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化学工艺流程题可以培养考生从试题提供的新信息中，准确地提取实质性内容，并与已有知识块整合，重组为新知识块的能力;培养考生将实际问题分解，通过运用相关知识，采用分析、综合的方法，解决简单化学问题的能力;，培养考生将分析和解决问题的过程及成果，用正确的化学术语及文字、图表、模型、图形等表达，并做出解释的能力。
一、工业流程题的结构
二、工业流程题分类突破
题型一：物质制备类化工流程题。
1.核心反应——陌生方程式的书写。
（1）氧化还原反应：熟练应用氧化还原规 律判断产物，根据化合价升降相等配平。
（2）非氧化还原反应：结合物质性质和反 应实际判断产物。
2.原料的预处理。
（1）溶解（见表1）。通常用酸溶，如用硫 酸、盐酸等。
（2）灼烧、焙烧、煅烧。改变结构，使一些物质能溶解，并使一些杂质在高温下氧化、分解。
3.常用的控制反应条件的方法。
（1）调节溶液的pH。常用于使某些金属离子形成氢氧化物沉淀。调节pH所需的物质一般应满足两点：
①能与H 反应，使溶液pH增大;
②不引入新杂质。
例如：若要除去Cu2 中混有的Fe3 ，可加入CuO、CuCO3、Cu（OH），、Cu2 （OH）2CO3等物质来调节溶液的pH，不可加入NaOH溶液、氨水等。
（2）控制温度。根据需要升温或降温，改变反应速率或使平衡向需要的方向移动。
（3）趁热过滤。防止某物质降温时析出。
（4）冰水洗涤。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耗。
侧，NaCIO2是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等，其一种生产工艺如下：
回答下列问题：
（1） NaCIO2中CI的化合价为_____。
（2）写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式：____ 。
（3）“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成，精制时，为除去Mg2 和Ca2 ，要加入的试剂分别为 ___、___ 。“电解”中阴极反应的主要产物是 ____ 。
（4）“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2。此吸收反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为_____ ，该反应中氧化产物是____。
（5）“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力，其定义是：每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力。NaClO2的有效氯含量为____ 。（计算结果保留两位小数）
[解题流程]
第一步：读题目，明确目的——制备NaClO2。
第二步：审流程，分块破题——拆分工艺流程。
第三步：看设问，结合题中的问题，回到流程图中找答案。
[得分秘籍]
（1）设问一般相对独立，无连带效应，一个问题解决不了不会影响下一个问题的解决。
（2）题中基本上都有与流程无关的问题，可直接作答;对于超纲知识，题目中要么有信息提示，要么与解答题目无关。
题型二：提纯类化工流程题。
1.明确常用的提纯方法。
（1）水溶法。除去可溶性杂质。
（2）酸溶法。除去碱性杂质。
（3）碱溶法。除去酸性杂质。
（4）氧化剂或还原剂法。除去还原性或氧化性杂质。
（5）加热灼烧法。除去受热易分解或易挥发的杂质。
（6）调节溶液的pH法。如除去酸性溶液中的Fe3 等。
2.明确常用的分离方法。
（1）过滤。分离难溶物和易溶物，根据特殊需要采用趁热过滤或者抽滤等方法。
（2）萃取和分液。利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同提取分离物质，如用CC14或苯萃取溴水中的溴。
（3）蒸发结晶。提取溶解度随温度变化不大的溶质，如NaCI。
（4）冷却结晶。提取溶解度随温度变化较大的溶质、易水解的溶质或结晶水合物，如KNO3、FeCl3、CuCl2、CuSO4 · 5H2O、FeSO4·7H2O等。
（5）蒸馏或分馏。分离沸点不同且互溶的液体混合物，如分离乙醇或甘油。
（6）冷卻法。利用气体液化的特点分离气体，如合成氨工业采用冷却法分离平衡混合气体中的氨气。
例2高纯活性氧化锌可用于光催化、光电极、彩色显影等领域。以工业级氧化锌（含Fe2 、Mn2 、Cu2 、Ni2 、Cd2 等）为原料，用硫酸浸出法生产高纯活性氧化锌的工艺流程如下：
已知Ksp[Fe（OH）3]=4.0×10-38。
回答下列问题：
（1）浸出时，为了提高浸出效率可采用的措施有（写两种）：_____。
（2）氧化时，加入KMnO4溶液是为了除去浸出液中的Fe2 和Mn2_（溶液中Mn2 全部转化为MnO2），请配平下列除去Fe2 的离子方程式：
口MnO4 口Fe2 口____==口MnO2↓ 口Fe（OH）3↓ 口H
（3）加入锌粉的目的是____。
（4）已知H2SO4浸出液中，c（Fe2 ）=5. 04 mg . L-1 ，c（Mn2 ） =1. 65 mg . L-1.
