化学自习室移动版

在高中化学大题中，工艺流程题堪称“分值大户”，同时也是很多同学的失分重灾区。这类题型看似材料新颖、流程复杂，但所有答案都有固定套路，所有操作目的都是标准化考点。

很多同学做题丢分，不是不会知识点，而是答不到采分点上！调pH、控温、洗涤、通气体、加试剂……每一种操作的答题话术都有满分模板。

今天给大家整理了高中化学工艺流程必考15种基础操作，涵盖操作目的、适用场景、经典例题和易错归纳，全是高考高频考点，考前吃透，工艺流程大题轻松拿满分！

一、加氧化剂或还原剂的目的：

1、转变某种金属离子的价态，再通过调节溶液pH，使金属离子以氢氧化物形式沉淀出来，以达到除去杂质的目的。

例如：向滤液中H₂O₂、HNO₃、O₂、MnO₄^－(H^＋)、Cr₂O₇^2－、ClO₃^－、MnO₂等氧化剂把低价离子氧化成高价离子，例如Fe^2＋氧化成Fe^3＋，Cr^3＋氧化成Cr^6＋，不加氧化剂就无法除去低价离子[如Fe^2＋→Fe^3＋→Fe(OH)₃]；

2、为生成目标产物的价态而加入氧化剂(如在碱性条件下，加入H₂O₂将Cr^3＋氧化成CrO₄^2－)；

3、常见氧化剂：KMnO₄、H₂O₂、空气(O₂)、Cl₂、次氯酸盐、ClO₂、ClO₃^－、MnO₂、HNO₃、浓硫酸、Fe^3＋等；

4、常见还原剂：金属单质、SO₂(SO₃^2－)、I^－、Fe^2＋、H₂O₂、HCl、H₂C₂O₄等；

二、通入空气的目的：

1、氧化某些离子(如SO₃^2－、Fe^2＋)；

2、起搅拌作用，带动体系流动，增大反应物接触面积，加快反应速率，使反应充分进行；

3、通入空气，带走挥发性物质，促进反应进行，减少产物损失

三、 加有机溶剂的目的：

1、溶解有机反应物或产物(多数有机物难溶于水，有机溶剂可提升其溶解度)；

2、萃取某些物质或降低某些物质的溶解度；

四、蒸发结晶时加对应酸的目的——抑制水解：

如从溶液中析出FeCl₃、CuCl₂、AlCl₃、MgCl₂、ZnCl₂等晶体时，应在HCl气流中加热，以抑制其水解；

五、调溶液pH的目的：

试剂：常用氢氧化钠、碳酸钠、金属氧化物、酸性气体(二氧化硫)、稀盐酸或稀硫酸等。

目的：通常是是利用沉淀溶解平衡把某些离子转化成沉淀。

原则：不管是调高还是调低，原则都是加过量的除杂剂而不引进新的杂质。

1、调高pH：加入消耗H^＋的物质(碱、氧化物、碳酸盐、碱式碳酸盐等)：

①如除去Al^3＋、Fe^3＋，可以调高pH，使其分别转化成Al(OH)₃沉淀、Fe(OH)₃沉淀；

②如除去CuSO₄溶液中混有的Fe^3＋，可加入CuO[或CuCO₃或Cu(OH)₂或Cu₂(OH)₂CO₃]等调节溶液的pH至3～4，使 Fe^3＋转化为 Fe(OH)₃沉淀除去，Zn^2＋溶液中混有的Fe^3＋，可加入ZnO、Zn(OH)₂、Zn₂(OH)₂CO₃等；

