化工流程图解题技巧教学文稿

化工流程图解题技巧

思路+套路＝出路

例谈初中化学工艺流程解题策略与核心素养的培养

一、化工流程题特点

初中化学流程图考查主要有溶液的流程和气体的流程两大类：

㈠溶液溶质流程的特点：

⒈工业生产流程的主要框架:原料→预处理→分离提纯→核心反应→产品

⒉试题本质：想办法从原料混合物中获得纯净的产品。

⒊考查主要内容：物质的分离操作、除杂试剂的选择、生产条件的控制、产品分离提纯。

㈡气体流程主要考查常见气体的分离提纯或质量测定，

这类题考查问题主要设问出发点有：

⑴据流程图或题目提供的反应物和部分生成物书写情景方程式；⑵滤渣的成分；⑶滤液的成分；⑷核心反应条件的控制和原因；⑸选择化学除杂试剂及原因；⑹调pH值的范围及试剂的选择；

⑺相关实验操作及仪器；⑻相关计算等等。

工艺流程题的结构分题头、流程图和问题三部分。题头一般是简单介绍该工艺生产的原材料和工艺生产的目的(包括副产品)；流程图部分主要用框图形式将原料到产品的主要生产工艺流程表示出来；问题部分主要是根据生产过程中涉及到的化学知识设制成系列问题，构成一道完整的化学试题。

二、做解题过程

㈠审题的思路——明确目标

读流程图的方法――抓箭头：①主线主产品；②支线副产品；③回头循环品。

①原料与产品：明确原料，从原料出发，要得到最终产品，必须除去什么元素、引进什么元素？初中一般是关于Mg、Al、Zn、Fe、Cu、Ca这几种常见金属的流程。

②步骤与目的：加入某种试剂，采取这样的方法，其目的是什么？一般只考虑后面提问有关的步骤，其他不一定要清楚。

③信息与迁移：所给信息一定有用，而且一定用到，有时还需分解、重组、迁移到本题中来。

【注】：在答题时应注意：前一问回答不了，并不一定会影响回答后面的问题。

㈡答题的套路——原料的预处理方法：

①粉碎――目的：增大接触面积，使原料充分快速反应。

②煅烧――目的：使原料中某些成分氧化，如碳氧化气化除去；如金属氧化为金属氧化物而易被酸溶解，在后续步骤中容易被提取。

③溶解：有酸溶、水溶，又叫酸浸、水浸。

酸浸目的：与酸反应，使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去的溶解过程。

水浸目的：使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去的溶解过程。

三、核心素养化学符号书写

控制反应条件——答题的套路之一

1、调节pH值的目的：控制溶液的酸碱度使某些金属离子形成氢氧化物沉淀，从而分离除去。

调节pH值除杂：（一般是除Mg2+、Al3+、Zn2+、Fe2+、Fe3+等金属离子）

⑴除Fe2+要将其氧化成Fe3+，氧化剂可选择H2O2，原因是不引入新的杂质。

⑵调pH值所加试剂：一般是含被提纯物质中的金属阳离子对应的a、金属；b、金属氧化物；

c、金属氢氧化物；

d、金属碳酸盐（总之，这些物质要能与H+反应，又难溶于水，这样可即使过量而又不会引入新的杂质离子），有时候也可能加NaOH或氨水来调pH值，要据题意具体分析（一般是加的Na+、NH4+不会在后续的程序中难以分离）

⑶pH值的调节范围：据题意告知的某离子完全沉淀或开始沉淀的pH值数据来选择，不能随意更改，应该是题目中原始数据的组合。

例题：氧化镁在医药、建筑等行业应用广泛。以菱镁矿(主要成分为MgCO

3，含少量FeCO

3

，其他

杂质不溶于酸)为原料制备高纯氧化镁的实验流程如下：

（1）酸溶之前要将矿石粉碎的目的是。稀硫酸需要过量的目的是。酸溶步骤中碳酸镁溶解的反应方程式为，属于

反应。

（2）已知Mg2+、Fe2+和Fe3+在溶液中遇到氨水均可以转化成难溶性碱沉淀，开始沉淀和沉淀完全的pH如下表：

Mg2+Fe2+Fe3+

开始沉

淀

9.4 7.9 2.7

沉淀完

全

12.4 9.6 3.7

流程“氧化”一步中H

2O

2

的作用是将溶液中的Fe2+转化成Fe3+，不能直接沉淀Fe2+的原因

是，此步骤中要控制温度不能太高，原因是。反应要控制溶液pH值的范围是 ,滤渣2的化学式是。

2、温度的控制的目的（可用水浴或冰水浴来控制）

a、冰水浴目的：通常防止某种物质温度过高时会分解或挥发或溶解；

b、水浴目的：通常防止某种物质温度过高时会分解或挥发也可能是为了使某物质达到沸点挥发出来，具体问题要具体分析。如侯德榜制碱中，将CO2通入NaCl的氨溶液中，保持溶液的温度为（30+2）℃，可得NaHCO3晶体，温度控制在这个范围，目的就是有利于NaHCO3结晶析出并防止

NaHCO

3

分解。

c、对于一些工艺来说，降温或减压可以减少能源成本，降低对设备的要求，达到绿色化学的要求。

四、核心素养科学探究物质的分离和提纯的方法及目的——答题套路之二

①结晶：溶质从溶液中结晶析出的过程，主要有蒸发结晶、降温结晶两种形式，后者具体形式又分为Ⅰ冷却结晶；Ⅱ蒸发浓缩、冷却结晶。

②过滤：固、液分离（主要仪器：漏斗、烧杯、玻璃棒）

③趁热过滤：防止某物质降温时会析出。

④洗涤：通常有水洗、冰水洗涤、酒精（乙醇）洗。

水洗目的：洗去晶体表面的杂质离子（适用于溶解度小的溶质），如果杂质离子有毒，还需说是防止杂质离子污染环境，或回收再利用提高原料利用率。

冰水洗涤目的：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。

酒精洗目的：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并使晶体尽快干燥。

⑤煮沸：目的通常是是除去溶解在水中的气体（通常为CO

2、O

2

），例如探究铁生锈条件的实

验中需要用到迅速冷却经煮沸的蒸馏水，其中煮沸的目的就是除去溶解在水中的氧气。

五、核心素养语言表达，规范叙述——套路之三

①洗涤沉淀的方法：往漏斗中加入蒸馏水至没过沉淀物,待水自然流下后，重复以上操作2～3次。

②检验沉淀是否洗涤干净的方法：取最后一次的洗涤液，滴加××试剂（可与杂质的某些离子发生沉淀反应），如果没有沉淀生成，说明沉淀洗涤干净；否则说明沉淀未洗涤干净。

③检验沉淀是否完全的方法：静置，向上层清液中继续滴加××试剂，若没有沉淀生成，说明沉淀完全；若出现沉淀则说明沉淀未完全。

④过滤的方式有几种？降温结晶主要包括哪些步骤？

答：过滤、趁热过滤；蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥

⑤如何进行结晶蒸发操作？

答：将溶液转移到蒸发皿中加热，并用玻璃棒搅拌，待有大量晶体出现时停止加热，利用余热蒸干剩余水分。

【注意】：