【題型研析】無機(jī)化工流程題具有很強(qiáng)的綜合性，是每年高考的固定題型，這類試題的特點是情境新，問題設(shè)置每年都有獨到之處。題目一般將化工生產(chǎn)流程或流程中的某一片段用框圖的形式表示出來，主要涉及化學(xué)實驗的基本操作、物質(zhì)的性質(zhì)、制備與轉(zhuǎn)化、混合物的分離與提純、陌生情景中化學(xué)方程式的書寫及簡單計算等內(nèi)容。此類試題閱讀量大、陌生度高，要求考生將所學(xué)知識與框圖中物質(zhì)轉(zhuǎn)化的相關(guān)信息充分融合，從而挖掘圖表中的有用信息，提高自身解決問題的能力。
【命題模型】1．工藝流程圖示根據(jù)工藝流程的生產(chǎn)階段特征，近五年高考題中所涉及的工藝流程題一般分為三個階段，即原料預(yù)處理階段、物質(zhì)轉(zhuǎn)化及除雜階段、產(chǎn)品的獲得及純化階段。
2．流程轉(zhuǎn)化中的“四大思想”(1)元素守恒思想。原料中的“核心元素”經(jīng)多步轉(zhuǎn)化，最終“存留”于目標(biāo)產(chǎn)物中，該思想是工藝流程圖的主線。(2)物料轉(zhuǎn)化思想。工藝流程圖中呈現(xiàn)的各個“方框”一般表示工業(yè)生產(chǎn)中的反應(yīng)釜，方框中的物質(zhì)表示反應(yīng)釜中的“主要物質(zhì)”，方框之間的“箭頭”表示“轉(zhuǎn)化關(guān)系”，箭頭的上方或下方一般注明轉(zhuǎn)化時加入的試劑或需控制的條件等。(3)教材聯(lián)系生產(chǎn)的思想。工藝流程題中的大部分化學(xué)反應(yīng)來源于教材，部分陌生的化學(xué)反應(yīng)，其反應(yīng)原理也源于教材；工藝流程圖中的工業(yè)操作(反應(yīng)裝置)與教材中的實驗操作(實驗裝置)相對應(yīng)。(4)綠色環(huán)保思想。對環(huán)境無害的物質(zhì)可以直接排放，部分物質(zhì)需要循環(huán)利用，實現(xiàn)資源利用最大化。
【分類突破】題型一　物質(zhì)制備型工藝流程題1．制備過程中原料預(yù)處理的5種常用方法
2.制備過程中控制反應(yīng)條件的6種方法
特別提醒調(diào)節(jié)pH所需的物質(zhì)一般應(yīng)滿足兩點(1)能與H＋反應(yīng)，使溶液的pH變大。(2)不引入新雜質(zhì)。例如若要除去Cu2＋中混有的Fe3＋，可加入CuO、Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3等物質(zhì)來調(diào)節(jié)溶液的pH，不可加入NaOH溶液、氨水等。
3.化工流程題中表述性詞匯“八大答題方向”化工生產(chǎn)流程和綜合實驗題中經(jīng)常會出現(xiàn)一些表述性詞語，這些表述性詞語就是隱性信息，它可以暗示我們所應(yīng)考慮的答題角度。常見的有(1)“控制較低溫度”——常考慮物質(zhì)的揮發(fā)、物質(zhì)的不穩(wěn)定性和物質(zhì)的轉(zhuǎn)化等。(2)“加過量試劑”——?？紤]反應(yīng)完全或增大轉(zhuǎn)化率、提高產(chǎn)率等。(3)“能否加其他物質(zhì)”——?？紤]會不會引入雜質(zhì)或是否影響產(chǎn)品的純度。(4)“在空氣中或在其他氣體中”——主要考慮O2、H2O、CO2或其他氣體是否參與反應(yīng)或達(dá)到防氧化、防水解、防潮解等目的。
(5)“判斷沉淀是否洗凈”——常取少量最后一次洗滌液于試管中，向其中滴加某試劑，以檢驗其中的某種離子。(6)“檢驗?zāi)澄镔|(zhì)的設(shè)計方案”——通常取少量某液體于試管中，加入另一試劑產(chǎn)生某現(xiàn)象，然后得出結(jié)論。(7)“控制pH”——?？紤]防水解、促進(jìn)生成沉淀或除去雜質(zhì)等。(8)“用某些有機(jī)試劑清洗”——①降低物質(zhì)的溶解度，有利于產(chǎn)品析出；②洗滌沉淀：減少損耗和提高利用率等。
4．教材中重要物質(zhì)制備的工藝流程【資源】海洋
【素養(yǎng)專練】1．某油脂廠廢棄的油脂加氫鎳催化劑主要含金屬Ni、Al、Fe及其氧化物，還有少量其他不溶性物質(zhì)。采用如下工藝流程回收其中的鎳制備硫酸鎳晶體(NiSO4·7H2O)：溶液中金屬離子開始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：
回答下列問題：(1)“堿浸”中NaOH的兩個作用分別是________________________。為回收金屬，用稀硫酸將“濾液①”調(diào)為中性，生成沉淀。寫出該反應(yīng)的離子方程式_______________________________________。(2)“濾液②”中含有的金屬離子是_________________________。(3)“轉(zhuǎn)化”中可替代H2O2的物質(zhì)是________。若工藝流程改為先“調(diào)pH”后“轉(zhuǎn)化”，“濾液③”中可能含有的雜質(zhì)離子為________。
除去油脂、溶解鋁及其氧化物
Ni2＋、Fe2＋、Fe3＋
(4)利用上述表格數(shù)據(jù)，計算Ni(OH)2的Ksp＝__________________(列出計算式)。如果“轉(zhuǎn)化”后的溶液中Ni2＋濃度為1.0 ml·L－1，則“調(diào)pH”應(yīng)控制的pH范圍是________。(5)硫酸鎳在強(qiáng)堿溶液中用NaClO氧化，可沉淀出能用作鎳鎘電池正極材料的NiOOH。寫出該反應(yīng)的離子方程式______________________________________________。(6)將分離出硫酸鎳晶體后的母液收集、循環(huán)使用，其意義是_______________________。
