化工流程题解题技巧教材

1、高考新题型-化工流程题解题技巧武钢三中化学特级教师万长江 化学工艺流程题近几年是高考的热点，所占的分值也相当重，但由于此类试题陌生度高，对学生的能力要求也大，加上有的试题文字量大，学生在没做之前往往就会产生畏惧感，所以这类题的得分很不理想。（如2013湖北高考题） 要解好这一类题，学生最重要的是要克服畏惧心理，认真审题，找到该实验的目的。一般来说，流程题只有两个目的：一是从混合物中分离、提纯某一物质；另一目的就是利用某些物质制备另一物质。一.从实验的目的入手分析化学工艺流程题 1、对于实验目的为、对于实验目的为第一种的题目，其实就是对混的题目，其实就是对混合物的除杂、分离、提纯。当遇到这一类题

2、时，合物的除杂、分离、提纯。当遇到这一类题时，要求学生一定要认真在题目中要求学生一定要认真在题目中找出要得到的主要找出要得到的主要物质是什么，混有的杂质有哪些物质是什么，混有的杂质有哪些，认真分析当加，认真分析当加入某一试剂后，能与什么物质发生反应，生成了入某一试剂后，能与什么物质发生反应，生成了什么产物，要用什么样的方法才能将杂质除去。什么产物，要用什么样的方法才能将杂质除去。只有这样才能明白每一步所加试剂或操作的目的。只有这样才能明白每一步所加试剂或操作的目的。这里特别提一提蒸发与结晶这里特别提一提蒸发与结晶 。蒸发与结晶蒸发与结晶方法都方法都可以将溶液中的溶质以固体形式析出可以将溶液中的

3、溶质以固体形式析出,具体采用何具体采用何种方法种方法,主要取决于溶质的溶解度。主要取决于溶质的溶解度。 有的物质它的溶解度随温度的升高变化比较大，有的物质它的溶解度随温度的升高变化比较大，如如NH4NO3、KNO3等物质等物质,在蒸发过程中比较难析在蒸发过程中比较难析出来，所以要用冷却法使它结晶。而有的物质它出来，所以要用冷却法使它结晶。而有的物质它的溶解度随温度的升高变化比较小，如的溶解度随温度的升高变化比较小，如NaCl、KCl等，有少数物质的溶解度随温度的升高而减小，等，有少数物质的溶解度随温度的升高而减小，如如Ca（OH）2要使它们析出较多固体溶质时要使它们析出较多固体溶质时,则要则要

4、用蒸发浓缩的方法。例如用蒸发浓缩的方法。例如NaCl 和和KNO3 混合溶液混合溶液,如果将混合溶液蒸发一段时间如果将混合溶液蒸发一段时间,析出的固体主要是析出的固体主要是NaCl ,母液中是母液中是KNO3 和少量和少量NaCl 。 如果将混合溶液加热后再降温如果将混合溶液加热后再降温,则析出的固体主要则析出的固体主要是是KNO3 ,母液中是母液中是NaCl 和少量和少量KNO3。如果是除杂，。如果是除杂，杂质所含的量比较少，一般是让主要物质析出来。杂质所含的量比较少，一般是让主要物质析出来。如如KNO3溶液中含少量溶液中含少量NaCl，常用升温冷却结晶法，常用升温冷却结晶法，再经过过滤、洗

5、涤、烘干（不同的物质在烘干时再经过过滤、洗涤、烘干（不同的物质在烘干时采取的方法不同），就可得到采取的方法不同），就可得到 KNO3固体了。如果固体了。如果NaCl溶液中含少量溶液中含少量 KNO3，则用蒸发浓缩结晶法，则用蒸发浓缩结晶法.这种方法一般要经过趁热过滤才能得到主要物质，这种方法一般要经过趁热过滤才能得到主要物质，主要原因是如果温度下降，杂质也会以晶体的形主要原因是如果温度下降，杂质也会以晶体的形式析出来。式析出来。 例1（2008广东19）碳酸钠是造纸、玻璃、纺织、制碳酸钠是造纸、玻璃、纺织、制革等行业的重要原料。工业碳酸钠（纯度约革等行业的重要原料。工业碳酸钠（纯度约98）中含

