無機化工流程題就是將化工生產過程中的主要生產階段即生產流程用框圖形式表示出來，并根據生產流程中有關的化學知識步步設問，形成與化工生產緊密聯系的化工工藝試題。無機化工流程題能夠以真實的工業生產過程為背景，體現能力立意的命題為指導思想，能夠綜合考查學生各方面的基礎知識及將已有知識靈活應用在生產實際中解決問題的能力。無機化工流程題以生產過程中主要工序可分為除雜提純工藝流程題(如海水純化工藝流程題)、原材料轉化工藝流程題、電解工藝流程題、資源能源綜合利用工藝生產流程題等；按資源的不同，可將無機化工流程題分為利用空氣資源生產的化工流程題(如合成氨)、利用水資源生產的化工流程題(如海水制鹽、氯堿工業、海水提溴碘、海水提鎂等)、利用礦產資源生產的工藝流程題(工業制硫酸、金屬冶煉等)。化工流程題一般涉及中學所學的元素及其化合物知識、物質結構、元素周期律、氧化還原反應、化學用語、電解質溶液、化學平衡、電化學、實驗操作等知識，主要考查考生運用化學反應原理及相關知識解決化工生產中實際問題的能力、綜合分析能力、邏輯推理能力。具有考查知識面廣、綜合性強、思維容量大的特點。一、無機化工流程題特點分析1、試題基本特點試題素材——較多地采用了與生產生活密切聯系的化學新技術、新成果，內容主要來源于真實的工業生產過程。題目結構——試題可分為題頭、題干、題尾三部分。題頭一般是介紹該工藝生產的原材料和目的(包括獲得副產品)，題干主要用框圖形式將原料到產品的主要生產工業流程表示出來，題尾主要是根據生產過程中涉及的化學知識設置系列問題。呈現形式——-流程圖、數據表格、圖象、實驗裝置等。流程過程——可分為三個過程：原料處理→分離提純→獲得產品。設問角度——措施、成分、物質、原因。知識落點——基本理論、元素化合物、實驗等。2、試題中的考點知識--(1)原料處理階段研磨——將固體粉碎，增大表面積，加快反應速率。水浸——與水接觸反應或溶解。酸浸——在酸溶液中反應使可溶性金屬離子進入溶液，不溶物通過過濾除去的溶解過程。浸出——固體加水(酸)溶解得到離子。浸出率——固體溶解后，離子在溶液中的含量的多少(更多轉化)。灼燒、焙燒、煅燒——改變結構，使一些物質能溶解，并使一些雜質高溫下氧化、分解。水洗——除去水溶性雜質。堿洗——除去油污或者氧化膜。(2)反應條件控制加熱——加快反應速率或促進平衡向某個方向移動。降溫——防止某物質在高溫時會溶解(或分解)、為使化學平衡向著題目要求的方向移動。控溫——如果在制備過程中出現一些受熱易分解的物質或產物，則要注意對溫度的控制。趁熱過濾——防止某物質降溫時會析出晶體。(冰水、熱水)洗滌——洗去晶體表面的雜質離子，并減少晶體在洗滌過程中的溶解損耗。酸性氛圍——防止金屬陽離子水解。PH控制——控制溶液的酸堿性使其某些金屬離子形成氫氧化物沉淀。?(3)產品分離提純過濾——注意基本要求。結晶——①當溶液為單一溶質時，所得晶體不帶結晶水(如NaCl)，結晶過程：溶解、過濾、蒸發結晶。②當溶液為單一溶質時，所得晶體帶結晶水(如膽礬)，結晶過程：將濾液蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾。③當溶液為兩種以上溶質時，要得到溶解度受溫度影響小的溶質時：濃縮結晶、趁熱過濾。④當溶液為兩種以上溶質時，要得到溶解度受溫度影響大的溶質時：蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾。