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第14讲　无机化工流程题的解题策略
第二部分 元素及其化合物
第三章 金属及其化合物
目标导航·内容索引
复
习
目
标
内
容
索
引
精炼高考真题·明确高考方向
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。
任务1 熟悉无机化工流程试题的结构模型
任务2 梳理无机化工流程试题的知识点
任务3 无机化工流程试题的分析方法
任务4 无机化工流程试题中常见的答题模板
任务5 无机化工流程试题典例分析
原料预处理阶段
物质转化与分离阶段
目标产物生成阶段
粉碎或
焙烧
原料循环利用
预处理
溶液
浸出
固液分离
滤液
滤渣
金属单质
矿样
酸（碱）浸或盐浸
①加入氧化剂或还原剂②调pH
③加沉淀剂④加入萃取剂
过滤或萃取分液操作
沉淀物
晶体
目的：使原料中待提取元素的状态，由难浸出的化合物或单质转变成易浸出的化合物
结晶
电解
沉淀剂
任务1 熟悉无机化工流程试题的结构模型
任务 2 梳理无机化工流程试题的知识点
工艺流程题一般分为原料处理、分离提纯、获得产品三个阶段。通过对给定的原料进行预处理、分离提纯,再经过若干步反应,最后制得目标物质。
知识点1 工业流程题中的常考知识点
1.原料处理阶段的常见考查点
①研磨：减小固体的颗粒度，增大固体与液体或气体间的接触面积，加快反应速率。②水浸：与水接触反应或溶解。
③酸浸：与酸接触反应或溶解，使可溶性金属进入溶液，不溶物通过过滤除去。
④灼烧：除去可燃性杂质或使原料初步转化，如从海带中提取碘时的灼烧就是为了除去可燃性杂质。
⑤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，如煅烧高岭土。
任务 2 梳理无机化工流程试题的知识点
2．分离提纯阶段的常见考查点
（1）调pH除杂
①控制溶液的酸碱性使其中的某些金属离子形成氢氧化物沉淀。如若要除去Al3＋、
Mn2＋溶液中含有的Fe2＋，先用氧化剂把Fe2＋氧化为Fe3＋，再调溶液的pH。
②调节pH所需的物质一般应满足两点：能与H＋反应，使溶液pH增大；不引入新
杂质。例如：若要除去Cu2＋溶液中混有的Fe3＋，可加入CuO、Cu(OH)2、
Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH。
（2）加热：加快反应速率或促进平衡向某个方向移动。
如果在制备过程中出现一些受热易分解的物质或产物，则要注意对温度的控制。
如侯氏制碱法中的NaHCO3；还有如H2O2、Ca(HCO3)2、KMnO4、AgNO3、
HNO3(浓)等物质。
（3）降温：防止某物质在高温时会溶解(或分解)；使化学平衡向着题目要求的方向
移动
任务 2 梳理无机化工流程试题的知识点
3．获得产品阶段的常见考查点
（1）洗涤(冰水、热水)：如乙醇洗涤既可洗去晶体表面的杂质，又可减少晶体溶解的损耗。
（2）蒸发时的气体氛围抑制水解：如从溶液中析出FeCl3、AlCl3、MgCl2等溶质时，应在HCl的气流中加热，以防其水解。
（3）蒸发浓缩、冷却结晶：如NaCl和K2Cr2O7混合溶液，若将混合溶液加热蒸发后再降温，则析出的固体主要是K2Cr2O7，这样就可分离出大部分K2Cr2O7；同样原理可除去KNO3中的少量NaCl。
（4）蒸发结晶、趁热过滤：如NaCl和K2Cr2O7混合溶液，若将混合溶液蒸发一段时间，析出的固体主要是NaCl，同样原理可除去NaCl中的少量KNO3。
任务 2 梳理无机化工流程试题的知识点
知识点2 工艺流程中的常见专业术语
释义
研磨、雾化
灼烧(煅烧)
