，填空常用用语、解无机化工流程题总体把握等以供复习时参考。

一、工艺流程题的特点

化工工艺流程题，体现“化学时代特色”，以化学视角观察社会、科学、生活；减少虚拟、贴近真实，强调将化学知识应用于生产、生活实践的意识；关注化学学科最新发展，用化学知识解决实际问题。此类试题多数是以框图形式把化工生产过程中的重点生产流程呈现出来，并用所给信息及相关化学知识设计问题，组成与化工生产和社会生活紧密联系的化工工艺题型，此类试题一般分为三个部分即已知、流程图和问题。已知多数是给出工艺生产的原料和最终要生产的产品，流程图部分是用框图表示出原料到产物的工艺流程，最后根据生产过程中所给信息及用到的化学知识设计成问题。如：一个完整的物质制备化工生产流程一般具有下列特点：

原料→對原料的预处理→

核心化学反应→

产品的提纯、分离→

目标产物

此类试题的特点有：一是试题情境真实，工艺流程来自工业生产实际，让学生理论联系实际，用所学知识去解决实际问题。二是试题涉及的知识点多，信息量丰富，不但考查对基础知识的掌握程度，而且考查考生解决问题的能力。三是试题阅读量大，信息较多，着力考查考生阅读能力和对信息的采集、归纳和应用能力。

二、化工工艺流程的类型

“化工流程图”试题主要分三部分：

（1）题干部分：介绍原材料及所要得到的目标产品，以图表、化学反应方程式、文字表达等提供解决问题的信息。

（2）流程图部分：呈现整个化工生产过程。一般流程图也可分为三部分：即原料的预处理，物质的分离提纯（题目的关键部分）和产品获得。有的流程图在这三部分中还包括三条线索，主线主产品、侧线副产品、回头线为可循环利用的反应物。

（3）问题部分：提出了所要解决的问题。

化学工艺流程按自然资源的开发与利用，可将工艺流程分为：①以空气为资源的工艺流程题（如合成氨、制硝酸工业工艺流程题）。②以水为资源的工艺流程题（如海水制盐，氯碱工业，纯碱工业、海水提溴等），③以矿石为资源的工艺流程题（工业制硫酸，冶炼钢铁，电解冶炼制铝和镁等）。④以化石燃料为资源的工艺流程题（如有机合成等）。这些是高中阶段必备的工艺基础知识。

按生产过程中的主要程序可分为：①除杂工艺流程题（如提炼高纯硅）。②原料转化工艺流程题。③电解工艺流程题（如电解精炼铜）。④有机合成工艺流程题（如合成有机玻璃）。⑤资源能源综合利用工艺流程题等。

中学阶段涉及的常见化工工艺流程：

（1）从铝土矿中冶炼铝的工艺流程；（2）海水中提取镁的工艺流程；（3）海水中提取溴的工艺流程；（4）海带中提碘；（5）氯碱工业；（6）硫酸、硝酸工业制备；（7）合成氨工业；（8）侯氏制碱的原理；（9）废铁屑制绿矾的工艺流程；（10）黄铜矿冶炼铜的工艺流程；（11）煤和石油的综合利用工艺流程；（12）电解、电镀、金属的冶炼工艺流程；（13）漂白粉工业工艺流程。三、化工工艺流程题的解题方法

工艺流程题的常见考点有：

（1）常见离子的检验（Cl-、SO42-、CO32-、SO32-、Fe3+、Fe2+等）；（2）提纯除杂（过滤、分馏、萃取、酸化、沉淀、转化、氧化等）；（3）结晶过程：蒸发浓缩→冷却结晶→过滤→洗涤；（4）溶液pH的调节（除Fe3+等）；（5）减少污染，绿色化学应用；（6）纯度、转化率、产量的定量计算等。

要快速准确地解决这类题，除了需要掌握中学化学基本知识和基本技能外，最重要的问题是提高分析工艺流程题的能力，为了更好地解决此类问题归纳方法如下：

1. 化学工艺流程题的分析过程

工艺流程题是考查学生运用已有知识和相关信息解决工业生产问题的能力，应按下面方法分析：（1）采集信息，得出生产目的；（2）分析图框中的各个步骤①原料②反应步骤③最终产物；（3）不要忽略问题中的信息。

