浅谈化学工艺流程试题的解题策略

高明威

[摘 要] 以近些年高考高频点试题做背景，从多个不同角度阐述解决化学工艺流程试题的方法策略，以使学生能够真正体会学以致用，化学与生活的密切关系。

[关键词] 化学工艺流程；迁移能力；解题策略

以工业生产为载体的工艺流程是高考必考的热点试题，将推理、实验、计算以及书写陌生化学反应方程式融为一体，以流程图的形式考查学生接受整合信息的能力，分析解决实际问题的能力，以及简单计算能力的试题，体现了高考试题命制的综合性和创新性。化工流程的命题来源很广，其核心问题是“物质的转化”和“物质的分离与提纯”，然后与各个知识模块相结合。

根据试题的考察要求和问题角度呈现，应加强如下解题策略。

一、正确获取工业流程中的信息

例1、（2013·新课标全国卷Ⅱ节选）氧化锌为白色粉末，可用于湿疹、癣等皮肤病的治病。纯化工业级氧化锌（含有Fe（Ⅱ）、Mn（Ⅱ）、Ni（Ⅱ）等杂质）的流程如下：

提示：在本实验条件下，Ni（Ⅱ）不能被氧化；高锰酸钾的还原产物是MnO2。回答下列问题：

（1）反应②中除掉的杂质离子是________，发生反应的离子方程式为_____________；在加高锰酸钾溶液前，若pH较低，对除杂的影响是________________。

（2）反应④形成的沉淀要用水洗，检验沉淀是否洗涤干净的方法是__________________。

通过阅读流程图、文字描述、表格信息以及在设问中的提示性信息（在本实验条件下，Ni（Ⅱ）不能被氧化；高锰酸钾的还原产物是MnO2），明确制备或提纯的物质（ZnO）、制备过程中所需原料（H2SO4、Zn、Na2CO3）、需要除去的杂质（含有Fe（Ⅱ）、Mn（Ⅱ）、Ni（Ⅱ）等杂质）。

在做题过程中，有些学生不明确Mn（Ⅱ）能否被高锰酸钾氧化，题中的信息只说Ni（Ⅱ）不能被氧化，就在暗示Mn（Ⅱ）能被高锰酸钾氧化而且生成MnO2。

二、加强平时训练，善于归纳总结

在教学中，教师要帮助学生熟记实验操作，如过滤、萃取与分液、蒸馏、结晶、重结晶、灼烧、沉淀的洗涤、干燥等。

例1中就考察了沉淀的洗涤。此类试题中对结晶的考察较多。

例2、（1）氧化镁是白色粉末，无臭、无味，不溶于水和乙醇。将氧化镁溶解在盐酸中可以制得MgCl2溶液，过滤后，将所得溶液_______________，可以得到MgCl2·6H2O晶体。由于生成产物是带有结晶水的晶体，为避免产物的分解从溶液中析出晶体的相关操作步骤为低温蒸发，冷却结晶。

（2）已知四种盐的溶解度随温度变化的曲线如图所示：

向硫酸铵溶液中加入氯化钾后得到无氯钾肥的操作是_____________、_____________、洗涤、干燥等。根据物质的溶解度与温度的关系可知，应该利用物质的溶解度差异来生成无氯钾肥。（NH4）2SO4+2KCl=K2SO4+2NH4Cl硫酸铵受温度影响较弱，可以通过蒸发结晶、趁热过滤（防止NH4Cl析出）的方法得到产物。在问题的解决中应注意浓缩结晶，趁热过滤和蒸发浓缩，冷却结晶的分别。

三、熟练掌握高中相关的化工生产知识

例3、（2014·天津卷节选）元素单质及其化合物有广泛用途，请根据周期表中第三周期元素相关知识回答下列问题：

已知：

工业制镁时，电解MgCl2而不电解MgO的原因是___________；

制铝时，电解Al2O3而不电解AlCl3的原因是________________。

我们需要对高中这些常见的化工工业进行认真的复习，包括氯碱工业、硅酸盐工业、硫酸工业、硝酸工业、合成氨工业、金属冶炼、海水中提取溴、碘、氯化钠、镁等。遇到类似的流程题，无论涉及哪些工业原理，解题都会很熟练。

四、明确化工生产中常见词的含义

例4、（2014江苏单科化学卷节选）烟气脱硫能有效减少二氧化硫的排放。实验室用粉煤灰（主要含Al2O3、SiO2等）制备碱式硫酸铝[Al2（SO4）x（OH）6—2x]溶液，并用于烟气脱硫研究。

（1）酸浸时反应的化学方程式为__________；滤渣Ⅰ的主要成分为__________（填化学式）。

（2）加CaCO3调节溶液的pH至3.6，其目的是中和溶液中的酸，并使Al2（SO4）3转化为Al2（SO4）x（OH）6-2x。滤渣Ⅱ的主要成分为__________（填化学式）；若溶液的pH偏高，将会导致溶液中铝元素的含量降低，其原因是____________________（用离子方程式表示）。

在试题中出现了酸浸、pH的调整等化工生产术语，在学习和复习中要懂得每一术语的含义，会使得对问题的理解、流程的分析清晰准确。如：

1.灼烧：原料的预处理，使一些物质转化为容易提取的物质

2.酸浸：溶解、去氧化膜、调节溶液的pH

3.碱洗：去油污、溶解Al或SiO2、调节溶液的pH

4.氧化剂：氧化某物质（主要是Fe2+）转化易于除去的离子

5.控制溶液的pH：促进某离子水解，使其沉淀，利于过滤分离

6.煮沸：促水解，聚沉后过滤分离、除去溶解在溶液中的气体

五、牢记化工工艺中的绿色环保理念

例5、（2013福建卷节选）

②该法工艺原理如上。其过程是将食盐水在特定条件下电解得到的氯酸钠（NaClO3）与盐酸反应生成ClO2。

工艺中可以利用的单质有__________（填化学式），发生器中生成ClO2的化学方程式为__________。

人类在利用自然的同时必须要保护自然，人类才能得以可持续进步和发展。实施清洁生产即能满足人们的物质需求又可以合理使用自然资源，同时可以保护环境。此类问题的设计遵循绿色化学理念，常常会涉及如下问题：

1.环境污染问题

2.节约原料（循环利用）

3.原子利用率100%

六、加强化学原理，解决化工生产中的实际问题

例6、（节选）皮革工业污泥中含较多的Cr，工业采用以下工艺制得M[Cr（OH）（H2O）5SO4]。

已知：①工艺中硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3+，其次是Fe3+、Al3+、Cu2+、Mg2+。

酸浸时，为了提高浸取效率可采取的措施是____________________（任写一条）。

主要考查学生运用化学平衡原理、化学反应与能量等知识。解答的时候要从题中获取信息，运用化学反应原理分析制备产品的最佳条件，帮助解题。例如：如何提高浸出率（化学反应速率问题）、如何提高产量（化学平衡移动问题）等。

工艺流程题源于生产实际，以解决化学实际问题为思路进行设问，使问题情境真实，能培养理论联系实际，学以致用的学习观，试题内容丰富，涉及化学知识方方面面，要求学生对基础知识掌握牢固，有应用基础知识解决问题的迁移能力，还应该培养阅读能力和对资料的收集处理能力。

（责任编辑：张华伟）