浸取
酸浸
浸出率
滴定
酸作用
碱作用
将块状或颗粒状的物质磨成粉末或将液体分散成微小液滴，增大反应物接触面积，以加快反应速率或使反应更充分
使固体在高温下分解或改变结构、使杂质高温氧化、分解等。如煅烧石灰石、高岭土、硫铁矿
向固体中加入适当溶剂或溶液，使其中可溶性的物质溶解，包括水浸取、酸溶、碱溶、醇溶等
在酸性溶液中使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去的过程
固体溶解后，离子在溶液中的含量的多少
定量测定，可用于某种未知浓度物质的物质的量浓度的测定
溶解、去氧化物(膜)、抑制某些金属离子的水解、除去杂质离子等
去油污、去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅、调节pH、促进水解(沉淀)
任务 2 梳理无机化工流程试题的知识点
知识点3 工艺流程题中常见问题的答题方向
常见问题 答题要考虑的角度
分离、提纯
提高原子利用率
在空气中或特定气体中进行的反应或操作
洗涤沉淀
判断沉淀是否洗涤干净
过滤、蒸发、萃取、分液、蒸馏等常规操作，如从溶液中得到晶体的方法：蒸发浓缩—冷却结晶—过滤—(洗涤、干燥)
绿色化学(物质的循环利用、废物处理、原子利用率、能量的充分利用)
要考虑O2、H2O、CO2或特定气体是否参与反应或能否达到隔绝空气，防氧化、水解、潮解等目的
方法：往漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流下后，重复以上操作2～3次
取最后洗涤液少量，检验其中是否还有某种离子存在等
任务 2 梳理无机化工流程试题的知识点
常见问题 答题要考虑的角度
控制溶液的pH
控制温度(常用水浴、冰浴或油浴)
①调节溶液的酸碱性，抑制水解(或使其中某些金属离子形成氢氧化物沉淀)
②“酸作用”还可除去氧化物(膜)
③“碱作用”还可除去油污，除去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅等
④特定的氧化还原反应需要的酸性条件(或碱性条件)
①使化学平衡移动；控制化学反应的方向
②控制固体的溶解与结晶
③控制反应速率：使催化剂达到最大活性
④升温：促进溶液中的气体逸出，使某物质达到沸点挥发
⑤加热煮沸：促进水解，聚沉后利于过滤分离
任务 2 梳理无机化工流程试题的知识点
知识点4 核心反应——陌生方程式的书写
关注箭头的指向：箭头指入→反应物，箭头指出→生成物。
1.氧化还原反应：熟练应用氧化还原反应规律，判断生成物并配平。陌生情景的氧化还原反应方程式书写
①根据流程图的目的，分析元素化合价的变化。
②根据流程图的转化信息和反应规律预测产物。
③根据得失电子、溶液的酸碱性，配平化学(或离子)方程式。
2.非氧化还原反应：结合物质性质和反应实际情况判断生成物。
任务 2 梳理无机化工流程试题的知识点
知识点5 原料预处理的六种常用方法
方法 目的
研磨
水浸
酸浸
碱浸
灼烧
煅烧
减小固体的颗粒度，增大固体与液体或气体间的接触面积，增大反应速率
与水接触反应或溶解
与酸接触反应或溶解，使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去
除去油污，溶解酸性氧化物、铝及其氧化物
除去可燃性杂质或使原料初步转化，如从海带中提取碘时的灼烧就是为了除去可燃性杂质
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，如煅烧高岭土
任务 2 梳理无机化工流程试题的知识点
知识点6 控制反应条件的七种常用方法
1.调节溶液的pH：常用于使某些金属离子形成氢氧化物沉淀。调节pH所需的物质