0.01×(107.2－14)2
2Ni2＋＋ClO－＋4OH－===2NiOOH↓＋Cl－＋H2O
2．硼酸(H3BO3)是一種重要的化工原料，廣泛應(yīng)用于玻璃、醫(yī)藥、肥料等工業(yè)。一種以硼鎂礦(含Mg2B2O5·H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3)為原料生產(chǎn)硼酸及輕質(zhì)氧化鎂的工藝流程如下：回答下列問題：
回答下列問題：(1)在95 ℃“溶浸”硼鎂礦粉，產(chǎn)生的氣體在“吸收”中反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________________________________________________。(2)“濾渣1”的主要成分有_________________。為檢驗“過濾1”后的濾液中是否含有Fe3＋，可選用的化學(xué)試劑是________。
NH4HCO3＋NH3===(NH4)2CO3
SiO2、Fe2O3、Al2O3　
解析：(1)硼鎂礦粉中加入(NH4)2SO4溶液反應(yīng)生成氨氣，氨氣與碳酸氫銨溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為NH4HCO3＋NH3===(NH4)2CO3。(2)硼鎂礦中的SiO2、Fe2O3、Al2O3與(NH4)2SO4溶液不反應(yīng)，也不溶解，過濾后形成濾渣1。因為KSCN溶液遇Fe3＋變?yōu)榧t色，所以KSCN溶液常用于Fe3＋的檢驗。
將溶液中的硼元素轉(zhuǎn)化為H3BO3，促進(jìn)析出
微點撥　拆分流程圖——“三看、二挖、一聯(lián)”
題型二　物質(zhì)分離、提純型工藝流程題1．把握物質(zhì)提純的6種常用方法
2.正確選擇物質(zhì)分離的6種常用方法
3.物質(zhì)成分確定的3類方法(1)濾渣、濾液成分的確定要考慮樣品中原料和雜質(zhì)的成分在每一步驟中與每一種試劑反應(yīng)的情況：①反應(yīng)過程中哪些物質(zhì)(離子)消失了？②所加試劑是否過量或離子間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)又產(chǎn)生了哪些新離子？這些離子間是否會發(fā)生反應(yīng)？
【素養(yǎng)專練】1．活性氧化鋅是一種新型多功能無機(jī)材料，以粗氧化鋅(含鐵、銅的氧化物)為原料提純獲得純凈活性氧化鋅的生產(chǎn)過程如下：已知各相關(guān)氫氧化物沉淀的pH范圍如下表所示：
請回答下列問題：(1)步驟Ⅱ中加入H2O2溶液的作用是____________________________(用離子方程式表示)。(2)用ZnO調(diào)節(jié)pH，以除去含鐵雜質(zhì)，調(diào)節(jié)pH的適宜范圍是____________。(3)步驟Ⅲ中加入Zn粉的作用：①________________；②進(jìn)一步調(diào)節(jié)溶液的pH。(4)堿式碳酸鋅[Zn2(OH)2CO3]煅燒的化學(xué)方程式為_____________________________。
2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
[流程圖解]流程圖中各步主要轉(zhuǎn)換如下：
2．納米銅是一種性能優(yōu)異的超導(dǎo)材料，以輝銅礦(主要成分為Cu2S)為原料制備納米銅粉的工藝流程如圖1所示：(1)用黃銅礦(主要成分為CuFeS2)、廢銅渣和稀硫酸共同作用可獲得較純凈的Cu2S，其原理如圖2所示，該反應(yīng)的離子方程式為____________________________________。
CuFeS2＋Cu＋2H＋===Cu2S＋Fe2＋＋H2S↑
(2)從輝銅礦中浸取銅元素時，可用FeCl3溶液作浸取劑。①反應(yīng)：Cu2S＋4FeCl3===2CuCl2＋4FeCl2＋S，每生成1 ml CuCl2，反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為________；浸取時，在有氧環(huán)境下可維持Fe3＋較高濃度，有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為___________________。②浸取過程中加入洗滌劑溶解硫時，銅元素浸取率的變化如圖3所示，未洗硫時銅元素浸取率較低，其原因是_____________________________________________。
4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O
生成的硫覆蓋在Cu2S表面，阻礙浸取
(3)“萃取”時，兩種金屬離子萃取率與pH的關(guān)系如圖4所示，當(dāng)pH>1.7時，pH越大，金屬離子萃取率越低，其中Fe3＋萃取率降低的原因是__________________________________。(4)用“反萃取”得到的CuSO4溶液制備納米銅粉時，該反應(yīng)中還原產(chǎn)物與氧化產(chǎn)物的質(zhì)量之比為________。(5)在萃取后的“水相”中加入適量氨水，靜置，再經(jīng)過濾、________、干燥、________等操作可得到Fe2O3。
Fe3＋水解程度隨pH的升高而增大
解析：(4)在堿性條件下，Cu2＋與N2H4反應(yīng)生成氮氣和銅，離子方程式為2Cu2＋＋N2H4＋4OH－===2Cu＋N2↑＋4H2O，反應(yīng)中還原產(chǎn)物為Cu，氧化產(chǎn)物為N2，質(zhì)量之比為(2×64)∶28＝32∶7。

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