江已舒

化學(xué)工藝流程題取材于真實(shí)的化工生產(chǎn)，重點(diǎn)考查元素化學(xué)和實(shí)驗(yàn)原理相關(guān)知識在工業(yè)生產(chǎn)中的實(shí)際應(yīng)用，要求考生解題時(shí)能從題干和流程圖中提取有效證據(jù)進(jìn)行推理，往往還涉及計(jì)算。該題型能很好地體現(xiàn)化學(xué)的實(shí)用性和創(chuàng)造性，落實(shí)新課標(biāo)對學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)和關(guān)鍵能力的考查，是高考考查的主流題型。

化學(xué)工藝流程題考查的元素化學(xué)和實(shí)驗(yàn)原理這兩部分內(nèi)容本身比較零散，考查知識的綜合性很強(qiáng)，對于基礎(chǔ)不扎實(shí)的學(xué)生而言尤為困擾。一般來說，流程題命題類型有以下兩種：回收、提純類工藝流程題和物質(zhì)制備類工藝流程題。本期，筆者通過分段分析和答題技巧總結(jié)的方式，來解析物質(zhì)制備類工藝流程題，幫助同學(xué)們抓住關(guān)鍵、準(zhǔn)確答題。

【例】（2021 · 河北卷）綠色化學(xué)在推動(dòng)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。某科研團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種熔鹽液相氧化法制備高價(jià)鉻鹽的新工藝，該工藝不消耗除鉻鐵礦、氫氧化鈉和空氣以外的其他原料，不產(chǎn)生廢棄物，實(shí)現(xiàn)了 Cr—Fe— Al—Mg 的深度利用和Na+ 內(nèi)循環(huán)。工藝流程如圖：

回答下列問題：

（1）高溫連續(xù)氧化工序中被氧化的元素是（填元素符號）。

（2）工序①的名稱為。

（3）濾渣的主要成分是（填化學(xué)式）。

（4）工序③中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 。

（5）物質(zhì)V 可代替高溫連續(xù)氧化工序中的NaOH，此時(shí)發(fā)生的主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ，可代替NaOH 的化學(xué)試劑還有 （填化學(xué)式）。

（6）熱解工序產(chǎn)生的混合氣體最適宜返回工序（填“①”或“②”或“③”或“④”）參與內(nèi)循環(huán)。

（7）工序④溶液中的鋁元素恰好完全轉(zhuǎn)化為沉淀的pH

為

。（通常認(rèn)為溶液中離子濃度小于10-5mol · L-1為沉淀完全;Al（OH）3+OH- Al（OH）4-：K=100.63，Kw=10-14，Ksp[Al（OH）3]=10-33）

【思路詳解】

第一步，明確反應(yīng)原理

利用氧化還原原理將CrO2 -氧化成Cr2O72-，因此連續(xù)氧化的元素為Fe、Cr。

第二步，梳理題干思路

雜質(zhì)元素為原料中鎂、鋁和鐵，依據(jù)流程圖各路線最終產(chǎn)物，確定工序①后過濾步驟是將鎂鐵元素和鉻鋁元素分離，介穩(wěn)態(tài)粗分離是將鉻鋁元素分離，工序②后的過濾步驟是將鎂鐵元素分離，據(jù)此確定物質(zhì)制備和雜質(zhì)去除框架。

第三步，逐步解析答題

考生基于已有的理論證據(jù)和題干信息進(jìn)行分析，給出解釋并答題。試題?？疾槌s操作、方程式書寫、物質(zhì)轉(zhuǎn)化、成分分析等，考生從以下幾方面進(jìn)行流程分析：物質(zhì)有哪些？該步驟發(fā)生什么反應(yīng)？實(shí)驗(yàn)操作有什么作用？目的是什么？例如工序②：初始物質(zhì)為MgO、Fe2O3，發(fā)生反應(yīng)2CO2+MgO+H2O=Mg（HCO3）2，過濾是將不溶于水的Fe2O3 除去，目的是完成鐵元素和鎂元素分離，便于單獨(dú)回收得到純凈的含鐵和鎂的化合物。另外，關(guān)于溶度積計(jì)算也是易考查的點(diǎn)。

【答案】（1）Fe、Cr （ 2）溶解浸出 （ 3）MgO、Fe2O3 （ 4）2Na2CrO4+2CO2+H2O=Na2Cr2O7+2NaHCO3 ↓ （5）4Fe（CrO2）2+7O2+16NaHCO3=8Na2CrO4+2 Fe2O3+ 16CO2+8H2O（6）② （7）8.37

物質(zhì)的制備和合成是化學(xué)的核心，也是高考考查的重點(diǎn)，試題結(jié)合當(dāng)下“碳中和”熱點(diǎn)，考查情境也將與綠色環(huán)保相結(jié)合，內(nèi)容上主要考查無機(jī)物化學(xué)性質(zhì)、實(shí)驗(yàn)操作和儀器使用，以及物質(zhì)的分離提純等。此類試題主干多為核心元素的轉(zhuǎn)化和雜質(zhì)元素的分離，看似雜亂無章、無從下手，但很多元素除雜方法和實(shí)驗(yàn)操作都是固定的，平時(shí)同學(xué)們做題多積累記憶，在摸清做題技巧后，輔以元素化學(xué)和實(shí)驗(yàn)相關(guān)知識，題目便可迎刃而解。