一般应满足两点：①能与H＋反应，使溶液pH变大。
②不引入新杂质，如要除去Cu2＋中混有的Fe3＋时，可加入CuO、Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH，不可加入NaOH溶液、氨水等。
2.控制温度：根据需要升温或降温，改变反应速率或使平衡向需要的方向移动。
3.控制压强：改变速率，影响平衡。
4.使用合适的催化剂：加快反应速率，缩短达到平衡所需要的时间。
5.趁热过滤：防止某物质降温时析出。
6.冰水(或有机溶剂)洗涤：洗去晶体表面的杂质离子，并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗。
7.氧化：氧化剂的选择要依据试题设置的情境，常见的氧化剂有氯气、过氧化氢、氧气和次氯酸钠等，为了避免引入新的杂质，通常选择的氧化剂有过氧化氢和氧气。
任务 2 梳理无机化工流程试题的知识点
知识点7 副产品及循环物质的确定
1.副产品的确定
（1）副产品是生成物，不是反应物
（2）从流程图上看：是支线产品
（3）根据制备的目的判断不是主产品
（4）常是对人类生产生活有用的、无毒的、不污染环境的产品
2.循环物质的确定
（1）后面反应步骤的生成物 （2）前面反应步骤的反应物
（3）在流程图上看：箭头回头 （4）容易分离的物质
（5）标注每一步物质
（6）在流程中加入的物质，在后续步骤中会产生可以循环利用的物质(滤渣、滤液)
（7）可逆反应中有可以循环利用的物质
任务 3 无机化工流程试题的分析方法
1.主线分析法：对一些线型流程工艺(从原料到产品为一条龙的生产工序)试题，首先对比分析流程图中第一种物质(原材料)与最后一种物质(产品)，从对比分析中找出原料与产品之间的关系，弄清生产过程中原料转化为产品的基本原理和除杂、分离、提纯产品的化工工艺，然后再结合题设的问题，逐一推敲解答。
原料
无机矿物
核心
化学反应
目的
所需产品
反应条件控制
排放物的无害化处理
工业要求
原料循环使用
产品分离提纯
原料欲处理（除杂、净化）
任务 3 无机化工流程试题的分析方法
如按照主线分析法分析如下：
电池铜帽
超声清洗
溶解
调pH=2
反应
过滤
ZnO
原材料
化学反应
水
稀硫酸
30%H2O2
NaOH
锌灰稍过量
海绵铜
目标产物
原材料预处理
条件控制
分离提纯
2.分段分析法：对于用同样的原材料生产多种(两种或两种以上)产品(包括副产品)的工业流程题，用分段分析法更容易找到解题的切入点。
任务 3 无机化工流程试题的分析方法
原料
无机矿物
核心
化学反应
目的
所需产品
反应条件控制
排放物的无害化处理
工业要求
原料循环使用
产品分离提纯
原料欲处理（除杂、净化）
3.交叉分析法：有些化工生产选用多组原材料，先合成一种或几种中间产品，再用这一中间产品与部分其他原材料生产所需的主流产品，这种题适合用交叉分析法。就是将提供的工业流程示意图结合常见化合物的制取原理划分成几条生产流水线，然后上下交叉分析
增大接触面积，加快反应速率,提高浸出率。常用的除杂净化方法有:①加化学试剂法;②调pH法 ;③加热等
图数信息，条件选择,结合氧化还原理论，四大平衡理论，电化学理论等考查
分离提纯的基本方法:结晶，过滤，萃取，蒸馏……
产品纯度测定，计算产率
通过原料与产品对比来分析保留什么元素 除去什么杂质，引入什么成分 ②通过原料价态与产品保留元素价态来分析前后价态是否一致 升高还是降低
任务 3 无机化工流程试题的分析方法
4、四线分析法：
原料
粉碎
焙烧
浸取
核心反应
溶液
晶体
金属单质
难溶物
电解
结晶
沉淀剂
滤渣1
滤渣2、3......
试剂1
试剂2、3......