离子方程式为Fe^3＋＋3H₂OFe(OH)₃＋3H^＋、CuO＋2H^＋==Cu^2＋＋H₂O，不可加入NaOH溶液、氨水等。

2、调低pH：加入消耗OH^－的物质(盐酸、硫酸、CO₂、NH₄^＋等)。

如除去SiO₃^2－、[Al(OH)₄]^－，可以调低pH，使其分别转化成H₂SiO₃沉淀、Al(OH)₃沉淀。

3、pH范围的选择：杂质离子完全沉淀时pH～主要离子开始沉淀时pH；如Fe(OH)₃、Zn(OH)₂开始沉淀至沉淀完全时的pH范围分别为1.5～3.3、5.4～8.2，则要除去Zn^2＋溶液中的Fe^3＋，应控制溶液的pH范围为3.3～5.4。

4、pH不能过高或过低：

过低会导致某些离子沉淀不完全；

过高可能会导致主体离子损失；

生成两性物质时，pH也不宜过高或过低。

【考法归纳】

①H₂O₂是绿色氧化剂，无污染，但需注意H₂O₂受热易分解；Fe^3＋、MnO₂、Cu^2＋等能催化H₂O₂分解；

②用SO₂还原MnO₄^－、Fe^3＋等离子时，温度不宜过高，温度越高，SO₂溶解度越小；

③用Na₂SO₃还原MnO₂、Fe^3＋等时，Na₂SO₃实际用量高于理论量，原因是Na₂SO₃被空气部分氧化；

④判断能否加其他物质，要考虑是否引入杂质(或影响产物的纯度)等。

六、加过量试剂的目的

1、酸浸时提高酸的浓度可提高矿石中某金属元素的浸取率；

2、增大便宜、易得的反应物的浓度，可以提高其他物质的利用率，使反应充分进行；

3、增大物质浓度可以加快反应速率，使平衡发生移动等；但可能引入杂质，增加后续处理成本(关注后续化学反应)。

七、不同气体氛围的目的

1、隔绝空气或者惰性气体氛围：通入Ar、N₂、H₂等，防止某些物质被氧化，防止空气中的组分(如氧气)参与反应；

2、HCl氛围：抑制弱离子的水解。需要在酸性气流中干燥FeCl₃、AlCl₃、MgCl₂等含水晶体，以防止水解。

如从海水中提取镁，从MgCl₂的溶液里结晶析出的是氯化镁结晶水合物，电解熔化氯化镁才能制得金属镁，要去除氯化镁晶体中的结晶水需要在氯化氢气流中加热，否则煅烧所得的最后固体不是MgCl₂，而是熔点更高的MgO， 具有相似情况的还有FeCl₃ 、AlCl₃等；

