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第102题 如何解答工艺流程题？
化学工艺流程题是近几年高考的热点题型，是将化工生产过程中的主要操作流程、物质
变化流程、综合流程用框图形式表示出来，并根据有关化学反应原理，结合物质的检验、分离、
提纯等实验技能，考查考生化学知识综合运用能力。解答此类试题，关键要结合实验流程，弄
清每步是做什么、发生什么反应，运用什么样的原理和实验技能，以及对制备产品的作用，如
何除去副产品等。
点将台——过关必做
【将题102】利用废旧镀锌铁皮可制备磁性Fe O，胶体粒子及副产物ZnO。制备流程图如下：
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已知：Zn及其化合物的性质与Al及其化合物的性质相似，请回答下列问题：
(1)用NaOH溶液处理废旧镀锌铁皮的作用有________。
A．去除油污 B．溶解镀锌层 C．去除铁锈 D．钝化
(2)调节溶液A的pH可产生Zn(OH) 沉淀，为制得ZnO，后续操作步骤是________。
2
(3)由溶液B制取Fe O 胶体粒子的过程中，须持续通入N，其原因是_____________
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____________________________________。
(4)Fe O 胶体粒子能否用减压过滤法实现固液分离？__________(填“能”或“不能”)，
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理由是________________________________。
(5)用重铬酸钾法(一种氧化还原滴定法)可测定产物Fe O 中的二价铁含量。若需配制浓
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度为0.010 00 mol·L－1的KCr O 标准溶液250 mL，应准确称取________ g KCr O[保留4位
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有效数字，已知M(KCr O)＝294.0 g·mol－1]。配制该标准溶液时，下列仪器中不必要用到的
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有________(用编号表示)。
①电子天平 ②烧杯 ③量筒 ④玻璃棒 ⑤容量瓶 ⑥胶头滴管 ⑦移液管
(6) 滴定操作中，如果滴定前装有KCr O 标准溶液的滴定管尖嘴部分有气泡，而滴定结
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束后气泡消失，则测定结果将________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
解析：(1) 油脂可在NaOH碱性条件下水解，同时Zn与Al的化学性质相似，能与NaOH
溶液反应，故A、B项正确。(2)固液分离需用过滤(为加快过滤速度，常用减压过滤)，Zn(OH)
2
固体表面会粘有其离子，必须洗涤，将Zn(OH) 转化为ZnO需灼烧。(3)溶液B中有Fe2＋，N
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作为保护气，阻止溶液接触氧气，防止Fe2＋被氧化。(4)胶体粒子的直径较小，能透过滤纸。(5)
该题用固体配制物质的量浓度的溶液，不需量取液体，故不用量筒和移液管。(6)滴定前滴定
管尖嘴部分有气泡，必然显示消耗KCr O 的体积偏大，因而测定结果偏大。
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答案：(1)AB (2)抽滤、洗涤、灼烧 (3)N 气氛下，防止Fe2＋被氧化 (4)不能 胶体粒
2
子太小，抽滤时容易透过滤纸 (5)0.735 0 ③⑦ (6)偏大点拨：(1)在解析NaOH溶液的作用时，往往只集中在Zn与Al的性质相似，忽视NaOH
能除去油污。(2)不溶性碱需要灼烧才能分解。(3)减压过滤时Fe O 胶体粒子也会透过滤纸。
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(4)气泡占用体积，计算时所用标准溶液体积偏大，故所测结果偏大。
粮草库——过关必备
1．解析化工流程题的基本步骤
(1)了解流程，获取信息。①从题干中获取有用的信息，了解生产的产品；②分析流程，了
解每一步中反应物、发生的反应及其作用、挖掘反应条件、进行实验操作及其作用、记录重要
的数据等。③从问题中获取信息。解答时要看框内，看框外，里外结合；
(2)联系原理与方法。联系相关化学原理，即每步涉及的化学反应原理或实验方法与技能，
如对化学反应速率和化学平衡的影响、对平衡转化率的影响以及综合生产效益的影响、水解
平衡原理、沉淀溶解平衡等，涉及的实验分离、提纯、检验等。
(3)分析判断，得出解答。结合流程信息，运用化学反应原理和实验方法与技能，边分析、
边思考，易处着手，先局部、后全盘，逐步深入，正确分析、判断，得出合理的解答。
2．熟悉化学流程中常见的操作及其作用
(1)加酸作用；溶解，去氧化物(膜)，调节pH促进水解(生成沉淀等)。
(2)加碱作用：去油污，去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅，调节pH促进水解(生成沉淀等)。
(3)氧化剂：氧化某种离子，转化为目标物质或易与沉淀的离子(如Fe2+→Fe3+).