①加入KMn04溶液反应一段时间后，溶液中c（Fe3 ）=0. 56 mg . L-1，若溶液pH=3，则此时Fe3 ____ （填“能”或“不能”）生成沉淀。 ②若要除尽1m3上述浸出液中的Fe2 和Mn2 ，需加入_____ g KMnO4。
解析：（1）为了提高浸出效率，可以适当增大硫酸浓度，搅拌，将固体粉碎，提高浸出温度，等等。
（2）锰元素由 7价降低到 4价，而铁元素由 2价升高到 3价，根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒配平方程式。
（3）加入锌粉的目的：①消耗溶液中的H ，调节溶液pH，除去氧化时未完全沉淀的Fe3 ;②将Cu2 、Ni2 、Cd2 还原为单质而除去。
[专题训练]
1.硼及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿（主要成分为Mg2B2O5.H2O和Fe3 O4，还有少量Fe2 O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等）为原料制备硼酸（H3803）的工艺流程如下所示：
回答下列问题：
（1）写出Mg2B2O5 . H2O与硫酸反应的化学方程式：____ 。为提高浸出速率，除适当增加硫酸浓度外，还可采取的措施有_____（写出两条）。
（2）利用____ 的磁性，可将其从“浸渣”中分离。“浸渣”中还剩余的物质是_____（写化学式）。
（3）“净化除杂”需先加H2O2溶液，作用是____ 。然后再调节溶液的pH约为5，目的是 ____ 。
（4）“粗硼酸”中的主要杂质是____（填名称）。
（5）以硼酸为原料可制得硼氢化钠（NaBH4），它是有机合成中的重要还原剂，其电子式为____。
（6）单质硼可用于生产具有优良抗冲击性能的硼钢。以硼酸和金属镁为原料可制备单质硼，用化学方程式表示制备过程：_____ 。
2.以硅藻土为载体的五氧化二钒（V2O5）是接触法生产硫酸的催化剂。从废矾催化剂中回收V2O5既避免污染环境又有利于资源综合利用。废钒催化剂的主要成分见表2。
回答下列问题：
（1）“酸浸”时V2O5转化为VO2，反应的离子方程式为____ ，同时V2O4转化成VO2 。“废渣1”的主要成分是___ 。
（2）“氧化”中欲使3 mol的VO2 变为VO2，则需要氧化剂KCIO3至少为___mol。
（3）“中和”作用之一是使钒以V4O12形式存在于溶液中。“废渣2”中含有____ 。
（4）“离子交换”和“洗脱”可简单表示为4ROH V4 O12==R4V4 O12 40H-（ ROH为强碱性阴离子交换树脂）。为了提高洗脱效率，淋洗液应该呈 ____ 性（填“酸”“碱”或“中”）。
（5）“流出液”中阳离子最多的是__-- 。
（6）“沉钒”得到偏钒酸铵（NH4VO3）沉淀，写出“煅烧”中发生反应的化学方程式：____.
答案：1.（1） Mg2B2O5. H2O 2H2 SO4=△=2 MgSO4 2H3BO3 提高反应温度，减小铁硼矿粉粒径
（2）Fe3 O4 SiO2和CaSO4
（3）将Fe2 氧化为Fe3 使A13 和Fe3 形成氢氧化物沉淀而除去
（4）（七水）硫酸镁
提示：（1） Mg2B2 O5. H2O与硫酸反应生成H3 8O3、MgSO4，配平即可。为提高浸出速率，可以从温度（升高温度）、浓度、增大接触面积（将矿石粉碎）等角度分析。
（2） Fe3O4具有磁性，可以利用铁块将其从“浸渣”中吸出。SiO2不溶于H2SO4，CaO与H2SO4生成的CaSO4微溶于水，所以“浸渣”中还有SiO2和CaSO4。此时溶液中除H3 8O3外还有MgS04[由（1）中反应生成]、Fe2 （SO4）3、FeSO4、A12 （SO4）3.