操作线
杂质线
试剂线
产品线
①酸、碱等调节pH；②氧化剂或还原剂；
③萃取剂或反萃取剂等
水、酸溶液、碱溶液、盐溶液等
任务 3 无机化工流程试题的分析方法
四线 内涵
试剂线 分清各步加入试剂的作用，一般是为了除去杂质或进行目标元素及其化合物的转化等。
操作线 分离杂质和产品需要进行的分离、提纯操作等。
杂质线 分清各步去除杂质的种类，杂质的去除顺序、方法及条件等。
产品线 工艺流程主线，关注目标元素及其化合物在各步发生的反应或进行分离、提纯的操作方法，实质是目标元素及其化合物的转化。
任务 4 无机化工流程试题中常见的答题模板
1.除杂：除去……中的……
2.干燥：除去……气体中的水蒸气，防止……
3.增大原料浸出率(离子在溶液中的含量多少)的措施：搅拌、升高温度、延长浸出时间、增大气体的流速(浓度、压强)，增大气液或固液接触面积。
4.加热的目的：加快反应速率或促进平衡向某个方向(一般是有利于生成物生成的方向)移动。
5.温度不高于××℃的原因：适当加快反应速率，但温度过高会造成挥发(如浓硝酸)、分解(如H2O2、NH4HCO3)、氧化(如Na2SO3)或促进水解(如AlCl3)等，影响产品的生成。
6.从滤液中提取一般晶体(溶解度随温度升高而增大)的方法：蒸发浓缩(至少有晶膜出现)、冷却结晶、过滤、洗涤(冰水洗、热水洗、乙醇洗等)、干燥。
7.从滤液中提取溶解度受温度影响较小或随温度升高而减小的晶体的方法：蒸发浓缩、趁热过滤(如果温度下降，杂质也会以晶体的形式析出来)、洗涤、干燥。
任务 4 无机化工流程试题中常见的答题模板
8.控制某反应的pH使某些金属离子以氢氧化物的形式沉淀，调节pH所用试剂为主要元素对应的氧化物、碳酸盐、碱等，以避免引入新的杂质；沉淀时pH范围的确定：范围过小导致某离子沉淀不完全，范围过大导致主要离子开始沉淀。
9.减压蒸馏(减压蒸发)的原因：减小压强，使液体沸点降低，防止(如H2O2、浓硝酸、NH4HCO3)受热分解、挥发。
10.检验溶液中离子是否沉淀完全的方法：将溶液静置一段时间后，向上层清液中滴入沉淀剂，若无沉淀生成，则离子沉淀完全。
11.洗涤沉淀：沿玻璃棒往漏斗中加蒸馏水至液面浸没沉淀，待水自然流下后，重复操作2～3次。
12.检验沉淀是否洗涤干净的方法：取少量最后一次的洗涤液于试管中，向其中滴入某试剂，若未出现特征反应现象，则沉淀洗涤干净。
13.洗涤沉淀的目的：除掉附着在沉淀表面的可溶性杂质。
任务 4 无机化工流程试题中常见的答题模板
14.冰水洗涤的目的：洗去晶体表面的杂质离子并降低被洗涤物质的溶解度，减少其在洗涤过程中的溶解损耗。
15.乙醇洗涤的目的：降低被洗涤物质的溶解度，减少其在洗涤过程中的溶解损耗，得到较干燥的产物。
16.蒸发、反应时的气体氛围：抑制某离子的水解，如加热蒸发AlCl3溶液时为获得AlCl3需在HCl气流中进行。
17.事先煮沸溶液的原因：除去溶解在溶液中的氧化性气体(如氧气)，防止某物质被氧化。
任务 5 无机化工流程试题典例分析
【典例1】 用软锰矿(主要成分为MnO2，含少量Fe3O4、Al2O3)和BaS制备高纯MnCO3的工艺流程如下：
物质线：
分析物料走向
回答下列问题
(1)软锰矿预先粉碎的目的是____________________________________________，MnO2与BaS溶液反应转化为MnO的化学方程式为________________________________。
增大接触面积，充分反应，提高反应速率
MnO2+S2- +H2O===2OH- +MnO+S
审题
推理核心反应——
三步走：
物质提取→价态分析→配平
任务 5 无机化工流程试题典例分析
(2)保持BaS投料量不变，随MnO2与BaS投料比增大，S的量达到最大值后无明显变化，而Ba(OH)2的量达到最大值后会减小，减小的原因是______________________________
过量的MnO2消耗了产生的Ba(OH)2
(3)滤液I可循环使用，应当将其导入到________操作中(填操作单元的名称)。
蒸发
？
操作线：
逻辑推理体系成分
饱和Ba(OH)2溶液
任务 5 无机化工流程试题典例分析
【典例2 】（2025·河北廊坊模拟）普通立德粉（BaSO4·ZnS）广泛用于工业生产中，可利用ZnSO4和BaS共沉淀法制备。以粗氧化锌(含Zn、CuO、FeO等杂质)和BaSO4为原料制备立德粉的流程如下：
（1）生产ZnSO4的过程中，反应器Ⅰ要
保持强制通风，原因是__________________
