高考無機工藝流程圖題的難點突破

無機工藝流程圖題是近幾年廣東高考的必考題型。無機工藝流程圖題是以真實的工業(yè)生產過程為背景，以能力測試為目標，綜合考查學生對無機基礎知識的掌握程度以及解決問題的能力，其具體形式就是用框圖表示化工生產過程或化學實驗中的主要流程，并針對流程中相關的化學知識進行設問，形成與化工生產或化學實驗緊密聯(lián)系的化學工藝流程試題。

一、無機工藝流程圖題的結構

1.題頭

它主要包括簡單介紹工藝生產的原材料和工藝生產的目的（包括副產品）及相關信息。

2.題干

它主要用框圖形式表示原料到產品的主要生產工藝流程，包括三部分：原料的預處理（含控制溶解速率的方法、簡單的物質的分離等）、制取產品的核心反應（含除雜試劑的選擇、反應條件的控制、氧化還原反應原理和溶解度差反應原理等）、分離提純獲得產品。

3.題尾

根據生產過程中涉及的化學知識設計成系列問題。

舉例說明：

題頭：亞氯酸鈉（NaClO2）主要用于棉紡、造紙業(yè)的漂白劑，也用于食品消毒、處理水等，亞氯酸鈉受熱易分解。以氯酸鈉等為原料制備亞氯酸鈉的工藝流程如下：

題干：

題尾：①提高“反應1”反應速率的措施有______________、______________等；②“反應2”的氧化劑是_________，該反應的化學方程式為_______________；③采取“減壓蒸發(fā)”而不用“常壓蒸發(fā)”，原因是_______________

__________；④從“母液”中可回收的主要物質是_________；⑤“冷卻結晶”后經______________（填操作名稱）即可獲得粗產品。

二、解決無機工藝流程圖題的必備知識

1.控制反應速率的方法

影響反應速率的外界因素有反應物接觸面積、溫度、反應物濃度、壓強、催化劑等，在實際生產工藝條件的選擇中，原料的預處理就要考慮酸浸、堿浸、水浸泡、煅燒、灼燒、研磨、研細、粉碎等因素，其基本目的是為了控制溶解的速率或反應的速率、改變原料中的某些特殊結構等。若為不同相之間的反應都會有接觸面積的問題，而增大接觸面積的具體措施又不同，如固體可以用粉碎的方法，液體可以用噴灑的方法，氣體可以用多孔分散器等。溫度、濃度等措施在運用時須確保反應物或生成物的性質保持穩(wěn)定，也有一些反應因為過快而要適當地降低速率，常常需要從溫度和濃度角度來采取措施。加壓一般是提高氣體反應物濃度的措施，但在氣體和固體、液體反應的體系中并不適宜。一般情況下，水溶液中發(fā)生的常見的離子反應除了控制合適的pH值之外，較少考慮催化劑的條件。但在有機反應、混合氣體反應的情況下，催化劑是十分重要的影響因素。

2.物質的分離和提純方法

在無機工藝流程圖題中，經常會用到除雜方法，即利用沉淀來調節(jié)溶液的pH值，使某些金屬離子形成氫氧化物沉淀除去，利用溶解度差原理使雜質形成沉淀除去，或者是使雜質形成氣體除去等。

在溶液中，可能會出現同時存在幾種金屬離子的情況，要除去部分金屬離子，我們可以充分利用雜質與被提純離子的氫氧化物的沉淀溶解來平衡常數差，通過調節(jié)溶液的pH值，使雜質離子以氫氧化物的形式沉淀下來。但是要注意Fe2+完全沉淀下來的pH值較高，通常要先加入氧化劑，將其氧化成Fe3+后再除去。

利用溶解度差的問題來除雜，主要考慮到溫度變化溶質有溶解度的差異，采用改變溫度使物質分離的方法，如蒸發(fā)、結晶與重結晶等。但要注意結晶的幾種方法：①當溶液是單一溶質時，最后所得晶體不帶結晶水（如NaCl、KNO3）的，如蒸發(fā)結晶；②最后所得晶體帶結晶水（如CuSO4.5H2O），如蒸發(fā)濃縮（至有晶膜出現）、冷卻結晶。當溶液中有兩種或兩種以上溶質時，蒸發(fā)濃縮結晶（溶解度最小、受溫度影響小的溶質先析出），趁熱過濾，然后將濾液冷卻結晶，得另一溶質（溶解度最大、受溫度影響大的溶質）。

3.陌生氧化還原反應方程式的書寫

在書寫陌生的氧化還原反應方程式時，必須考慮到：①結合物質的類別、化合價情況確認反應發(fā)生的本質；②確定最關鍵的反應物和生成物；③利用最小公倍數法配平關鍵反應物和生成物；④再根據電荷、質量守恒以及反應環(huán)境補充其他輔助反應物和產物；⑤依據題目信息寫好反應條件。

例如，在凈水狀態(tài)時，高鐵酸鉀能逐漸與水發(fā)生反應，生成絮狀的Fe（OH）3，請補充并配平該反應方程式：_____K2FeO4+_____H2O

=_____Fe（OH）3↓+_____KOH+_____。

分析：根據反應物K2FeO4和生成物Fe（OH）3中鐵元素的化合價變化，我們可以確定此反應為氧化還原反應。但根據目前的情況，只有元素化合價升高，卻沒有元素化合價降低，這是不合理的，因此，我們必須找出化合價降低的元素。根據K、H、O常見的化合價，我們可以確定未知產物應為O2，最后再結合電子守恒、質量守恒的定律來配平反應式。

三、解決工藝流程圖題的基本思路

首先，學生要通過閱讀文字說明，清楚試題背景，明確工藝（實驗）的目的；其次，學生應該整體瀏覽流程，基本辨別出預處理、反應、提純、分離等階段；然后，再看看問題，更加明確下一步的分析重點；最后，再具體分析各個化學過程，組織語言回答問題，注意語言表達的科學性。

（作者單位：廣東省中山市古鎮(zhèn)高級中學）