2. 化工工艺流程题的解题方法

总体来讲：抓两审：一是审题干：准确分析题干中的信息，如生产目的、原料成分、产品成分、新物质的性质及相关反应等，进而分析每个生产环节所发生的反应和操作。二是审设问：结合题中的问题，回到流程图中找答案。

化学工艺生产主要解决的矛盾，归纳起来有六方面问题：一是解决将原料转化为产品的生产原理；二是除去所有杂质并分离提纯产品；三是提高产量与产率；四是减少污染，考虑 “绿色化学”生产；五是原料的来源既要考虑丰富，还要考虑成本问题；六是生产设备简单，生产工艺简便可行等工艺生产问题。化学工艺流程题，一般也就围绕这六个方面设问求解。要准确、顺利解答工艺流程题，考生除了必须要掌握物质的性质和物质之间相互作用的基本知识以及除杂分离提纯物质的基本技能外，最关键的问题要具备分析工艺生产流程的方法和能力。具体来讲：

（1）确定生产目的、采集有用信息。信息包括已知信息、流程图中渗透的信息、表格信息、问题中的有关信息。通过这些信息，确定生产目的。首先比较分析工艺流程中的第一种原料与最后一种产品，从比较分析中找出原料和产品之间的联系，得出工艺流程中原料转化为产品的基本原理和检验，除杂提纯产品的常用工艺方法，结合有用的信息，把问题逐个解答；若有多组原料，要合成一种或几种中间产品，再与部分其他原料生产所需的主要产品，这样的工艺流程题应将工艺流程图分成多条生产线，分散分析。

（2）分析框图，了解各步作用。分析流程图中的原料与产品，找出两者的关系，结合问题思考：原料转化为产品的过程中都发生了什么反应？每一步反应除目标产物外，还有哪些杂质、哪些副产物？如何鉴别目标产物？如何除去杂质？有些化学工艺生产为了充分利用原料，还要考虑“绿色化学”理念。除考虑将原料转化为产品外，同时还要考虑将副产品循环利用。遇到这类题型主要线索是原料转化为产品，同时也要考虑提高原料的利用率和再循环问题。endprint

（3）审清题意，规范答题。“习惯决定命运，细节决定成败”，落笔答题很关键，许多考生有简述能力较差、化学用语表述不准确等，所以答题时要审清题意，文字表达要准确、严密、科学。如不能将名称写化学式、不能将离子方程式写成化学方程式、方程式要配平、看清是写出实验操作名称还是让写具体操作步骤等。