（3）“净化除杂”先加H2 O2的目的是将Fe2 氧化为Fe3 ，然后再通过调节pH促进Fe3 、A13 水解生成Fe（ OH）3、Al（ OH）3沉淀而除去。
（4）“粗硼酸”中的主要杂质是没有被除去的MgSO4。
（5） NaBH4由Na 和BH4组成。其中的氢显-1价，-1价的H具有较强的还原性。
（6）以硼酸和金属镁为原料制备单质硼的过程：H3 BO3分解生成B2 O3，B2 O3与金属镁发生置换反应生成单质B。
2. （1） V2O5 2H -2VO H2OSiO2
（2）0.5
（3）Fe（OH）3、AI（OH）3
（4）碱
（5）K
（6） 2NH4VO3=高温=V2O5 H2O↑十2NH3↑
提示：（1）“酸浸”时V2 O5转化为VO2，前后V元素化合价不变，说明没有发生氧化还原反应，则反应的离子方程式为V205 2H =2VO2 H2O。由于SiO2与H2 SO4不反应，故“废渣1”的主要成分为Si02。
（2）VOz 变为VO2 ，V的化合价由 4价升高到 5价，转移1 e一，而氧化剂KClO3则被还原为KCI，化合价由 5价降低为 -1价，转移6e-，故欲使3 mol VO2 变为VO2 ，需氧化剂KC103的物质的量至少为3 mol×1÷6=0.5 mol。
（3）酸浸并用KC1O3氧化后的溶液中含有的Fe3 、A13 ，在“中和”时生成Fe（OH）3、Al（ OH）3沉淀，所以“废渣2”中含有Fe（OH）3、AI（OH）3。
（4）由题意知逆反应是“洗脱”，在碱性环境中有利于向“洗脱”方向进行，故淋洗液应呈碱性。
（5）由于前面加入了KCIO3、KOH，所以“流出液”中陽离子最多的是K 。
（6）根据原子守恒可知偏钒酸铵“煅烧”生成五氧化二钒、氨气和水蒸气，发生反应的化学方程式为2NH4VO3=高温=V2O5 H2O↑ 2NH3↑。
（责任编辑 谢启刚）
一、工业流程题的结构
二、工业流程题分类突破
题型一：物质制备类化工流程题。
1.核心反应——陌生方程式的书写。
（1）氧化还原反应：熟练应用氧化还原规 律判断产物，根据化合价升降相等配平。
（2）非氧化还原反应：结合物质性质和反 应实际判断产物。
2.原料的预处理。
（1）溶解（见表1）。通常用酸溶，如用硫 酸、盐酸等。
（2）灼烧、焙烧、煅烧。改变结构，使一些物质能溶解，并使一些杂质在高温下氧化、分解。
3.常用的控制反应条件的方法。
（1）调节溶液的pH。常用于使某些金属离子形成氢氧化物沉淀。调节pH所需的物质一般应满足两点：
①能与H 反应，使溶液pH增大;
②不引入新杂质。
例如：若要除去Cu2 中混有的Fe3 ，可加入CuO、CuCO3、Cu（OH），、Cu2 （OH）2CO3等物质来调节溶液的pH，不可加入NaOH溶液、氨水等。
（2）控制温度。根据需要升温或降温，改变反应速率或使平衡向需要的方向移动。
（3）趁热过滤。防止某物质降温时析出。
（4）冰水洗涤。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耗。
侧，NaCIO2是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等，其一种生产工艺如下：
回答下列问题：
（1） NaCIO2中CI的化合价为_____。
（2）写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式：____ 。
（3）“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成，精制时，为除去Mg2 和Ca2 ，要加入的试剂分别为 ___、___ 。“电解”中阴极反应的主要产物是 ____ 。
（4）“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2。此吸收反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为_____ ，该反应中氧化产物是____。
（5）“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力，其定义是：每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力。NaClO2的有效氯含量为____ 。（计算结果保留两位小数）
[解题流程]
第一步：读题目，明确目的——制备NaClO2。
第二步：审流程，分块破题——拆分工艺流程。
第三步：看设问，结合题中的问题，回到流程图中找答案。
[得分秘籍]
（1）设问一般相对独立，无连带效应，一个问题解决不了不会影响下一个问题的解决。
（2）题中基本上都有与流程无关的问题，可直接作答;对于超纲知识，题目中要么有信息提示，要么与解答题目无关。
题型二：提纯类化工流程题。