八、控制温度的目的

1、温度对物质性质的影响

①关注易分解物质：双氧水、氨水、铵盐、硝酸、次氯酸、硝酸盐、草酸、草酸盐以及信息中给出的易分解物质；

②关注易挥发物质：氨水、硝酸、盐酸、乙酸等易挥发物质以及沸点较低物质；

③关注易被氧化物质：Na₂S、Na₂SO₃、KI、含Fe^2＋的化合物、酚类、醛类以及信息中给出的易被氧化物质；

④关注物质的溶解度：

若固体物质的溶解度随温度升高而增大，则降温能促使产品析出；

若固体物质的溶解度随温度升高而减小，则升温能促使产品析出；

气体的溶解度随温度升高而减小；

2、控制温度的目的

升温的目的：

①加快反应速率或溶解速率；

②促进平衡向吸热方向移动；

③除杂，除去热不稳定的杂质，如NaHCO₃、Ca(HCO₃)₂、KMnO₄、I₂、NH₄Cl等物质；

④使沸点相对较低的原料气化。

降温的目的：

①防止某物质在高温时会溶解(或分解) ；

②使化学平衡向着题目要求的方向移动(放热方向)；

③使某个沸点较高的产物液化，使其与其他物质分离；

④降低晶体的溶解度，减少损失；

控温(用水浴或油浴控温)的目的：

①防止某种物质温度过高时会分解或挥发；

②为了使某物质达到沸点挥发出来；

③使催化剂的活性达到最好，催化剂通常都有最佳使用温度，温度不够活性不高，温度过高，催化剂会失活。

还需要注意催化剂会因为吸附或沉积毒物而是催化剂活性降低或者丧失，即为催化剂“中毒”。

如合成氨时，选择的温度是400—500 ℃左右，原因之一就是500 ℃左右催化剂的活性最大。

④防止副反应的发生，很多有机反应过程一般较为复杂，对温度的控制尤为关键，如实验室制取乙烯、硝基苯等，控制温度都是为了防止副反应的发生；

⑤降温或减压可以减少能源成本，降低对设备的要求，达到绿色化学的要求；

⑥如果题目中出现了包括产物在内的各种物质的溶解度信息，则要根据它们的溶解度随温度升高而改变的情况，寻找合适的结晶分离方法 ( 蒸发结晶或浓缩结晶) 。

控温方法:缓慢加入××溶液或缓慢通入××气体；采用水浴(热水浴、冰水浴等)、油浴、沙浴等。

九、增大浓度的目的：

通常是加快反应速率，生产中常使廉价易得的原料适当过量，以提高另一原料的利用率；

十、增大压强的目的:

1、可加快反应速率，对气体分子数减少的反应，加压使平衡向生成物方向移动。但压强太大，动力消耗更多，设备要求更高，成本增加，故必须综合考虑；

2、加压一般是提高气体反应物浓度措施 ，在气体和固体、液体反应的体系中并不适宜；

十一、减压蒸馏的目的：

减小压强，降低液体的沸点，防止(如浓HNO₃、NH₃·H₂O、H₂O₂、NH₄HCO₃、NaHCO₃等)物质分解；

十二、沉淀水洗的目的：

除去××(可溶于水)杂质；冰水洗涤：洗去杂质，同时降低目标产物溶解度，减少溶解损失；

洗涤操作描述(标准答案)：沿玻璃棒向漏斗(或过滤器)中加入蒸馏水(或相应洗涤液)至浸没沉淀，待水自然流下后，重复操作2－3次。

十三、沉淀用乙醇洗涤的目的：

1、减小固体的溶解度；

2、除去固体表面吸附的杂质；

3、乙醇挥发带走水分，使固体快速干燥；

十四、冷凝回流的作用及目的：

防止××蒸气逸出脱离反应体系，提高××物质的转化率；

十五、加入沉淀剂的目的：

1、生成硫化物沉淀(如加入硫化钠、硫化铵、硫化亚铁等)，如除去Cu^2＋、Zn^2＋、Fe^2＋、Hg^2＋，可以加入Na₂S，使其分别转化成CuS沉淀、Zns沉淀、FeS沉淀、HgS沉淀。用Na₂S 除Fe^2＋，pH过低时，Fe^2＋去除率低，原因是S^2－与H^＋结合生成HS^－、H₂S，使溶液中的S^2－浓度降低；用一些溶解度较大的硫化物(如FeS、Mns)通过沉淀转化使某些金属离子转化为更难溶的硫化物；

2、加入可溶性碳酸盐，生成碳酸盐沉淀，比如生成碳酸钡、碳酸钙等；

3、加入氟化钠，除去Ca^2＋、Mg^2＋，注意溶液pH不宜过低，原因是F^－与H^＋结合生成弱电解质HF，MgF₂(s)⇌Mg^2＋(aq)＋2F^－(aq)、CaF₂(s)⇌Ca^2＋(aq)＋2F^－(aq)平衡向右移动，Mg^2＋、Ca^2＋沉淀不完全。

写在最后

高中化学工艺流程题，从来不是靠临场发挥解题，而是套路化、模板化的固定题型。

以上15种核心操作，覆盖了高中所有工艺流程大题的设问角度，每一个操作的目的、易错点、答题话术都是高考标准采分点。大家可以收藏背诵，平时刷题直接套用，考试不再漏点、不丢冤枉分，轻松拿下化学工艺流程大题！