化學工藝流程的解題技巧

李英洲

摘 要：本文主要研究化學工藝流程的解題技巧。比如，要得到溶解度受溫度影響小的溶質(zhì)：濃縮（結晶），趁熱過濾；趁熱過濾目的：減少結晶損失；提高純度；要得到溶解度受溫度影響大的： 蒸發(fā)濃縮，冷卻結晶，過濾。

關鍵詞：化學工藝流程 解題 技巧

1 除雜、分離、提純類工藝流程題

本質(zhì)就是對混合物的除雜、分離、提純。

①首先，找出要得到的主要物質(zhì)是什么，混有哪些雜質(zhì)；

②然后，認真分析當加入某一試劑后，能與什么物質(zhì)發(fā)生反應，生成了什么產(chǎn)物；

③最后，思考要用什么樣的方法才能將雜質(zhì)除去。

這樣才能每一步所加試劑或操作的目的。

2 物質(zhì)制備類工藝流程題

①先是確定要制備什么物質(zhì)，從題干或問題中獲取有用信息，了解產(chǎn)品的性質(zhì)（具有某些特殊性質(zhì)的產(chǎn)物，要采取必要的措施來避免在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生其它雜質(zhì)，比如：產(chǎn)品受熱易分解，可能要低溫烘干、減壓烘干、減壓蒸發(fā)等）；②分析流程中的每一步驟，從幾個方面了解流程：反應物是什么？反應方程式是什么？該反應造成了什么后果？對制造產(chǎn)品有什么作用？③從問題中獲取信息，幫助解題。標準化問題要標準化回答。

題目中的信息往往是制備該物質(zhì)的關鍵所在。產(chǎn)物如果具有某些特殊性質(zhì)，則要采取必要的措施來避免在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生其它雜質(zhì)。

如：⑴如果在制備過程中出現(xiàn)一些受熱易分解的物質(zhì)或產(chǎn)物，則要注意對溫度的控制。⑵如果產(chǎn)物是一種會水解的鹽，且水解產(chǎn)物中有揮發(fā)性的酸產(chǎn)生時，則要加相對應的酸來防止水解。如：制備FeCl3、AlCl3、MgCl2、Cu（NO3）2等物質(zhì)時，要蒸干其溶液得到固體溶質(zhì)時，都要加相應的酸或在酸性氣流中干燥來防止它水解，否則得到的產(chǎn)物分別是Fe2O3 、Al2O3 、MgO、CuO；而像Al2 （SO4）3 、NaAlO2 、Na2CO3等鹽溶液，雖然也發(fā)生水解，但產(chǎn)物中Al（OH） 3 、H2SO4 、NaHCO3 、NaOH 都不是揮發(fā)性物質(zhì)，在蒸發(fā)時，抑制了鹽的水解，最后得到的還是溶質(zhì)本身。⑶如果產(chǎn)物是一種強的氧化劑或強的還原劑，則要防止它們發(fā)生氧化還原的物質(zhì)，如：含F(xiàn)e2+、SO32-等離子的物質(zhì)，則要防止與氧化性強的物質(zhì)接觸。⑷如果產(chǎn)物是一種易吸收空氣中的CO2或水（潮解或發(fā)生反應）而變質(zhì)的物質(zhì)（如NaOH固體等物質(zhì)），則要注意防止在制備過程中對CO2或水的除去，也要防止空氣中的CO2或水進入裝置中。⑸如果題目中出現(xiàn)了包括產(chǎn)物在內(nèi)的各種物質(zhì)的溶解度信息，則要注意對比它們的溶解度隨溫度升高而改變的情況，根據(jù)它們的不同變化，找出合適的分離方法。