。
（2）加入锌粉的主要目的是
_________________________________
（用离子方程式表示）。
（3）已知KMnO4在酸性环境中被还原为Mn2+，在弱酸性、弱碱性溶液中被还原为MnO2，在碱性环境中被还原为MnO42-。据流程判断，加入KMnO4时溶液的pH应调至 ； a．2.2～2.4 b．5.2～5.4 c．12.2～12.4
滤渣Ⅲ的成分为 。
反应中产生氢气，达一定浓度后易爆炸，出现危险，需要通风
Zn+Cu2+= Zn2++Cu
b
MnO2和Fe(OH)3
SO42-Zn2+Cu2+Fe2+H+
SO42-Zn2+Fe2+
SO42-Zn2+
Fe3+
物质线：分析物料走向
操作线：
逻辑推理体系成分
任务 5 无机化工流程试题典例分析
（4）制备BaS时，按物质的量之比计算，BaSO4和碳粉的投料比要大于1:2，目的是 ；生产过程中会有少量氧气进入反应器Ⅳ，反应器Ⅳ中产生的尾气需用碱液吸收，原因是 。
（5）普通立德粉（BaSO4·ZnS）中ZnS含量为29.4%。高品质银印级立德粉中ZnS含量为62.5%。在ZnSO4、BaS、Na2SO4、Na2S中选取三种试剂制备银印级立德粉。所选试剂为 ，反应的化学方程式为
______________________________________________________
避免产生CO等有毒气体
尾气中含有的SO2等有毒气体
ZnSO4、BaS、Na2S
4 ZnSO4 + BaS + 3 Na2S = BaSO4·4ZnS + 3 Na2SO4
三步走：
物质提取
↓
价态分析
↓
配平
推理核心反应:
BaSO4+ 2C===BaS +2CO2
△
精炼高考真题·明确高考方向
1.山东高考)采用两段焙烧水浸法从铁锰氧化矿(主要含及
等元素的氧化物)分离提取等元素，工艺流程如下：
已知：该工艺条件下，低温分解生成，高温则完全分解为
气体；在完全分解，其他金属硫酸盐分解温度均高于。
回答下列问题：
(1)“低温焙烧”时金属氧化物均转化为硫酸盐。与反应转化为
时有生成，该反应的化学方程式为____________________________________
。“高温焙烧”温度为，“水浸”所得滤渣主要成分除外还含有_________________________(填化学式)。
精炼高考真题·明确高考方向
(2)在投料量不变的情况下，与两段焙烧工艺相比，直接“高温焙烧”，
“水浸时金属元素的浸出率______(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)HR萃取反应为：(有机相)(水相)(有机相) (水相)。
“反萃取”时加入的试剂为__________(填化学式)。
(4)“沉钴”中，时恰好沉淀完全 ，则此
时溶液中________。已知：
。CoS“溶解”
时发生反应的离子方程式为 .
减小
4×10-4
低温焙烧
(5)“沉锰”所得滤液并入“吸收”液中，经处理后所得产品导入___________________
(填操作单元名称)循环利用。
精炼高考真题·明确高考方向
2.（2025·湖北高考）氟化钠是一种用途广泛的氟化试剂，通过以下两种工艺制备：
I:
II:
已知：室温下，是难溶酸性氧化物，的溶解度极低。
时，NaF的溶解度为水，温度对其溶解度影响不大。
回答下列问题：
(1)基态氟离子的电子排布式为
(2)时，饱和溶液的浓度为，用c表示的溶度积 。
精炼高考真题·明确高考方向
(3)工艺Ⅰ中研磨引发的固相反应为。分析沉淀的成分，测得反应的转化率为78%。水浸分离，NaF的产率仅为8%。
①工艺Ⅰ的固相反应 (填“正向”或“逆向”)进行程度大。
②分析以上产率变化，推测溶解度____ (填“＞”或“＜”)
(4)工艺Ⅱ水浸后NaF的产率可达，写出工艺Ⅱ的总化学反应方程式
______________________________________________。
(5)从滤液Ⅱ获取NaF晶体的操作为___(填标号)。
蒸发至大量晶体析出，趁热过滤 蒸发至有晶膜出现后冷却结晶，过滤
(6)研磨能够促进固相反应的原因可能有 (填标号)。
a．增大反应物间的接触面积 b．破坏反应物的化学键
c．降低反应的活化能 d．研钵表面跟反应物更好接触
正向
＜
a
ab
化 学
THANK YOU

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