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化学流程图专题分析
学观点、安全生产思想及从经济的视角分析、评价、探究实际生产中各种问题的能力为了能够从容应答这 类试题，考得理想的分数，下面我通过一个例题来分析解答化工题的一般思路和主要策略，希望大家多提 宝贵意见。
【例 1】重铬酸钠 (Na2Cr2O7·2H2 O)俗称红矾钠，在工业方面有广泛用途。我国目前主要是以铬铁矿（主要成份为 FeO·Cr2O3，还含有 Al 2O3、 MgO 、 SiO2 等杂质）为主要原料进行生产，其主要工
艺流程如下：
考化学试题中均考查了化工题，江苏省十三大市化学试题中几乎都设置了化工题。化工题是以某个具体的 工业生产为背景，以化学基本理论为主线，结合化学实践 ! 环境保护 ! 化学计算等考查同学们应用所学知识 探究解决生产实际问题的能力，对综合能力要求很高 \化工题的特点表现为 :题目多以流程图的形式出现 ;题 目所涉及的情景新颖 ;在题目中还时常出现一些化工术语 (酸浸 ! 水洗 !水热处理表面处理等 )；题目实际考查 的是应用化学反应原理、 化学平衡原理、 离子平衡理论 !晶体结构知识 !物质制备和分离 (提纯 ) 知识、绿色化
江苏省前黄高级中学
随着新课改的进行，在高考化学试题中化工题逐渐成为一类热门的主流题型
\它将高中化学与某些化工
生产很好地融合在一起，题目情景新颖，综合性强，思维量大，具有挑战性。一些专家预测，在新课改背 景下，无机化工题可能会逐渐取代以往高考化学试题中的无机框图型推断题，
2007 年广东、山东、上海高
①中涉及的主要反应有：
主反应： 4FeO·Cr2O3＋ 8Na2CO3＋ 7O2 8Na2CrO 4＋ 2Fe2O3＋ 8CO2
Na2SiO3＋ CO2↑、 Al 2O3 ＋
副反应： SiO 2＋ Na2CO3 Na2CO3 2NaAlO 2＋ CO2↑
pH 部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶
： 液的
沉淀物 完全沉淀时溶液 pH
Al(OH) 3 Fe(OH) 3 Mg(OH) 2 4。 7
3。 7
11。 2
Cr(OH) 3 5。 6
试回答下列问题：
⑴ “① ”中反应是在回转窑中进行，反应时需不断搅拌，其作用是
▲ 。两个副反应均为吸热反应，但
。 在高温下均能自发进行，其原因是 ▲
⑵ “③ ”中调节 pH 至 4.7，目 的是 ▲ 。
⑶ “⑤ ”中加硫酸酸化的目的是▲ 2－2－
CrO4 转化为 Cr2O7 ，请写出该平衡转化的离子方程式： 。 使
⑷ “⑦ ”中采用冷却结晶的方法析出红矾钠，依据 ▲ 。
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是
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【解析】以红矾钠的工业制备为背景考察化学原理部分的知识，过程中考察了条件的控制、化学反 应方向的判断、溶度积常数的表达式和控制 pH 的应用。搅拌的目的是增大反应物的接触机会，从而加 快反应速率。由于这两个副反应是在高温下才自发进行，所以必然是一个△ S>0 的反应。③溶液中存在
—2—、 SiO3 ， pH 调至 4.7，是为了除去其中
2－—2—的 AlO 2 、SiO 3 。硫酸钠的 的主要阴离子有 CrO4 、AlO 2
溶解度随温度的升高，先增大后减小，这一点较特殊，设问较困难。若给出其溶解度曲线，则可以帮助
△S＞ 0 ⑵除去溶液中
AlO 2 【答 案】⑴ 使反应物接触更充分，加快反应速率 的
2－
Cr2O7 ＋ H2O ⑷红矾钠的溶解度随温度的降低而减⑶ 2CrO －2＋ 2H+ 小 4
理解最后两步工艺。
— 、 SiO3
2—【小结】学生审题不清（采用冷却结晶的方法析出红矾钠，要回答的是依据而不是原因、试题要求写 出 CrO4 转化为 Cr2O7 的平衡转化离子方程式，但很多学生不用可逆符号而用等号） ，概念混淆（不断搅
拌、增大反应物的接触面积能提高反应速率，能不能使平衡移动、不能增大反应物的转化
率） ，思考问题 的指向不正确（讨论反应能否自发进行应从什么角度思考？部分学生还不知道） 原理不清，不能正确分析流程图中所包含的化学反应。
【例 2】明矾石是制取钾肥和氢氧化铝的重要原料，明矾石的组成和明矾相似，此外还含有氧
化铝和少量氧化铁杂质。具体实验步骤如下图所示：
，分析问题能力差，化学
2－
2－
根据上述图示，完成下列填空：
(1 ）明矾石焙烧后用稀氨水浸出。配制 500mL 稀氨水（每升含有 39。 20g 氨）需要取浓氨水（每升含有 251.28g 氨） __________mL ，用规格为 _______mL 量筒量
取。