四、化工工艺流程题填空常考的常用用语

1.化工工艺流程中常见操作

（1）研磨：增大反应物的接触面积，加快反应速率，提高原料利用率。

（2）焙烧：高温下使固体原料分解、反应或改变结构。

（3）浸出：

①水浸：使可溶性的有用成分从固体原料混合物中转移到溶液中。

②酸浸：使金属、金属氧化物或盐转化成可溶于水的物质进入溶液。

③碱浸：除去油污、溶解酸性氧化物、铝及其氧化物。对于非金属矿物，通常用稀醇溶液浸取，水中加入乙醇是为了降低溶剂的极性，提高非金属单质的溶解程度。

（4）加热煮沸：促进水解，聚沉后利于过滤分离；除去溶解在溶液中的氣体，如氧气。

（5）洗涤。

水洗：通常是为了除去水溶性杂质，适用于不溶于水的固体物质或液体物质的洗涤。

冰水洗涤：通常是为了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失。

有机物（乙醇）洗涤：通常是为了减少晶体在洗涤过程中的溶解损失，便于固体的干燥。

（6）产品分离和提纯的方法或操作

①蒸发：蒸发掉一部分溶剂。有时要考虑反应时的气体氛围以抑制某物质发生水解。

②蒸发浓缩、冷却结晶：适用于杂质的溶解度随温度变化不大的物质的分离、提纯。

③蒸发结晶、趁热过滤：适用于杂质的溶解度随温度变化较大的物质的分离、提纯，可减少杂质晶体的析出。

④晶体的干燥：常见的干燥方法为自然晾干、滤纸吸干、干燥器中烘干。

⑤沉淀的洗涤：由于沉淀生成时，表面会吸附一定量的离子（尤其是沉淀成分离子）。因此过滤后要进行沉淀的洗涤。洗涤方法是向过滤器中慢慢注入适量蒸馏水，至刚好没过沉淀，然后静置，让其自然流下，重复以上操作2次～3次，直至洗涤干净。为了减少沉淀（或晶体）的溶解，可用冰水或有机溶剂洗涤。

⑥沉淀是否洗涤干净的检验：主要检验洗涤液中是否还含有沉淀表面吸附的离子。一般的检验方法：取少量最后一次的洗涤液，置于一洁净的试管中，滴加少量的检验试剂，若没有特征现象出现，说明沉淀洗涤干净。

⑦从溶液中得到晶体的一般过程：蒸发浓缩→ 冷却结晶→ 过滤→ 洗涤→ 干燥。

2.化工工艺流程中条件的控制

（1）调节溶液的pH。

其目的主要是：防止“某些离子”的水解，防止“某些离子”的沉淀，确保“某一离子” 完全沉淀，防止“某些物质”的溶解等。如含Mn2+的溶液中同时含有Fe2+，可先加氧化剂将Fe2+氧化为Fe3+，再调节溶液的酸度为3.7≤pH<8.3，即可使Fe3+转化为Fe（OH）3沉淀。

调节pH所需的物质一般应满足两点：

①能与H+（或OH-）反应，使溶液的pH增大（或减小）；②不引入新的杂质。

（2）控制温度

①升温：加快反应速率，加速某固体的溶解，促进平衡向吸热方向移动，使某些物质汽化或升华，防止堵塞导管等。若用水浴加热、油浴加热等控制温度，可防止温度过高时反应物或生成物发生分解导致产率降低。

②降温：防止某物质在高温时溶解、分解、挥发、升华或促进平衡向放热方向（即向着题目要求的）移动。

（3）控制压强：改变反应速率，影响化学平衡。

（4）趁热过滤

过滤是为了得到产品或除去杂质，在除杂时，有些产品在温度较低时会结晶析出，从而混在杂质中，造成损失，所以“趁热”是为了让产品溶解，防止其结晶析出。对于趁热过滤的目的可从两方面回答：一是提高纯度，二是减少结晶损失。

（5）加入物质：

①加碱：可能为清除油污，除去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅等。

②加沸石或碎瓷片：防止液体暴沸。

③加有机溶剂：萃取某些物质，或降低某些物质的溶解度。

④金属氧化物：调节pH促进水解（沉淀）。

⑤氧化剂：氧化某物质，转化为易于被除去（沉淀）的离子。

3.化工工艺流程常涉及的化学反应原理和化学思想

（1）沉淀溶解平衡原理的相关应用。形成沉淀时所需某种离子的最小浓度、沉淀转化的条件。

（2）反应速率及化学平衡理论在实际生产中的应用。反应速率控制、化学平衡移动、化学平衡常数的应用、反应条件的控制。

（3）氧化还原反应规律。强弱律、守恒律、优先律。

（4）盐类水解规律的应用。水解规律和水解反应的控制（抑制或促进）。

（5）绿色化学思想。物质的循环使用、副产物的回收利用、“三废”处理。

4.一些基本实验操作文字的规范表达

（1）除杂：除去……中的……

（2）干燥：除去……气体中的水蒸气，防止……

（3）检验溶液中离子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。

（4）洗涤沉淀方法：

沿玻璃棒向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2～3次。

（5）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……，则沉淀洗涤干净。

5.必备物理电学知识

1个电子所含的电量（q）为1.6×10-19C；1 mol电子所含的电量（q）为96500C，即：F=

96500C/mol。

对“kW·h”的理解；Q=It=A（安）×s（秒）。

电量（q）与电功（W）关系：W=qU；W=UIt（下期待续）

（收稿日期：2017-04-28）endprint