6、有）中含有Ca2+、Mg2+、Fe3+、Cl-和和SO42-等杂质，提纯工艺路线如下：等杂质，提纯工艺路线如下：工业碳酸钠溶解除杂滤渣滤液蒸发浓缩结晶过滤母液Na2CO3H2O趁 热 过滤试剂级Na2CO3检验加热脱水 已知碳酸钠的溶解度（已知碳酸钠的溶解度（S）随温度变化的）随温度变化的 曲线如下图所示：曲线如下图所示： 回答下列问题：回答下列问题： （1）滤渣的主要成分为）滤渣的主要成分为 。 （2）“趁热过滤趁热过滤”的原因是的原因是 。Na2CO3H2O （3）若在实验室进行）若在实验室进行“趁热过滤趁热过滤”，可采取的措施是，可采取的措施是 （写出（写出1种）。种）。 （4）若）若“

7、母液母液”循环使用，可能出现的问题及其原因是循环使用，可能出现的问题及其原因是 。 （5）已知：）已知：Na2CO310H2O(s)=Na2CO3(s)+10H2O(g) H1= +532.36 kJmol-1 Na2CO310H2O(s)=Na2CO3H2O(s)+9H2O(g) H2= +473.63 kJmol-1 写出写出Na2CO3H2O脱水反应的热化学方程式脱水反应的热化学方程式 答：答：(1)(1)滤渣的主要成分为滤渣的主要成分为Mg(OH)Mg(OH)2 2、FeFe（OHOH）3 3、CaCOCaCO3 3。 (2)(2)使析出的晶体为使析出的晶体为NaNa2 2COCO3

8、3HH2 2O O，防止因温度过低而析出，防止因温度过低而析出NaNa2 2COCO3 310H10H2 2O O晶体，令后续的加热脱水耗时长。晶体，令后续的加热脱水耗时长。 (3)(3)用已预热的用已预热的布氏漏斗布氏漏斗趁热抽滤。趁热抽滤。 (4)(4)溶解时有大量沉淀生成，使溶解时有大量沉淀生成，使NaNa2 2COCO3 3损耗且产物损耗且产物NaNa2 2COCO3 3混混有杂质；原因：有杂质；原因：“母液母液”中，含有的离子有中，含有的离子有CaCa2+2+，NaNa+ +，ClCl- -，SOSO4 42-2-，OHOH- -，COCO3 32-2-，当多次循环后，使用离子浓度不

9、断增大，当多次循环后，使用离子浓度不断增大，溶解时会生成溶解时会生成CaSOCaSO4 4，CaCa（OHOH）2 2，CaCOCaCO3 3等沉淀。等沉淀。 (5) Na(5) Na2 2COCO3 3HH2 2O O（S S）= Na= Na2 2COCO3 3（s s） + H+ H2 2O O（g g） H= H= +58.73kJ/mol+58.73kJ/mol 要了解一点新的仪器名称 1直形冷凝管 蛇形冷凝管 空气冷凝管 2梨形分液漏斗 球形分液漏斗 普通三角漏斗（即漏斗） 布氏漏斗布氏漏斗直形冷凝管 蛇形冷凝管 空气冷凝管 直形冷凝管，由内外组合的直直形冷凝管，由内外组合的直玻璃

10、管玻璃管构成，构成，多用于蒸馏操作蒸汽温度小于多用于蒸馏操作蒸汽温度小于140度，不可度，不可用于回流。在其外管的上下两侧分别有连用于回流。在其外管的上下两侧分别有连接管接头，用作出水口和进水口。接管接头，用作出水口和进水口。 直形冷凝管使用方法：使用时，将靠下端直形冷凝管使用方法：使用时，将靠下端的连接口以塑胶管接上水龙头，当作进水的连接口以塑胶管接上水龙头，当作进水口。因为进水口处的水温较低而被口。因为进水口处的水温较低而被蒸气蒸气加加热过后的水，温度较高；较热的水因密度热过后的水，温度较高；较热的水因密度降低会自动往上流，有助于冷却水的循环降低会自动往上流，有助于冷却水的循环。 蛇形冷凝

