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第 59 讲 无机化工流程题的解题策略
[复习目标] 1.提升应用物质的转化及条件控制、分离提纯操作等相关知识解决实际问题的
能力。2.树立“绿色化学”的观念，形成资源综合利用、物能充分利用的意识。
1．常考无机化工流程的呈现形式
2．读图要领
(1)箭头：进入的是投料(反应物)，出去的是含产品中元素的物质(流程方向)、副产物或杂质
(支线方向)。
(2)三线：出线和进线均表示物料流向或操作流程，可逆线表示物质循环。
3．流程图中主要环节的分析
(1)原料的预处理
①溶解：通常用酸溶，如用硫酸、盐酸等。
水浸 与水接触发生反应或溶解
浸出 固体加水(酸)溶解得到离子
酸浸 在酸溶液中反应，使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去
浸出率 固体溶解后，离子在溶液中的含量的多少
②灼烧、焙烧、煅烧：改变结构，使一些物质能溶解，并使一些杂质在高温下氧化、分解。
③审题时要“瞻前顾后”，注意物质性质及反应原理的前后联系。
(2)核心反应——陌生方程式的书写
①氧化还原反应：熟练应用氧化还原反应规律判断产物，并根据化合价升降相等配平。
②非氧化还原反应：结合物质性质和反应实际判断产物。
(3)常用的分离方法
①过滤：分离难溶物和易溶物，根据特殊需要采用趁热过滤或者抽滤等方法。
②萃取和分液：利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同提取分离物质，如用 CCl 或苯
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萃取溴水中的溴。
③蒸发结晶：提取溶解度随温度变化不大的溶质，如从溶液中提取NaCl。
④冷却结晶：提取溶解度随温度变化较大的溶质、易水解的溶质或结晶水合物，如KNO 、
3FeCl 、CuCl 、CuSO ·5H O、FeSO ·7H O等。
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⑤蒸馏或分馏：分离沸点不同且互溶的液体混合物，如分离乙醇和甘油。
⑥冷却法：利用气体液化的特点分离气体，如合成氨工业采用冷却法分离平衡混合气体中的
NH 。
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一、调控化学反应速率提高效率
1．向铬铁矿(FeCrO)中通入 O 进行焙烧，焙烧时气体与矿料逆流而行，目的是
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______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
2．将催化剂负载在玻璃棉上而不直接平铺在玻璃管中，目的是________________________
______________________________________________________________________________。
3．[2020·北京，18(1)①]酸、过量铁屑对软锰矿(MnO )进行溶出前需研磨。目的是
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______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
4．向金属Bi中加入稀HNO 酸浸，过程中分次加入稀HNO 可降低反应剧烈程度，其原理
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是____________________________________________________________________________。
二、结晶与分离提纯操作应用
5．[2021·河北，14(4)②]向含 NH Cl 的滤液中加入 NaCl 粉末，存在 NaCl(s)＋
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NH Cl(aq)―→NaCl(aq)＋NH Cl(s)过程。为使NH Cl沉淀充分析出并分离，根据 NaCl和
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NH Cl溶解度曲线，需采用的操作________、__________、洗涤、干燥。
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6．[2019·全国卷Ⅰ，27(4)]由硫酸铁与硫酸铵的混合溶液，通过________________________
操作，经干燥得到硫酸铁铵晶体样品。
7．[2019·全国卷Ⅲ，27(5)改编]过滤得到乙酰水杨酸结晶粗品，该固体经纯化得白色的乙酰
水杨酸晶体，采用的“纯化”方法为______________________________________________。
8．[2021·湖南，15(1)]以碳酸氢铵和氯化钠为原料制备碳酸钠，并测定产品中少量碳酸氢钠
的含量，过程如下：已知：(i)当温度超过35 ℃时，NH HCO 开始分解。
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(ii)相关盐在不同温度下的溶解度表(g/100 g HO)
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温度/℃ 0 10 20 30 40 50 60
NaCl 35.7 35.8 36.0 36.3 36.6 37.0 37.3
NH HCO 11.9 15.8 21.0 27.0
4 3
NaHCO 6.9 8.2 9.6 11.1 12.7 14.5 16.4
3
NH Cl 29.4 33.3 37.2 41.4 45.8 50.4 55.2
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晶体 A 的化学式为________________________________，晶体 A 能够析出的原因是
______________________________________________________________________________。
三、沉淀金属离子和除杂条件分析
9．[2021·全国乙卷，26(2)]磁选后的炼铁高钛炉渣，主要成分有TiO、SiO、Al O、MgO、
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CaO以及少量的Fe O。为节约和充分利用资源，通过如下工艺流程回收钛、铝、镁等。
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该工艺条件下，有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH见下表。
金属离子 Fe3＋ Al3＋ Mg2＋ Ca2＋
开始沉淀的pH 2.2 3.5 9.5 12.4
沉淀完全(c＝1.0×10－5 mol·L－1)的pH 3.2 4.7 11.1 13.8
“水浸”后“滤液”的pH约为2.0，在“分步沉淀”时用氨水逐步调节pH至11.6，依次析
出的金属离子是__________________________。
10．[2020·北京，18(2)]由硫酸浸出的Mn2＋溶出液(含Mn2＋、Fe2＋、Al3＋、Fe3＋、H＋等)经纯
化得Mn2＋纯化液。已知：MnO 的氧化性与溶液pH有关。金属离子沉淀的pH如下表：
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Fe3＋ Al3＋ Mn2＋ Fe2＋
开始沉淀时 1.5 3.4 5.8 6.3
完全沉淀时 2.8 4.7 7.8 8.3纯化时先加入MnO ，后加入NH ·H O，调溶液pH≈5，说明试剂加入顺序及调节pH的原
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因：__________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________。
四、温度控制分析
11．TiO·xHO沉淀与双氧水、氨水反应40 min所得实验结果如下表所示：
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温度/℃ 30 35 40 45 50
TiO·xHO转化率/% 92 95 97 93 88
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分析40 ℃时，TiO·xHO转化率最高的原因：______________________________________
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______________________________________________________________________________。
12．[2021·福建，11(1)(2)(5)]四钼酸铵是钼深加工的重要中间产品，具有广泛的用途。一种
以钼精矿(主要含MoS ，还有Cu、Fe的化合物及SiO 等)为原料制备四钼酸铵的工艺流程如
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图所示。
回答下列问题：
(1)“焙烧”产生的气体用________吸收后可制取氮肥。
(2)“浸出”时，MoO 转化为MoO。提高单位时间内钼浸出率的措施有__________________
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_____________________________________________________________________(任写两种)。
温度对90 min内钼浸出率的影响如图所示。当浸出温度超过80 ℃后，钼的浸出率反而降低，
主要原因是温度升高使水大量蒸发，导致__________________________________________。
(5)“沉淀”时，加入NH NO 的目的是____________________________________________
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______________________________________________________________________________。
五、信息的提取与加工
13．[2022·湖南，17(3)(4)]以钛渣(主要成分为TiO ，含少量V、Si和Al的氧化物杂质)为原
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料，制备金属钛的工艺流程如下：已知“降温收尘”后，粗TiCl 中含有的几种物质的沸点：
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物质 TiCl VOCl SiCl AlCl
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沸点/℃ 136 127 57 180
回答下列问题：
(3)“除钒”过程中的化学方程式为________________________________；“除硅、铝”过
程中，分离TiCl 中含Si、Al杂质的方法是________。
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(4)“除钒”和“除硅、铝”的顺序______(填“能”或“不能”)交换，理由是__________
______________________________________________________________________________。