重結晶——蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾，重復操作。洗滌——向過濾器中的濾渣滴加蒸餾水至浸沒濾渣，靜置，取洗滌后最后一次洗滌液，檢查中間的雜質離子，證明洗滌是否干凈。干燥——在干燥器隔絕空氣的條件下低溫烘干。灼燒——固體在坩堝中進行加熱。分液——注意下層液體從下口放出，上層液體從上口倒出。?二、題型解法?1、基本步驟①從題干中獲取有用信息，了解生產的產品。②然后整體瀏覽一下流程，基本辨別出原料預處理、主要反應、分離與提純等階段。③分析流程中的每一步驟，從幾個方面了解流程：A、反應物是什么 B、發生了什么反應 C、該反應造成了什么后果，對制造產品有什么作用；④抓住一個關鍵點：一切反應或操作都是為獲得產品而服務。從問題中獲取信息，幫助解題。2、解題思路明確整個流程及每一部分的目的 →仔細分析每步反應發生的條件以及得到的產物的物理或化學性質 →結合基礎理論與實際問題思考 → 注意答題的模式與要點。二遍讀題，注意關聯問題。一般只考慮后面提問有關的步驟，其他不必清楚，“難得糊涂”。讀取信息要客觀評價、篩選，把問題再放入題中前后對比。有的步驟不能讀懂，這時主要看這一步的結果，“跟著感覺走”、“順藤摸瓜”，用已學過的知識來“圓”這個結果。所給信息一定有用，而且一定用到，有時還需分解、重組、遷移到本題中來。大多數提問用所學知識便可直接回答，但個別地方往往有悖所學知識，這時就要考慮產物、環保、產量、成本? 等等。最后要看清楚問什么，不要答非所問。3、解題方法(1)首尾分析法對一些線型流程工藝(從原料到產品為一條龍生產工序)試題，首先對比分析生產流程示意圖中的第一種物質(原材料)與最后一種物質(產品)，從對比分析中找出原料與產品之間的關系，弄清生產流程過程中原料轉化為產品的基本原理和除雜、分離提純產品的化工工藝，然后再結合題設的問題，逐一推敲解答。關鍵在于認真對比分析原料與產品的組成，從中產生將原料轉化為產品和除去原材料中所包含的雜質的基本原理和所采用的工藝生產措施。當把生產的主線弄清楚了，圍繞生產主線所設計的系列問題也就可解答了。例1、鋰被譽為“金屬味精”，以LiCoO₂為正極材料的鋰離子電池已被廣泛用作便攜式電源。工業上常以β-鋰輝礦(主要成分為LiAlSi₂O₆，還含有FeO、MgO、CaO等雜質)為原料來制取金屬鋰。其中一種工藝流程如下：已知：①部分金屬氫氧化物開始沉淀和完全沉淀時的pH：

氫氧化物	Fe(OH)3	Al(OH)3	Mg(OH)2
開始沉淀pH	2．7	3．7	9．6
完全沉淀pH	3．7	4．7	11

②Li₂CO₃在不同溫度下的溶解度如下表：

溫度/℃	0	10	20	50	75	100
Li2CO3的溶解度/g	1．539	1．406	1．329	1．181	0．866	0．728

請回答下列問題：(1)用氧化物形式表示LiAlSi₂O₆的組成：。(2)反應Ⅱ加入碳酸鈣的作用是__________________。(3)寫出反應Ⅲ中生成沉淀A的離子方程式：__________。(4)反應Ⅳ生成Li₂CO₃沉淀，寫出在實驗室中得到Li₂CO₃沉淀的操作名稱，洗滌所得Li₂CO₃沉淀要使用(選填“熱水”或“冷水”)，你選擇的理由是______________。(5)電解熔融氯化鋰生產鋰時，陽極產生的氯氣中會混有少量氧氣，原因是_____________。【解析】(1)將硅酸鹽改為氧化物形式的方法為：依次將各元素寫成氧化物形式，中間用“?”