11、管 用于有机制备的回流，适用于沸点较低的用于有机制备的回流，适用于沸点较低的液体。液体。 球形冷凝管球形冷凝管内管为若干个玻璃球连接内管为若干个玻璃球连接起来，用于有机制备的回流，起来，用于有机制备的回流，适用于各种沸点的液体。适用于各种沸点的液体。直形冷凝管一般是用于蒸直形冷凝管一般是用于蒸馏馏,即即在用蒸馏法分离物质在用蒸馏法分离物质时使用时使用.而球形冷凝管一般而球形冷凝管一般用于反应装置用于反应装置,即即在反应时在反应时考虑到反应物的蒸发流失而考虑到反应物的蒸发流失而用球形冷凝管冷凝回流用球形冷凝管冷凝回流,使反使反应更彻底应更彻底布氏漏斗 布氏漏斗是实验室中使用的一种陶瓷仪器，也有用

12、塑料制作的，用来使用 真空或负压力抽吸进行过滤。 梨形分液漏斗 球形分液漏斗 普通三角漏斗（即漏斗） 球型分液漏斗的颈较长，多用于制气装置中滴加液体的仪器，梨型分液漏斗的颈比较短，常用做萃取操作的仪器。 2、对于目的为制备某一物质的流程题，要求学生注意以下几个方面： 1.1、明确题目目的是制什么物质，从题干或问题中获取有用信息，了解产品的性质。 只有知道了实验目的，才能非常清楚的知道整个流程的意义所在，题目中的信息往往是制备该物质的关键所在。而产物如果具有某些特殊性质（由题目信息获得或根据所学知识判断），则要采取必要的措施来避免在生产过程中产生其它杂质。一般来说主要有如下几种情况： 如果在制备

13、过程中出现一些受热易分解的物质或产物，如果在制备过程中出现一些受热易分解的物质或产物，则要注意对温度的控制。如：侯德榜制碱中的则要注意对温度的控制。如：侯德榜制碱中的NaHCO3；还；还有如有如H2O2、Ca（HCO3）2、KMnO4、AgNO3、HNO3（浓）（浓）等物质。等物质。 如果产物是一种会水解的盐，且水解产物中有挥发性的如果产物是一种会水解的盐，且水解产物中有挥发性的酸产生时，则要加相对应的酸来防止水解。如：制备酸产生时，则要加相对应的酸来防止水解。如：制备FeCl3、AlCl3、MgCl2、Cu（NO3）2等物质时，要蒸干其溶液得到等物质时，要蒸干其溶液得到固体溶质时，都要加相应

14、的酸或在酸性气流中干燥来防止固体溶质时，都要加相应的酸或在酸性气流中干燥来防止它水解，否则得到的产物分别是它水解，否则得到的产物分别是Fe2O3 、Al2O3 、MgO、CuO；而像；而像Al2 ( SO4 ) 3 、NaAlO2 、Na2CO3等盐溶液等盐溶液,虽然也虽然也发生水解发生水解,但产物中但产物中Al (OH) 3 、H2SO4 、NaHCO3 、NaOH 都都不是挥发性物质不是挥发性物质,在蒸发时在蒸发时,抑制了盐的水解抑制了盐的水解,最后得到的还最后得到的还是溶质本身。是溶质本身。 如果产物是一种强的氧化剂或强的还原剂，则要防止它如果产物是一种强的氧化剂或强的还原剂，则要防止它

15、们发生氧化还原的物质，如：含们发生氧化还原的物质，如：含Fe2+、SO32-等离子的物质，等离子的物质，则要防止与氧化性强的物质接触。则要防止与氧化性强的物质接触。 如果产物是一种易吸收空气中的如果产物是一种易吸收空气中的CO2或水（潮解或发生或水（潮解或发生反应）而变质的物质（如反应）而变质的物质（如NaOH固体等物质），则要注意固体等物质），则要注意防止在制备过程中对防止在制备过程中对CO2或水的除去，也要防止空气中的或水的除去，也要防止空气中的CO2或水进入装置中。或水进入装置中。 如果题目中出现了包括产物在内的各种物质的溶解度信如果题目中出现了包括产物在内的各种物质的溶解度信息，则要注

