物质制备类工艺流程题思路详解

江已舒

化学工艺流程题取材于真实的化工生产，重点考查元素化学和实验原理相关知识在工业生产中的实际应用，要求考生解题时能从题干和流程图中提取有效证据进行推理，往往还涉及计算。该题型能很好地体现化学的实用性和创造性，落实新课标对学生学科素养和关键能力的考查，是高考考查的主流题型。

化学工艺流程题考查的元素化学和实验原理这两部分内容本身比较零散，考查知识的综合性很强，对于基础不扎实的学生而言尤为困扰。一般来说，流程题命题类型有以下两种：回收、提纯类工艺流程题和物质制备类工艺流程题。本期，笔者通过分段分析和答题技巧总结的方式，来解析物质制备类工艺流程题，帮助同学们抓住关键、准确答题。

【例】（2021 · 河北卷）绿色化学在推动社会可持续发展中发挥着重要作用。某科研团队设计了一种熔盐液相氧化法制备高价铬盐的新工艺，该工艺不消耗除铬铁矿、氢氧化钠和空气以外的其他原料，不产生废弃物，实现了 Cr—Fe— Al—Mg 的深度利用和Na+ 内循环。工艺流程如图：

回答下列问题：

（1）高温连续氧化工序中被氧化的元素是（填元素符号）。

（2）工序①的名称为。

（3）滤渣的主要成分是（填化学式）。

（4）工序③中发生反应的离子方程式为 。

（5）物质V 可代替高温连续氧化工序中的NaOH，此时发生的主要反应的化学方程式为 ，可代替NaOH 的化学试剂还有 （填化学式）。

（6）热解工序产生的混合气体最适宜返回工序（填“①”或“②”或“③”或“④”）参与内循环。

（7）工序④溶液中的铝元素恰好完全转化为沉淀的pH

为

。（通常认为溶液中离子浓度小于10-5mol · L-1为沉淀完全;Al（OH）3+OH- Al（OH）4-：K=100.63，Kw=10-14，Ksp[Al（OH）3]=10-33）

【思路详解】

第一步，明确反应原理

利用氧化还原原理将CrO2 -氧化成Cr2O72-，因此连续氧化的元素为Fe、Cr。

第二步，梳理题干思路

杂质元素为原料中镁、铝和铁，依据流程图各路线最终产物，确定工序①后過滤步骤是将镁铁元素和铬铝元素分离，介稳态粗分离是将铬铝元素分离，工序②后的过滤步骤是将镁铁元素分离，据此确定物质制备和杂质去除框架。

第三步，逐步解析答题

考生基于已有的理论证据和题干信息进行分析，给出解释并答题。试题常考查除杂操作、方程式书写、物质转化、成分分析等，考生从以下几方面进行流程分析：物质有哪些？该步骤发生什么反应？实验操作有什么作用？目的是什么？例如工序②：初始物质为MgO、Fe2O3，发生反应2CO2+MgO+H2O=Mg（HCO3）2，过滤是将不溶于水的Fe2O3 除去，目的是完成铁元素和镁元素分离，便于单独回收得到纯净的含铁和镁的化合物。另外，关于溶度积计算也是易考查的点。

【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

物质的制备和合成是化学的核心，也是高考考查的重点，试题结合当下“碳中和”热点，考查情境也将与绿色环保相结合，内容上主要考查无机物化学性质、实验操作和仪器使用，以及物质的分离提纯等。此类试题主干多为核心元素的转化和杂质元素的分离，看似杂乱无章、无从下手，但很多元素除杂方法和实验操作都是固定的，平时同学们做题多积累记忆，在摸清做题技巧后，辅以元素化学和实验相关知识，题目便可迎刃而解。