1.明确常用的提纯方法。
（1）水溶法。除去可溶性杂质。
（2）酸溶法。除去碱性杂质。
（3）碱溶法。除去酸性杂质。
（4）氧化剂或还原剂法。除去还原性或氧化性杂质。
（5）加热灼烧法。除去受热易分解或易挥发的杂质。
（6）调节溶液的pH法。如除去酸性溶液中的Fe3 等。
2.明确常用的分离方法。
（1）过滤。分离难溶物和易溶物，根据特殊需要采用趁热过滤或者抽滤等方法。
（2）萃取和分液。利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同提取分离物质，如用CC14或苯萃取溴水中的溴。
（3）蒸发结晶。提取溶解度随温度变化不大的溶质，如NaCI。
（4）冷却结晶。提取溶解度随温度变化较大的溶质、易水解的溶质或结晶水合物，如KNO3、FeCl3、CuCl2、CuSO4 · 5H2O、FeSO4·7H2O等。
（5）蒸馏或分馏。分离沸点不同且互溶的液体混合物，如分离乙醇或甘油。
（6）冷卻法。利用气体液化的特点分离气体，如合成氨工业采用冷却法分离平衡混合气体中的氨气。
例2高纯活性氧化锌可用于光催化、光电极、彩色显影等领域。以工业级氧化锌（含Fe2 、Mn2 、Cu2 、Ni2 、Cd2 等）为原料，用硫酸浸出法生产高纯活性氧化锌的工艺流程如下：
已知Ksp[Fe（OH）3]=4.0×10-38。
回答下列问题：
（1）浸出时，为了提高浸出效率可采用的措施有（写两种）：_____。
（2）氧化时，加入KMnO4溶液是为了除去浸出液中的Fe2 和Mn2_（溶液中Mn2 全部转化为MnO2），请配平下列除去Fe2 的离子方程式：
口MnO4 口Fe2 口____==口MnO2↓ 口Fe（OH）3↓ 口H
（3）加入锌粉的目的是____。
（4）已知H2SO4浸出液中，c（Fe2 ）=5. 04 mg . L-1 ，c（Mn2 ） =1. 65 mg . L-1.
①加入KMn04溶液反应一段时间后，溶液中c（Fe3 ）=0. 56 mg . L-1，若溶液pH=3，则此时Fe3 ____ （填“能”或“不能”）生成沉淀。 ②若要除尽1m3上述浸出液中的Fe2 和Mn2 ，需加入_____ g KMnO4。
解析：（1）为了提高浸出效率，可以适当增大硫酸浓度，搅拌，将固体粉碎，提高浸出温度，等等。
（2）锰元素由 7价降低到 4价，而铁元素由 2价升高到 3价，根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒配平方程式。
（3）加入锌粉的目的：①消耗溶液中的H ，调节溶液pH，除去氧化时未完全沉淀的Fe3 ;②将Cu2 、Ni2 、Cd2 还原为单质而除去。
[专题训练]
1.硼及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿（主要成分为Mg2B2O5.H2O和Fe3 O4，还有少量Fe2 O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等）为原料制备硼酸（H3803）的工艺流程如下所示：
回答下列问题：
（1）写出Mg2B2O5 . H2O与硫酸反应的化学方程式：____ 。为提高浸出速率，除适当增加硫酸浓度外，还可采取的措施有_____（写出两条）。
（2）利用____ 的磁性，可将其从“浸渣”中分离。“浸渣”中还剩余的物质是_____（写化学式）。
（3）“净化除杂”需先加H2O2溶液，作用是____ 。然后再调节溶液的pH约为5，目的是 ____ 。
（4）“粗硼酸”中的主要杂质是____（填名称）。
（5）以硼酸为原料可制得硼氢化钠（NaBH4），它是有机合成中的重要还原剂，其电子式为____。
（6）单质硼可用于生产具有优良抗冲击性能的硼钢。以硼酸和金属镁为原料可制备单质硼，用化学方程式表示制备过程：_____ 。
2.以硅藻土为载体的五氧化二钒（V2O5）是接触法生产硫酸的催化剂。从废矾催化剂中回收V2O5既避免污染环境又有利于资源综合利用。废钒催化剂的主要成分见表2。
回答下列问题：
（1）“酸浸”时V2O5转化为VO2，反应的离子方程式为____ ，同时V2O4转化成VO2 。“废渣1”的主要成分是___ 。
（2）“氧化”中欲使3 mol的VO2 变为VO2，则需要氧化剂KCIO3至少为___mol。
（3）“中和”作用之一是使钒以V4O12形式存在于溶液中。“废渣2”中含有____ 。
（4）“离子交换”和“洗脱”可简单表示为4ROH V4 O12==R4V4 O12 40H-（ ROH为强碱性阴离子交换树脂）。为了提高洗脱效率，淋洗液应该呈 ____ 性（填“酸”“碱”或“中”）。
（5）“流出液”中阳离子最多的是__-- 。
（6）“沉钒”得到偏钒酸铵（NH4VO3）沉淀，写出“煅烧”中发生反应的化学方程式：____.