16、意对比它们的溶解度随温度升高而改变的情况，息，则要注意对比它们的溶解度随温度升高而改变的情况，根据它们的不同变化，找出合适的分离方法。根据它们的不同变化，找出合适的分离方法。 1.2 1.2 寻找在制备过程中所需的原料，写出主要的化学反寻找在制备过程中所需的原料，写出主要的化学反应方程式或制备原理，从中了解流程图。应方程式或制备原理，从中了解流程图。 从近几年的高考题目中会发现，大多数题目都会给出制备从近几年的高考题目中会发现，大多数题目都会给出制备物质时所需的原料，但一般会涉及到物质的分离、提纯的物质时所需的原料，但一般会涉及到物质的分离、提纯的操作。所以在明确了实验目的之后，再写出主要的反

17、应方操作。所以在明确了实验目的之后，再写出主要的反应方程式，观察有没有副产品，如果有，剩余的步骤就是分离程式，观察有没有副产品，如果有，剩余的步骤就是分离提纯了。提纯了。 例例2 2(2006(2006广东卷广东卷22)22)往有机聚合物中添加阻燃剂，可增加往有机聚合物中添加阻燃剂，可增加聚合物的使用安全性，扩大其使用范围。例如，在某聚乙聚合物的使用安全性，扩大其使用范围。例如，在某聚乙烯树脂中加入等质量由特殊工艺制备的阻燃型烯树脂中加入等质量由特殊工艺制备的阻燃型Mg(OH)2Mg(OH)2，树脂可燃性大大降低，该树脂可燃性大大降低，该Mg(OH)Mg(OH)2 2的生产工艺如下：的生产工艺

18、如下：石 灰 乳石 灰 乳精制卤水精制卤水合成合成 水热处理水热处理 过滤过滤 水洗水洗 表面处理表面处理 过滤水洗过滤水洗 干干燥燥 （1 1）精制卤水中的）精制卤水中的MgClMgCl2 2与适量石灰乳反应合成碱式氯化与适量石灰乳反应合成碱式氯化镁镁Mg(OH)Mg(OH)2 2n nClClnmnmH H2 2OO，反应的化学方程式，反应的化学方程式为为 。 （2 2）合成反应后，继续在）合成反应后，继续在393K393K523K523K下水热处理下水热处理8h8h，发，发生发应：生发应： Mg(OH)Mg(OH)2 2n nClClnmnmH H2 2O O (1-n/2)Mg(OH)

19、(1-n/2)Mg(OH)2 2n/2MgCln/2MgCl2 2mHmH2 2O O水热处理后，过滤、水洗。水洗的目的水热处理后，过滤、水洗。水洗的目的是是 。 （3 3）阻燃型）阻燃型Mg(OH)Mg(OH)2 2具有晶粒大，易分散、与高分子材料具有晶粒大，易分散、与高分子材料相容性好等特点。上述工艺流程中与此有关的步骤相容性好等特点。上述工艺流程中与此有关的步骤是是 。 （4）已知热化学方程式：）已知热化学方程式：Mg(OH)2(s)MgO(s)H2O(g)；H181.5kJ/molAl(OH)3(s)1/2Al2O3(s)3/2H2O(g)；H287.7kJ/mol Mg(OH)2和和

20、Al(OH)3起阻燃作用的主要原因起阻燃作用的主要原因是是 。 等质量等质量Mg(OH)2和和Al(OH)3相比，阻燃效果最好的相比，阻燃效果最好的是是 ， 原因是原因是 。 （5）常用阻燃剂主要有三类：）常用阻燃剂主要有三类：A卤系，如四溴乙烷；卤系，如四溴乙烷；B磷系，如磷酸三苯酯；磷系，如磷酸三苯酯；C无机类，主要是无机类，主要是Mg(OH)2和和Al(OH)3。从环保的角度考虑，应用时较理想的阻燃剂是。从环保的角度考虑，应用时较理想的阻燃剂是_（填代号），理由是（填代号），理由是 。 答：（答：（1 1）2MgCl2MgCl2 2(2(2n)Ca(OH)n)Ca(OH)2 22mH2m

