例谈“工业流程题”的分析方法

徐林华

工业流程题考察侧重点主要在如何制取、分离并将所得到的物质进行提纯上面，能力考察侧重点在于学生的迁移能力以及分析能力，要做好此类题目的难点在于如何将实际生产中所用的复杂的工业原料和反应步骤，提取成有用信息并转化成所学的知识。因此，面对此类题目时需要认真分析题目，并且对比学过的知识，找出所考的知识点。

下面分析一下工业流程题目解题方法。

题目用主要成分为硫酸钙的磷石膏（含部分SiO2、Al2O3）为工业原料，通过如图1所示的工业流程制取轻质CaCO3。

1.学会阅读，建造题目与已学知识之间的桥梁

本题目考察了关于沉淀转化、离子的检验和盐类的水解等知识。解该题目所用到的知识都是最基础、最简单的知识，但由于综合到一起并且与工业生产流程有联系，所以增加了学生从题目联系到知识的难度，缺少两者之间的桥梁，最终导致部分学生无法正确回答该类问题。分析题目就是构架问题与知识桥梁的过程。

在本题目中原浆料在第一步通入CO2后，通入的CO2可以与其中的氨水发生反应，生成了CO2-3，在溶液中与磷石膏的主要成分CaSO4发生反应，生成更难溶的CaCO3，在此处考查了沉淀溶解平衡的知识点。如果继续通入CO2，过量的CO2继续与CaCO3反应生成Ca（HCO3）2，但这样就会造成CaCO3的产量降低，所以在反应过程中需要注意pH的变化。

在第二步中提到的滤液主要成分有过量的氨水、SO2-4和NH+4。滤渣中存在原有的杂质：SiO2和Al2O3，还存在第一步中生成的CaCO3沉淀。

第三步中经过高温煅烧的滤渣含有碳酸钙、二氧化硅、三氧化铝，碳酸钙在高温的条件下分解为氧化钙，并与二氧化硅、三氧化铝之间互相反应生成的CaSiO3、Ca（AlO2）2等物质。

用NH4Cl溶液浸泡高温煅烧后的固体，发生反应产生了H2SiO3、Al（OH）3以及CaCl2，H2SiO3与Al（OH）3不溶于水溶液，CaCl2溶于水溶液并经过一系列反应后转化成轻质CaCO3。

2.学会看图，做到题图结合

做该类似的题目时，会出现一些需要分析的图。必须根据题目，结合图形，两者一起考虑分析，得出图中所给的信息。最后将图示信息与整个题目相互比较印证，得出结论和答案。

问题1图2表明随着CO2的通入，溶液中硫酸根离子的浓度和溶液pH的变化规律。写出pH>11时，溶液中发生的化学反应。

中包括横坐标、两个纵坐标、两条曲线和曲线的说明（—·—

——）。与平常所见的图不一样的是，图中有两个纵坐标，两个规律曲线。必须分清哪条曲线对应的是c（SO2-4），哪条对应的是pH。不能盲目地根据曲线的起始点或者终结点在哪个位置而随意猜测，这样很容易就得到相反的结果。可以将图2拆成如图3所示两个图形进行分析。这样就能够清晰地看出随时间的变化，溶液中硫酸根离子浓度升高，说明在反应过程中CaSO4参与了反应，逐步释放出了硫酸根离子。溶液pH逐渐降低，说明随着二氧化碳的持续通入，氨水参与反应，碱性减弱。必须注意的是，在pH较大时（显碱性），产物是碳酸钙，随着pH的变小，产物逐渐由碳酸钙生成碳酸氢钙。这样

就可以写出pH>11时的化学方程式：

3.联系所学知识，回答问题

问题2假如溶液的pH≈6.5，将第二步中的浆液过滤得到滤液，溶液中哪两种阴离子最多？对得到的固体进行洗涤，如何验证是否洗涤干净？

通过上面整体的分析，第一个问题的答案呼之欲出。硫酸根离子和碳酸氢根离子的含量最多。第二个问题中考察的是硫酸根离子的验证方法，将含有HCl的BaCl2溶液，加入到最终的洗涤液里，无现象说明已经洗涤干净。

问题3在第四步中，如果升高溶液温度，则会发现Ca2+的浓度增大了。试解释之。

此步骤中利用到了氯化铵的水解原理。氯化铵水解程度随着温度的升高而加深，产生更多的H+，所以能促进Ca2+进入到溶液中。

从上面的案例中能看出

做好此类题目的关键在于看清题目的主要目的如何在流程图中体现，且在反应过程中不要忘了思考原有物质中的杂质是否参与反应。

（收稿日期：2015-12-13）endprint