一、题目特点

无机工艺流程题已逐渐成为高考试卷的主角，尤其是2010年的高考中，全国14套理综(化学)试卷，纯粹的无机工艺流程题有6道(其中江苏卷18题、20题都是无机工艺流程题)，实验室模拟的有3道。该类型题目的特点是：1.试题源于生产实际，以解决课堂互动探究化学实际问题为思路进行设问，充分体现了理论与实践相结合的观点。2.试题内容丰富，涉及基础知识较为全面，较好地考查学生对“双基”的掌握情况。3.题目难度为中等以上，分值较大，区分度强。

二、题目类型 从化工工艺分，可分为基础化工工艺题和精细化工工艺题；从生产过程中的主要工序分，可分为除杂提纯工艺流程题(如海水提纯)、原材料化学转化工艺流程题、电解工艺流程题、资源(能源)综合利用工艺流程题；按资源的不同，分为空气资源生产的工艺流程题(如合成氨)、利用水资源生产的工艺流程题(如海水提溴、镁、氯碱工业等)、利用矿产资源生产的工艺流程题(如工业制H2SO4、炼铁、炼钢等)、化石燃料生产的工艺流程题等。

三、知识贮备

1．熟练掌握中学化学中重要的化工生产原理(列举如下) 化学工业

主要原料：空气、化石燃料、水

???C＋HO?g?=====CO＋H????反应原理?

?HO?g?＋CO=====CO＋H

合成氨?工业??2NH?N＋3H??主要设备：合成塔

??主要生产过程：原料气制备→净化→压缩?? →合成→分离?

主要原料：空气、黄铁矿?硫铁矿?或硫磺、水

??

4FeS＋11O=====2FeO＋8SO

???? ——沸腾炉反应原理??硫酸与设备?2SO＋O

2SO——接触室

工业????SO＋HO===HSO——吸收塔

??生产过程：SO的制取→净化→SO的氧化???? →SO的吸收

高温

2

2

催化剂

22

22

高温、高压催化剂

23

高温

22232

催化剂△

223

3224

22

3

化学工业

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主要原料：饱和食盐水

?????电极反应阴极：2H＋2e===H↑

阳极：2Cl－2e===Cl↑ 反应???

?氯碱工业?原理?总反应：2NaCl＋2HO=====2NaOH

＋H↑＋Cl↑

??

主要设备：离子交换膜电解槽???生产过程：粗盐水→精制→电解

?

主要原料：石灰石、石英、纯碱

????CaCO＋SiO=====CaSiO＋CO↑?玻璃工业?反应原理??

?NaCO＋SiO=====NaSiO＋CO↑?

???主要成分：NaO·CaO·6SiO?

??

???

＋

－

2

－－

2

电解

2

22

高温

3232

高温

232232

22

2．熟练掌握分离、提纯的实验技能，如溶解、过滤、蒸馏、结晶、重结晶等。

3．熟练掌握化学计算的方法技巧，如守恒法、关系式法、差量法等。 四、解题思路

无机工艺流程题考虑的问题主要有以下几方面：一是选择将原料转化为产品的生产原理；二是除杂并分离提纯产品；三是提高产量和产率；四是减少污染，注意环保，发展“绿色化学”；五是考虑原料的来源丰富和经济成本；六是生产设备简单，生产工艺简便等。命题者围绕以上几方面设问，我们的解题思路是：

(1)从生产目的(标)出发，读懂框图(流程)。解答时要看框内，看框外，里外结合；边分析，边思考，易处着手；先局部，后全盘，逐步深入。

(2)分析流程中的每一步骤，从几个方面了解流程：A.反应物是什么，B.发生了什么反应，C.该反应造成了什么后果，对制造产品有什么作用。抓住一个关键点：一切反应或操作都是为了获得产品。

(3)从问题中获取信息，帮助解题，了解流程后着手答题。对反应条件的分析可从以下几个方面着手：对反应速率有何影响、对平衡转化率有何影响、对综合生产效益有何影响(如可以从原料成本，原料来源是否广泛、是否可再生，能源成本，对设备的要求，环境保护等方面考虑)。

五、典例导悟

典例导悟1 利用化学原理对工厂排放的废水、废渣等进行有效检测与合理处理。

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(一)染料工业排放的废水中含有大量有毒的NO2，可以在碱性条件下加入铝粉除去(加

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热处理后的废水会产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体)。除去NO2的离子方程式为________________________________________________________________________。