21、H2 2O O2Mg(OH)2Mg(OH)2 2n nClClnmnmH H2 2O O(2(2n)CaCln)CaCl2 2（2 2）除去附着在）除去附着在Mg(OH)Mg(OH)2 2表面的含等杂质表面的含等杂质MgClMgCl2 2 的滤液。的滤液。（3 3）“水热处理水热处理”、“表面处理表面处理”。（4 4）分解时吸收大量的热量。分解时吸收大量的热量。 Mg(OH)Mg(OH)2 2，等质量的，等质量的Mg(OH)Mg(OH)2 2分解时吸收的热量比分解时吸收的热量比Al(OH)Al(OH)3 3大大（5 5）C C；A A会破坏臭氧层，会破坏臭氧层，B B中的中的P P元素会造成藻

22、类生物的元素会造成藻类生物的大量繁殖。大量繁殖。 为什么为什么Mg(OH)2表面处理和水热处理能说明表面处理和水热处理能说明它具有晶粒大易分散它具有晶粒大易分散,与高分子材料相容性与高分子材料相容性好好 热处理是将材料放在一定的介质内加热、保温、冷却，通过改变材料表面或内部的组织结构,来控制其性能的一种综合工艺过程。表面处理在基体材料表面上人工形成一层与基体的机械、物理和化学性能不同的表层的工艺方法。表面处理的目的是满足产品的耐蚀性、耐磨性、装饰或其他特种功能要求 Mg(OH)2氢氧化镁在碱性溶液中加热到200以上时变成六方晶系结晶。高于500时失去水转变为氧化镁。沸水中碳酸镁可转变为溶解性更

23、差的氢氧化镁。粒径1.5-2m，数目10000,白度95。 二.从解题基本步骤看化学工艺流程题 无机化工题实际上是考查考生运用化学反应原理及相关知无机化工题实际上是考查考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。解此类型题目的基识来解决工业生产中实际问题的能力。解此类型题目的基本步骤是：本步骤是：从题干中获取有用信息，了解生产的产品。从题干中获取有用信息，了解生产的产品。 分析流程中的每一步骤，从几个方面了解流程：分析流程中的每一步骤，从几个方面了解流程：A A、反、反应物是什么应物是什么 B B、发生了什么反应、发生了什么反应 C C、该反应造成了什么后、该反应造成了什么后

24、果，对制造产品有什么作用。抓住一个关键点：一切反应果，对制造产品有什么作用。抓住一个关键点：一切反应或操作都是为获得产品而服务。或操作都是为获得产品而服务。从问题中获取信息，帮从问题中获取信息，帮助解题。助解题。 了解流程后着手答题。对反应条件的分析可从以了解流程后着手答题。对反应条件的分析可从以下几个方面着手：下几个方面着手： 1 1、对反应速率有何影响？、对反应速率有何影响？ 2 2、对平衡转化率、对平衡转化率有何影响？有何影响？ 3 3、对综合生产效益有何影响？如原料成本，原料、对综合生产效益有何影响？如原料成本，原料来源是否广泛、是否可再生，能源成本，对设备来源是否广泛、是否可再生，能

25、源成本，对设备的要求，环境保护（从绿色化学方面作答）。的要求，环境保护（从绿色化学方面作答）。 常见文字叙述套路：常见文字叙述套路： 1 1、洗涤沉淀：往漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流、洗涤沉淀：往漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流下后，重复以上操作下后，重复以上操作2-32-3次。次。 2 2、从溶液中得到晶体：蒸发浓缩、从溶液中得到晶体：蒸发浓缩- -冷却结晶冷却结晶- -过滤过滤- -（洗涤）（洗涤） 注意：注意： 在写某一步骤是为了除杂是，应该注明在写某一步骤是为了除杂是，应该注明“是为了除去是为了除去XXXX杂杂质质”，只写，只写“除杂除杂”等一类万金油式的回答是不给分的

