無機化工流程題的解題策略

一、化工流程題特點

化工流程題是高考理科綜合的熱點題型，也是必考題型。這類題以元素化合物知識為主干，涵蓋了化學反應原理、實驗基本操作、物質制備和分離等知識。試題大多是以真實的工業生產作為背景，具有情境新、綜合性強、推理多、區分度大等特點。不僅考查化學基礎知識，還考查信息的獲取、加工、整合和積極思考解決實際問題的能力。在解題中，有些考生面對工藝流程題無所適從，讀題或審題脈絡不明、主次不清，耗費大量時間后卻依然一頭霧水，得分率普遍偏低。下面通過經典例題來分析如何做好這類題，為考生在解決這類題型時提供解題思路和策略。

二、工藝流程題解題策略

工藝流程題一般分為題干、流程圖和問題三部分。試題一般分為兩類，一類是以物質制備為目的，一類是以混合物的分離提純為目的。

1.粗讀題干，抓住兩個關鍵信息。

這類題題干有的較長，信息較多，在讀題的過程中，首先要抓到兩個關鍵信息，一是介紹該工藝生產的原材料（主要成分和雜質），二是工藝生產的目的（產品和副產品）。

2.快速瀏覽流程，辨別出流程的三個階段。

先整體瀏覽一下流程，基本辨別出流程的三個階段：原料預處理→核心化學反應→產品分離提純，這一過程可以快速進行，有個整體印象就行。

例題：三鹽基硫酸鉛（3PbO·PbSO₄·H₂O，相對分子質量為990）簡稱“三鹽”，白色或微黃色粉末，熱穩定性能優良，主要用作聚氯乙烯的熱穩定劑。“三鹽”是由可溶性鉛鹽中加入硫酸生成硫酸鉛，再加氫氧化鈉而制得。以100.0t鉛泥（主要成分為PbO、Pb及PbSO₄4等）為原料制備三鹽的工藝流程如下。

Ⅱ.鉛與冷鹽酸、冷硫酸幾乎不起作用。

分析：本題題干有點煩瑣，可以先快速看流程圖找到原料和產品（一般流程圖中第一種物質是原料，最后一種是產品），再從題干中很快找到原料鉛泥主要成分為PbO、Pb及PbSO₄，產品三鹽成分3PbO·PbSO₄·H₂O。再分辨出流程的三個階段。

流程分析：

3.攜帶問題，挖掘流程，精讀信息，解答問題。

本題設置有五個問題：

（1）寫出步驟①“轉化”的化學方程式______，該反應能發生的原因是______。

（2）步驟②“過濾1”后所得濾渣的主要成分為

（3）步驟③“酸溶”，最適合選用的酸為______，為提高酸溶速率，可采取的措施是______（任意寫出一條）。

（4）步驟⑥“合成”三鹽的化學方程式為______。

（5）從原子利用率的角度分析該流程的優點為______。

對整個試題有了粗略了解之后，結合具體問題，有的放矢，挖掘跟該題相關流程以及資料信息，解答問題，這樣可以加快解題速度和提高答題的準確率。流程中一般會呈現超出教材范圍的知識，但題目中往往會有提示或者這些知識與所問的問題沒有相關性，所以要結合問題弄懂流程圖，不必將每種物質都推出，只需問什么推什么，跟問題無關的東西不必花時間去追究。讀信息時主干部分抓住關鍵字、詞;讀流程圖，重點抓住物質流向（箭頭的“流入”“流出”與“返回”，流人的是反應物，流出的是生成物，回頭的為循環利用）、實驗操作方法等。

第（3）問要抓住流程中進入“酸溶”的反應物是“過濾1”后所得濾渣（Pb、PbO和PbCO₃），再結合已知信息Ⅱ，鉛與冷鹽酸、冷硫酸幾乎不起作用，即可判斷最適合的酸為HNO₃（題給資料信息要善于應用）;由化學反應原理中影響化學反應速率的因素可知：適當升溫、適當增大硝酸濃度、減小濾渣顆粒、攪拌等均可提高酸溶速率。

對于第（4）（5）兩問，要抓住“箭頭流向”分析，找出反應物和生成物，結合守恒規律配返回箭頭，意味著濾液2可循環利用，提高了利用率，所以優點為HNO₃溶液可以循環利用。

通過對以上五個問題的分析表明：帶著問題、挖掘圖示、注意箭頭流向、充分利用題給信息，根據已學的化學基礎知識可順利解決相關問題。

4.抓住“流程為終端的產品服務”這個關鍵點。

流程中的一切處理方法、反應和操作都是為獲得產品而服務的，抓住這個關鍵點，就知道從什么角度應用什么知識解答問題。

上面題目中所有反應和操作都是為獲得三鹽（3PbO·PbSO₄·H₂O）服務的，根據原料的成分PbO、Pb及PbSO₄，可判斷上述流程主要都是為了如何實現將PbO、Pb轉化為PbSO₄而做的，抓住這個關鍵有利于對上述問題的分析。

5.從問題本身獲取信息，幫助解題。

題目中所設置的問題本身也隱含著有用的信息，善于從中獲取信息，可幫助解題。

例題：鉍（Bi）的無毒與不致癌性有很多特殊用途，其化合物廣泛應用于電子、醫藥等領域。由輝鉍礦（主要成分為Bi₂S₃，含雜質PbO₂等）制備Bi₂O₃的工藝如下。

“置換”時生成單質鉍的離子方程式為______，“母液1”中通入氣體X后可循環利用，氣體X的化學式為______。

分析：根據圖示和問題本身蘊含的信息容易解答。置換時加入的是“Fe”生成的是單質鉍，Fe與Bi3+發生置換反應后轉變為Fe²⁺（即3Fe+2Bi³⁺=3Fe²⁺+2Bi），這一問的設置是為后一問鋪墊，引導思考得到的“母液1”中主要含FeCl₂，再結合關鍵詞“可循環利用”，說明氣體X與“母液1”成分反應后生成了前面流程中的“進料”FeCl₃或鹽酸，顯然是Cl₂氧化了Fe²⁺生成可循環利用的FeCl₃。

6.跳躍思維，規范答題。

答題時應注意前后問題有些沒有“相關性”，有些試題設置的前后問題沒有相關性，即使前一問答不出，也不會影響后面的答題。我們在答題時也可以采取跳躍思維。

例如：上題“粗鉍”中含有的雜質主要是Pb，通過熔融鹽電解精煉可達到除雜的目的，其裝置如圖1。電解后，陽極底部留下的為精鉍。陽極材料為______，陰極的電極反應式為______。

這是一個獨立的電解法精煉金屬問題。“粗鉍”中含有的雜質主要是Pb，電解后，陽極底部留下的為精鉍，所以電解過程就是除去“粗鉍”中Pb。電解精煉時，粗鉍作陽極，Pb放電變成Pb²⁺進入溶液，陰極上發生還原反應，電極反應式為Pb²⁺+2e^-=Pb。

化工流程題綜合性強、其有一定難度，解答好這類題型是高考取勝的關鍵，牢固地掌握基礎知識是做好化工流程題的前提。同時我們也要善于在流程圖和問題中提取信息，分析信息，掌握處理這類題型的解題策略，在考試中做到沉著冷靜，有條不紊地答題。

（責任編輯 謝啟剛）