答案：1.（1） Mg2B2O5. H2O 2H2 SO4=△=2 MgSO4 2H3BO3 提高反应温度，减小铁硼矿粉粒径
（2）Fe3 O4 SiO2和CaSO4
（3）将Fe2 氧化为Fe3 使A13 和Fe3 形成氢氧化物沉淀而除去
（4）（七水）硫酸镁
提示：（1） Mg2B2 O5. H2O与硫酸反应生成H3 8O3、MgSO4，配平即可。为提高浸出速率，可以从温度（升高温度）、浓度、增大接触面积（将矿石粉碎）等角度分析。
（2） Fe3O4具有磁性，可以利用铁块将其从“浸渣”中吸出。SiO2不溶于H2SO4，CaO与H2SO4生成的CaSO4微溶于水，所以“浸渣”中还有SiO2和CaSO4。此时溶液中除H3 8O3外还有MgS04[由（1）中反应生成]、Fe2 （SO4）3、FeSO4、A12 （SO4）3.
（3）“净化除杂”先加H2 O2的目的是将Fe2 氧化为Fe3 ，然后再通过调节pH促进Fe3 、A13 水解生成Fe（ OH）3、Al（ OH）3沉淀而除去。
（4）“粗硼酸”中的主要杂质是没有被除去的MgSO4。
（5） NaBH4由Na 和BH4组成。其中的氢显-1价，-1价的H具有较强的还原性。
（6）以硼酸和金属镁为原料制备单质硼的过程：H3 BO3分解生成B2 O3，B2 O3与金属镁发生置换反应生成单质B。
2. （1） V2O5 2H -2VO H2OSiO2
（2）0.5
（3）Fe（OH）3、AI（OH）3
（4）碱
（5）K
（6） 2NH4VO3=高温=V2O5 H2O↑十2NH3↑
提示：（1）“酸浸”时V2 O5转化为VO2，前后V元素化合价不变，说明没有发生氧化还原反应，则反应的离子方程式为V205 2H =2VO2 H2O。由于SiO2与H2 SO4不反应，故“废渣1”的主要成分为Si02。
（2）VOz 变为VO2 ，V的化合价由 4价升高到 5价，转移1 e一，而氧化剂KClO3则被还原为KCI，化合价由 5价降低为 -1价，转移6e-，故欲使3 mol VO2 变为VO2 ，需氧化剂KC103的物质的量至少为3 mol×1÷6=0.5 mol。
（3）酸浸并用KC1O3氧化后的溶液中含有的Fe3 、A13 ，在“中和”时生成Fe（OH）3、Al（ OH）3沉淀，所以“废渣2”中含有Fe（OH）3、AI（OH）3。
（4）由题意知逆反应是“洗脱”，在碱性环境中有利于向“洗脱”方向进行，故淋洗液应呈碱性。
（5）由于前面加入了KCIO3、KOH，所以“流出液”中陽离子最多的是K 。
（6）根据原子守恒可知偏钒酸铵“煅烧”生成五氧化二钒、氨气和水蒸气，发生反应的化学方程式为2NH4VO3=高温=V2O5 H2O↑ 2NH3↑。
（责任编辑 谢启刚）