26、。等一类万金油式的回答是不给分的。( (例例如上题中除去附着在如上题中除去附着在Mg(OH)Mg(OH)2 2表面的含等杂质表面的含等杂质MgClMgCl2 2 的滤液的滤液) ) 看清楚是写化学反应方程式还是离子方程式，注意配平。看清楚是写化学反应方程式还是离子方程式，注意配平。 例3（2009年高考天津9）海水是巨大的资源宝库，在海水淡化及综合利用方面，天津市位居全国前列。从海水中提取食盐和溴的过程如下： （1）请列举海水淡化的两种方法： 、 （2）将NaCl溶液进行电解，在电解槽中可直接得到的产品有H2、_ 、 ，或H2、 。 （3 3）步骤）步骤中已获得中已获得BrBr2 2，步骤，步

27、骤中又将中又将BrBr2 2还原为还原为BrBr- -，其目的为其目的为 。 （4 4）步骤）步骤用用SOSO2 2水溶液吸收水溶液吸收BrBr2 2，吸收率可达，吸收率可达9595，有关，有关反应的离子方程式为：反应的离子方程式为：_，由此反应，由此反应可知，除环境保护外，在工业生产中应解决的主要问题是可知，除环境保护外，在工业生产中应解决的主要问题是 。 答：（1）蒸馏法，电渗析法，离子交换法等。 （2）Cl2 NaOH，NaClO （3）富集溴元素 （4）SO2 +Br2+2H2O = 4H+ 2Br-+SO42- 强酸对设备的严重腐蚀。 要了解一点新的操作名称 常压或减压蒸馏法，电渗析

28、法，反萃取 电渗析法是利用离子交换膜进行海水淡化的方法。离子交换膜是一种功能性膜，分为阴离子交换膜和阳离子交换膜。阳膜只允许阳离子通过，阴膜只允许阴离子通过，这就是离子交换膜的选择透过性。在外加电场的的作用下，水溶液中的阴，阳离子会分别向阳极和阴极移动，如果中间再加上一种交换膜，就可能达到分离浓缩的目的。电渗析法就是利用了这样的原理。电渗析与电解不同之处在于：电渗析的电压虽高，电流并不大，维持不了连续的氧化还原反应所需；电解却正好相反。电渗析广泛应用于化工、轻工、冶金、造纸、海水淡化、环境保护等领域。 反萃取 萃取法有些污染物，在水中溶解度小，而在某些有机溶剂中溶解度却非常大，而这种有机溶剂又

29、不溶于水。这样便可以让该溶剂与废水充分搅拌混合，使废水中的污染物都转移到该溶剂中。停止搅拌之后，水与溶剂的密度不同，自动分为两层，水中的污染物便被去除了。这种有机溶剂称之为萃取剂，可以从含酚废水中把苯酚完全萃取到萃取剂中，使废水中苯酚浓度低于排放标准( 1.0mg/l )。然后，向萃取液中投加NaOH，使苯酚生成酚钠。酚钠是盐，不溶于 N-503 溶液之中，以酚钠溶液的形态与萃取剂分离，从而使萃取剂中不含有其他杂质，又可以重新使用 。此过程称之为反萃取。 三.从流程图常见的呈现方式看化学工艺流程题：呈现方式 主线方式方式一以物质转化的主体为主线方式二以物质转化的设备为主线方式三以物质转化的操作为主线方式四混合型为主线例4根据教材P91实验4-2得到从海带中提取I2的流程图如下：海带海带灼烧灼烧溶解溶解过滤过滤氧化氧化含碘的有含碘的有机溶液机溶液萃取萃取分液分液将海带放入_（填仪器名称）中灼烧。 加速溶解的方法有_。过滤需要用到的玻璃仪器有_。氧化对应的离子方程式是_。2I-+2H