連接，同時要注意氧化物先后順序，為Li₂O?Al₂O₃?4SiO₂，故答案為：Li₂O?Al₂O₃?4SiO₂；(2)由(1)改寫可知，β-鋰輝礦在加入過量濃硫酸后，只有SiO₂不溶，同時Fe²⁺被氧化為Fe³⁺，并生成CaSO₄沉淀，所以溶液中含有Fe³⁺、Al³⁺、Mg²⁺、Li⁺等離子，依據實驗目的可知必須除去雜質離子，故在反應Ⅱ中加入碳酸鈣的作用為：除去反應Ⅰ中過量的H₂SO₄；控制pH，使Fe³⁺、Al³⁺完全沉淀，故答案為：除去反應Ⅰ中過量的H₂SO₄；控制pH，使Fe³⁺、Al³⁺完全沉淀；(3)利用題干信息知反應Ⅲ要除去Mg²⁺，但在加入沉淀劑Ca(OH)₂時會引入大量Ca²⁺，故還需加入Na₂CO₃除去Ca²⁺，即沉淀A為Mg(OH)₂沉淀與CaCO₃沉淀的混合物，反應的離子方程式為：Mg²⁺+2OH^-═Mg(OH)₂↓、Ca²⁺+CO₃^2-═CaCO₃↓，故答案為：Mg²⁺+2OH^-═Mg(OH)₂↓、Ca²⁺+CO₃^2-═CaCO₃↓；(4)實驗室里分離固液混合物的操作是過濾，由題中給出Li₂CO₃的溶解度與溫度的關系，可知洗滌Li₂CO₃沉淀要使用熱水，故答案為：過濾；熱水；Li₂CO₃在較高溫度下溶解度小，用熱水洗滌可減少Li₂CO₃的損耗；(5)由有氧氣產生可逆推知可能的原因：加熱蒸干LiCl溶液時，LiCl有少量水解生成LiOH，受熱分解生成Li₂O，電解時產生O₂，故答案為：加熱蒸干LiCl溶液時，LiCl有少量水解生成LiOH，受熱分解生成Li₂O，電解時產生O₂(其他合理答案均可)。【點評】首尾分析法是一種解工藝流程題的常見方法，這種方法的特點：簡單、直觀，很容易抓住解題的關鍵，用起來方便有效。使用這一方法解題，關鍵在于認真對比分析原材料與產品的組成，從中產生將原料轉化為產品和除去原材料中所包含的雜質的基本原理和所采用的工藝生產措施。本題考查了工業上以β-鋰輝礦制取金屬鋰的方法，題目難度中等，試題涉及了化學式的書寫、物質的分離與提純、離子方程式的書寫等知識，合理分析題中工藝流程是解題關鍵。?(2)截段分析法對于用同樣的原材料生產多種(兩種或兩種以上)產品(包括副產品)的工藝流程題，用截段分析法更容易找到解題的切入點。例2、以氯化鈉和硫酸鈉為原料制備氯化銨及副產品硫酸鈉，工藝流程如下：氯化銨和硫酸鈉的溶解度隨溫度變化如下圖所示。回答下列問題：(1)欲制備10.7gNH₄Cl,理論上需NaCl______________g(2)實驗室進行蒸發濃縮用到的主要儀器有???????? 、燒杯、玻璃棒、酒精燈等。(3)“冷卻結晶”過程中，析出NH₄Cl晶體的合適溫度為????????? 。(4)不用其它試劑，檢查NH₄Cl產品是否純凈的方法及操作是????? 。(5)若NH₄Cl產品中含有硫酸鈉雜質，進一步提純產品的方法是???????????????? 。【解析】該生產流程的特點：用同樣原材料既生產主要產品氯化銨，同時又要生產副產品硫酸鈉。因此，為了弄清整個生產流程工藝，只能分段分析，即先分析流程線路中如何將原料轉化為硫酸鈉的，然后再分析又如何從生產硫酸鈉的母液中生產氯化銨，即將題供的流程路線截成兩段分析，這樣，便可以降低解題的難度。結合流程示意圖和溶解度曲線圖分析，生產硫酸鈉只能用熱結晶法，生產氯化銨用冷結晶法，因為溫度降到35 ⁰C以下，結晶得到的產品為Na₂SO₄·10H₂O。【答案】(1)11.7g (2)蒸發皿 (3)35 ⁰C(或33 ⁰C～40 ⁰C之間任意值)(4)加熱法。