(4)采取加热：：加速某固体的溶解，加快反应速率；减少气体生成物的溶解并使其逸出；
使平衡向需要的方向移动；趁热过滤，防止某物质降温时因析出而损耗或带入新的杂质。
(5) 灼烧(煅烧)：除去可燃性杂质或使原料初步转化，使物质分解，转变为易溶的物质。
(6)控制低温：防止物质(如NaHCO 、NH HCO 、HO、浓HNO 等)的分解；防止物质(如
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盐酸、醋酸等)的挥发；抑制物质的水解，如冰水洗涤，以防止洗涤过程中的溶解损耗；增大气
体反应物的溶解度，使其被充分吸收。
(7) 结晶：要得到溶解度受温度影响小的溶质：浓缩结晶，趁热过滤；要得到溶解度受温
度影响大的溶质：蒸发浓缩，冷却结晶。
练兵场——过关必练
1．榴石矿石可以看作由CaO、Fe O、Al O、SiO 组成，由榴石矿石制取CaCl 和Al O 的
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实验步骤如下：(1) 榴石矿加盐酸溶解后，溶液里除了Ca2+外，还含有的金属离子是________。
(2) 对溶液Ⅰ进行操作时，控制溶液pH＝9～10 (有关氢氧化物沉淀的pH见下表)：
氢氧化物 Fe(OH) Al(OH) Ca(OH)
3 3 2
开始沉淀pH 1.5 3.3 12.0
NaOH不能过量，若NaOH过量可能会导致_________溶解，_________ 沉淀。
(3) 写出向沉淀物A中加入过量氢氧化钠溶液的离子方程式 __________________。
(4) ①某同学在实验室中用图1装置制取CO 气体并通入溶液Ⅱ中，结果没有沉淀产生，
2
可能的原是_________________________；为了能产生沉淀，该同学对下图装置进行了改进，
改进的方法为_______________________________________。
②若将二氧化碳气体通入澄清石灰水中，石灰水变浑浊，混合体系中除存在电离平衡、水
解平衡外，还存在溶解平衡，用方程式表示该溶解平衡关系________________________。
2．锂被誉为“金属味精”，以LiCoO 为正极材料的锂离子电池已被广泛用作便携式电源。
2
工业上常以β锂辉矿(主要成分为LiAlSi O，还含有FeO、MgO、CaO等杂质)为原料来制取金
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属锂。其中一种工艺流程如下：①部分金属氢氧化物开始沉淀和完全沉淀时的pH：
氢氧化物 Fe(OH) Al(OH) Mg(OH)
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开始沉淀pH 2.7 3.7 9.6
完全沉淀pH 3.7 4.7 11
②LiCO 在不同温度下的溶解度如下表：
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温度/℃ 0 10 20 50 75 100
LiCO 的溶解度/g 1.539 1.406 1.329 1.181 0.866 0.728
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请回答下列问题：
(1)反应Ⅱ加入碳酸钙的作用是： 。
(2) 写出反应Ⅲ中生成沉淀A的离子方程式： 。
(3) 反应Ⅳ生成LiCO 沉淀，写出在实验室中得到Li2CO 沉淀的操作名称 ，洗涤
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所得 LiCO 沉淀要使用________(选填“热水”或“冷水”)，你选择的理由是
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__________________________________。
(4)电解熔融氯化锂生产锂时，阳极产生的氯气中会混有少量氧气，原因是
________________________________________。
参考答案及解析：
1．解析：榴石矿石中氧化钙、氧化铝、氧化铁与盐酸生成氯化钙、氯化铝、氯化铁，二氧
化硅不反应。溶液I中控制pH=9～10，使Fe3+、Al3+完全沉淀，Ca2+不沉淀，若氢氧化钠过量，
则氢氧化铝溶解，Ca2+也形成沉淀。沉淀物A为氢氧化铝和氢氧化铁的混合物，加入过量氢
氧化钠溶液，氢氧化铝溶解生成偏铝酸钠，氢氧化铁不溶，向偏铝酸钠、氢氧化钠混合溶液中
通入过量二氧化碳气体生成氢氧化铝和碳酸氢钠。将大理石与盐酸产生的二氧化碳气体通
入偏铝酸钠、氢氧化钠混合溶液中无沉淀产生可能原因是二氧化碳气体中含有大量氯化氢
气体，可将产生的气体通过盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶。二氧化碳通入澄清石灰水生成碳酸钙沉淀，CaCO (s) Ca2+(aq)＋CO2 －(aq)。
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答案：(1) Fe3＋ Al3＋ (2)Al(OH) Ca(OH) (3)Al(OH) ＋OH－=AlO － ＋2HO
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(4)①盐酸挥发，制取的CO 中含有盐酸 在甲与乙之间加一盛有饱和NaHCO 溶液的
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洗气瓶 ②CaCO (s) Ca2+(aq)＋CO2 －(aq)
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2．解析：(1) 将LiAlSi O 改写为LiO•Al O•4SiO 可知，β-锂辉矿在加入过量浓硫酸后，
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只有SiO 不溶，同时Fe2+被氧化为Fe3+，并生成CaSO 沉淀，所以溶液中含有Fe3+、Al3+、
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Mg2+、Li+等离子，依据实验目的可知必须除去杂质离子，故在反应Ⅱ中加入碳酸钙的作用为：
除去反应Ⅰ中过量的HSO ，控制pH，使Fe3+、Al3+完全沉淀；(2) 利用题干信息知反应Ⅲ要
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除去Mg2+，但在加入沉淀剂Ca(OH) 时会引入大量Ca2+，故还需加入NaCO 除去Ca2+，即沉
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淀 A 为 Mg(OH) 沉淀与 CaCO 沉淀的混合物，反应的离子方程式为：Mg2+＋2OH－
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═Mg(OH) ↓、Ca2+＋CO2 －═CaCO ↓；(3) 实验室里分离固液混合物的操作是过滤，由题中
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给出LiCO 的溶解度与温度的关系，可知洗涤LiCO 沉淀要使用热水；(4) 由有氧气产生可
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逆推知可能的原因：加热蒸干LiCl溶液时，LiCl有少量水解生成LiOH，受热分解生成LiO，
2
电解时产生O。
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答案：(1)除去反应Ⅰ中过量的HSO 控制pH，使Fe3＋、Al3＋完全沉淀 (2)Mg2+＋
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2OH－═Mg(OH) ↓、Ca2+＋CO2 －═CaCO ↓ (3) 过滤 热水 LiCO 在较高温度下溶解
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度小，用热水洗涤可减少LiCO 的损耗 (4) 加热蒸干LiCl溶液时，LiCl有少量水解生成
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LiOH，受热分解生成LiO，电解时产生O(其他合理答案均可)
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