2－＋＋ 外，还有大量的 NH 。检验 NH 4 的方(2 ）氨水浸出后得到固体混合体系，过滤，滤液中
＋K 、SO4 4 法 除
是 _______________________________________________________ 。
(3 ）写出沉淀物中所有物质的化学式 ________________________________________ 。 (4 ）滤液 I 的成分是水和 ______________。
(5 ）为测定混合肥料 K 2SO4、(NH 4 )2SO4 中钾的含量，请完善下列步骤：
①称取钾氮肥试样并溶于水，加入足量 ______溶液，产生白色沉淀。② ___________ 、 __________、 _________( 依次填写实验操作名称 )。③冷却、称重。 (6 ）若试样为
的物质的量为： 的代数式表示） 。
【解析】（ 1）根据稀释前后溶质质量不变得：0.5L ×39.2g/L ＝ v×251.28g/L ， v＝ 0.078L ＝ 78mL。为了
减少误差，最好选用与氨水的实际体积稍大一点的量筒即可。
mg，沉淀的物质的量为 ______mol （用含有
n mol，则试样中 m、 n
K 2 SO4
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＋
（2） NH4 的检验方法是先
将
NH 4
＋
中加入强碱，使之转化为
NH 3，然后检验
NH 3：用润湿的红色石蕊试
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纸放在向移的试管口，试纸变蓝色，说明有氨气放出，原物质中含有铵根离子。
3 Al(OH) 3NH 3·H ＋ （ 3）＋＋Al(OH) 3↓＋ 3NH 4 ，根据题意明矾石中
Al 2O3、Fe2O3，所以沉淀物为 3、 Al 2O 含有
===
Al 2O3 和 Fe2O3。
K 2 SO4 和反应后生成的 (NH 4)2 SO4 以及（ 4）由于明矾石的组成与明矾相似，所以滤液的成分中
水。 含有
K 2SO4 和 (NH 4)2SO4，要产生白色沉淀，加入的溶液为 BaCl2 或 Ba(NO 3 )2 溶液，以后 （ 5）混合肥料中含有
的操作为：先将混合液过滤，然后洗涤，最后干燥，冷却后称量。
（ 6）根据题意有： 174n(K 2SO4) ＋132n[(NH 4)2SO4]=mg ??
①，
2
再由 SO 4 守恒得： n(K 2SO4)＋ n[(NH ? ②， n (K m－132n
2SO4) 4)2SO4]=nmol ? ＝ mol 。
42
【答案】 (1)78； 100。 (2)取滤液少许，加入 NaOH ，加热，生成的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。 (3)Al(OH
m－132n； Al O； FeO。 (4)K SO； (NH ) SO。 (5)BaCl ；过滤；洗涤；干燥。 (6) mol 。 32323244242)
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工业上以软锰矿为原
【例 3】二氧化锰是制造锌锰干电池的基本材料。 料， 利用硫酸亚铁制备高纯二氧
化锰的流程如下：
某软锰矿的主要成分为 MnO 2，还含有Si(16。27%) 、Fe(5。86%) 、Al(3 。42%)、Zn(2 。68%)和 Cu（ 0。 86%）等元素的化合物。部分阳离子以氢氧化物或硫化物的形式完全沉淀时溶液的 问题：
pH 见下表，回答下列
Fe(OH) 3 Fe(OH) Cu(OH) 2 Zn(OH)
Mn(OH) 2 2 CuS 沉淀物 Al(OH) 3 2
≥–
pH 5.2 3.2 9.7 10.4 6.7 8.。 0 0.42 （ 1） FeSO4 在酸性条件下将 MnO 2 还原为 MnSO 4，酸浸时发生的主要反应的化学方程式为
（ 2）滤渣 A 的主要成分是
。
ZnS MnS FeS ≥ 2.5≥7 ≥7
。
（ 3）加入 MnS 的目的是除去 杂质。
（ 4）碱性锌锰电池
MnO 2 参与的电极反应方程式为 中， 。
（ 5）从废旧碱性锌锰电池中可以回收利用的物质
有 （写两种）。
【解析】考查学生对元素化合物的主要性质的掌握、书写电极反应方程形式的能力以及学生能够
从试
题提供的新信息中，准确地提取实质内容，并与已有知识模块整合，重组为新知识模块的能力。由
反应流
程可知：在酸性条件下二氧化锰
Fe2+ 氧化为 Fe3+，将 Cu 氧化成 Cu2+，此外溶液中的还有 Zn 2+和 Al 3+， 将
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高中化学流程图专题解析