(二)某工厂对制革工业污泥中Cr元素的回收与再利用工艺如下(硫酸浸取液中金属离子

＋＋＋＋＋＋

主要是Cr3，其次是Fe3、Fe2、Al3、Ca2、Mg2)：

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常温下部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：

＋＋＋＋＋＋阳离子 Fe3 Fe2 Mg2 Al3 Cu2 Cr3 开始沉淀1.9 7.0 － － 4.7 － 时的pH 沉淀完全9(＞9溶3.2 9.0 11.1 8 6.7 时的pH 解) (1)酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施是________(至少写一条)。 ＋＋＋＋

(2)调pH＝8是为了除去__________(填Fe3、Al3、Ca2、Mg2)。

＋＋

(3)钠离子交换树脂的原理为Mn＋nNaR―→MRn＋nNa，被交换的杂质离子是

＋＋＋＋

____________(填Fe3、Al3、Ca2、Mg2)。

(4)试配平氧化还原反应方程式： Na2Cr2O7＋ SO2＋ H2O===

Cr(OH)(H2O)5SO4＋ Na2SO4；每生成1 mol Cr(OH)(H2O)5SO4消耗SO2的物质的量为____________。

＋＋＋

(三)印刷电路铜板腐蚀剂常用FeCl3。腐蚀铜板后的混合溶液中，若Cu2、Fe3和Fe2

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的浓度均为0.10 mol·L1，请参照上表给出的数据和提供的药品，简述除去CuCl2溶液中Fe3＋＋

和Fe2的实验步骤：

①________________________________________________________________________； ②________________________________________________________________________； ③过滤。(提供的药品：Cl2、浓H2SO4、NaOH溶液、CuO、Cu)。 典例导悟2 (2010·江苏，20)以水氯镁石(主要成分为MgCl2·6H2O)为原料生产碱式碳酸镁的主要流程如下：

H2ONH3NH3、NH4HCO3滤液

↓ ↓ ↓↑

水氯溶 预 沉过碱式→→→→热水解→→ 镁石解氨化淀镁滤碳酸镁

(1)预氨化过程中有Mg(OH)2沉淀生成，已知常温下Mg(OH)2的Ksp＝1.8×1011 mol3·L－3－－6－1＋

，若溶液中c(OH)＝3.0×10mol·L，则溶液中c(Mg2)＝________。 (2)上述流程中的滤液浓缩结晶，所得主要固体物质的化学式为________。

(3)高温煅烧碱式碳酸镁得到MgO。取碱式碳酸镁4.66 g，高温煅烧至恒重，得到固体2.00 g和标准状况下CO2 0.896 L，通过计算确定碱式碳酸镁的化学式。

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(4)若热水解不完全，所得碱式碳酸镁中将混有MgCO3，则产品中镁的质量分数________(填“升高”、“降低”或“不变”)。

典例导悟3 (2010·福建理综，24)硫酸锌可作为食品锌强化剂的原料。工业上常用菱锌矿生产硫酸锌，菱锌矿的主要成分是ZnCO3，并含少量的Fe2O3、FeCO3、MgO、CaO等，生产工艺流程示意如下：

(1)将菱锌矿研磨成粉的目的是

________________________________________________________________________。 (2)完成“氧化除铁”步骤中反应的离子方程式： Fe(OH)2＋ ________＋ ________=== Fe(OH)3＋ Cl

(3)针铁矿(Coethite)是以德国诗人歌德(Coethe)名字命名的，组成元素是Fe、O和H，化学式量为89，化学式是________。

(4)根据下表数据，调节“滤液2”的pH时，理论上可选用的最大区间为________。

Mg(OH)2 Zn(OH)2 MgCO3 CaCO3 开始沉淀10.4 6.4 — — 的pH 沉淀完全12.4 8.0 — — 的pH 开始溶解— 10.5 — — 的pH －2.8×106.8×10－125.6×10 －9－6 mol2·Ksp — L－33mol·L －2 mol2·L2 (5)工业上从“滤液3”制取MgO过程中，合适的反应物是________(选填序号)。 a．大理石粉 b．石灰粉 c．纯碱溶液 d．烧碱溶液

(6)“滤液4”之后的操作依次为________、________、过滤、洗涤、干燥。 (7)分析图中数据，菱锌矿粉中ZnCO3的质量分数不低于________。 典例导悟4 (2010·四川理综，29)四川攀枝花蕴藏丰富的钒、钛、铁资源。用钛铁矿渣(主要成分为TiO2、FeO、Fe2O3、Ti的最高化合价为＋4)作原料，生产白色颜料二氧化钛的主要步骤如下：

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