3 熟悉工業(yè)流程常見的操作與名詞

工業(yè)流程題目在流程上一般分為3個過程：

（1）原料處理階段的常見考點與常見名詞

①加快反應速率（途徑：升高溫度、攪拌、粉碎）

②溶解：

③灼燒、焙燒、煅燒：改變結構，使一些物質(zhì)能溶解，并使一些雜質(zhì)高溫下氧化、分解

（2）分離提純階段的常見考點

①調(diào)pH值除雜

a.控制溶液的酸堿性使其某些金屬離子形成氫氧化物沉淀。若要除去Mn2+溶液中含有的Fe2+，應該怎樣做？

提示：先用氧化劑把Fe2+氧化為Fe3+，再調(diào)溶液的pH到3.7。

b.調(diào)節(jié)pH所需的物質(zhì)一般應滿足兩點： 能與H+反應，使溶液pH值增大；不引入新雜質(zhì)。 例如：若要除去Cu2+溶液中混有的Fe3+，可加入CuO、Cu（OH）2、Cu2（OH）2CO3等物質(zhì)來調(diào)節(jié)溶液的pH值。

②試劑除雜 ：加入某種試劑，使雜質(zhì)離子變?yōu)槌恋沓?/p>

③加熱：加快反應速率或促進平衡向某個方向移動如果在制備過程中出現(xiàn)一些受熱易分解的物質(zhì)或產(chǎn)物，則要注意對溫度的控制。

如：侯德榜制堿中的NaHCO3；還有如H2O2、Ca（HCO3）2、KMnO4、AgNO3、HNO3（濃）等物質(zhì)。

④降溫：防止某物質(zhì)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

⑤萃取

（3）獲得產(chǎn)品階段的常見考點：

①洗滌（冰水、熱水）洗去晶體表面的雜質(zhì)離子，并減少晶體在洗滌過程中的溶解損耗。

②蒸發(fā)、反應時的氣體氛圍抑制水解：如從溶液中析出FeCl3、AlCl3、MgCl2等溶質(zhì)時，應在HCl的氣流中加熱，以防其水解。

③蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶：如除去KNO3中的少量NaCl。

④蒸發(fā)結晶、趁熱過濾：如除去NaCl中的少量KNO3。

⑤重結晶

（4）其他常見考點

①化學方程式 ②實驗儀器 ③計算 ④信息

4 化學工藝流程題常考問題

1、“浸出”步驟中，為提高××的浸出率，可采取的措施有：

答：適當提高反應溫度、增加浸出時間，加入過量××，邊加邊攪拌

2、如何提高吸收液和反應速率：

答：適當提高溫度、增大吸收液的濃度、增大××與吸收液的接觸面積或攪拌

3、從溶液中得到晶體：

答：蒸發(fā)濃縮-冷卻結晶-過濾-洗滌-干燥

4、過濾用到的三個玻璃儀器：

答：普通漏斗、玻璃棒、燒杯

5、過濾后濾液仍然渾濁的可能的操作原因：

答：玻璃棒下端靠在濾紙的單層處，導致濾紙破損；漏斗中液面高于濾紙邊緣

6、沉淀洗滌操作：

答：往漏斗中（工業(yè)上改為往過濾器中）加入蒸餾水至浸沒沉淀，待水自然流下后，重復以上操作2-3次。

5 常見文字敘述套路

1、洗滌沉淀：往漏斗中加入蒸餾水至浸沒沉淀，待水自然流下后，重復以上操作2-3次。

2、從溶液中得到晶體：蒸發(fā)濃縮-冷卻結晶-過濾-（洗滌）。 結晶應注意：

（1）當溶液是單一溶質(zhì)時

①所得晶體不帶結晶水（如NaCl、KNO3）： 蒸發(fā)、結晶

②所得晶體帶結晶水（如CuSO4.5H2O等）： 蒸發(fā)濃縮（至有晶膜出現(xiàn)），冷卻結晶，過濾

（2）當溶液中有兩種或以上溶質(zhì)時

要得到溶解度受溫度影響小的溶質(zhì)：濃縮（結晶），趁熱過濾；趁熱過濾目的：減少結晶損失；提高純度；要得到溶解度受溫度影響大的： 蒸發(fā)濃縮，冷卻結晶，過濾。

參考文獻

[1] 2009-2013年普通高等學校招生全國統(tǒng)一考試（理科綜合）（福建卷）.

[2] 2010-2013年普通高等學校招生全國統(tǒng)一考試（理科綜合）（安徽卷）.

[3] 2010-2013年普通高等學校招生全國統(tǒng)一考試（理科綜合）（廣東卷）.