取少量氯化銨產品于試管底部，加熱，若試管底部無殘留物，表明氯化銨產品純凈。(5)重結晶。【點評】 用截段分析法解工藝流程題是一種主流解題方法。因為當前化工生產，為了降低成本，減少污染，增加效益，大都設計成綜合利用原材料，生產多種產品的工藝生產線。為此這種工藝流程題很多。用截段分析法解工藝流程題關鍵在于選對題型和如何截段，截幾段更合理。一般截段以生產的產品為準點。但也不一定，特殊情況也很多，必須具體情況作具體分析。截段分析法，還可以將流程進行分段為：原料預處理、主反應、分離提純，然后分段進行問題的分析與解答。例如：例題：實驗室制備甲酸銅晶體［Cu(HCOO)₂·4H₂O］的流程如下：例題：粗鋁提純及尾氣的綜合利用例題：制備Li₂CO₃的工藝流程?(3)“循環利用”分析法有些化工生產，為了充分利用原料，變廢為寶，設計的生產流水線除了主要考慮將原料轉化為產品外，同時還要考慮將生產過程的副產品轉化為原料的循環生產工藝。解答這種類型題，用 “循環利用”分析法。即分析工藝生產流程時，主要考慮原料轉化為的產品，同時也要考慮原料的充分利用和再生產問題。例3、利用天然氣合成氨的工藝流程示意圖如下：依據上述流程，完成下列填空：(1)天然氣脫硫時的化學方程式是__________________。(2)n mol CH₄經一次轉化后產生CO 0.9nmol，產生H₂______mol(用含n的代數式表示)(3)K₂CO₃(aq)和CO₂反應在加壓下進行，加壓的理論依據是___________A．相似相容原理?? ???B.勒夏特列原理?? ????C. 酸堿中和原理(4)分析流程示意圖回答，該合成氨工藝主要原料是____________輔助原料有________。(5)請寫出由CH₄為基本原料經四次轉化為合成氨的N₂、H₂的化學反應方程式____________。(6)整個流程有三處循環，一是Fe(OH)₃循環，二是K₂CO₃(aq)循環，請在上述流程圖上標出第三處循環(循環方向和循環物質)。【解析】該生產工藝屬于多處循環生產工藝，因此分析工藝流程示意圖時，分析的主線是弄清基本原材料CH₄轉化為合成氨的基本原料N₂和H₂的工藝生產原理。但還要回頭分析循環生產的理由和循環生產的工藝生產段。通過這樣既考慮產品的合成，又考慮原料的充分利用，該題所涉及到的問題也就可以解答了。【答案】(1)3H₂S + 2Fe(OH)₃ == Fe₂S₃+ 6H₂O? (2)2.7n?(3)B? (4) CH₄、H₂O、空氣；K₂CO₃；Fe(OH)_3??? (5)CH₄+H₂O == CO + 3H₂；? CO + H₂O==CO₂+H₂???? 2CH₄+3O₂ ==2CO + 4H₂O _????????CO₂ +H₂O + K₂CO₃== KHCO₃?(6)【點評】用此法分析循環工藝生產流程題，關鍵是如何找到循環生產點，即在什么情況下，什么生產階段實施循環生產。判斷循環生產點的方法：一是看反應是否為可逆反應，如果是可逆反應，要考慮原料的循環利用。如本題合成氨反應是可逆反應，分離氨后的尾氣中還含有大量原料氣N₂和H₂，千萬不能隨便放掉，必須送入合成塔，實施循環生產。二是看副產品的分子組成與某種原料的組成中有無相同的元素，如果有，而且該副產品又容易轉化為某種原料，就可以考慮循環生產工藝。如本題的Fe₂S_3---Fe(OH)₃的循環生產；KHCO_3??--K₂CO₃的循環生產。

總結

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