例談高中化學(xué)化工流程題解題思路

耿曼莉

隨著新課改的不斷深入，高考化學(xué)中化工題已逐漸成為一種熱門題型.這類題將高中化學(xué)與某些化工生產(chǎn)很好地融合在一起，題目新穎，綜合性強，思維量大，非常具有挑戰(zhàn)性.有專家預(yù)測，在新課改背景下，無機化工題可能會逐漸取代以往高考化學(xué)試題中的無機框圖型推斷題.下面我們通過一個例題來分析解答化工流程題的一般思路和主要策略，希望能為大家提供借鑒.

例 將磷肥生產(chǎn)中形成的副產(chǎn)物石膏（CaSO4·2H2O）轉(zhuǎn)化為硫酸鉀肥料和氯化鈣水合物儲熱材料，無論從經(jīng)濟效益、資源綜合利用還是從環(huán)境保護角度看都具有重要意義.以下是石膏轉(zhuǎn)化為硫酸鉀和氯化鈣的工藝流程示意圖.

（1）本工藝中所用的原料除CaSO4·2H2O，KCl外，還需要等.

（2）寫出石膏懸濁液中加入碳酸銨溶液后發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：.

（3）過濾I操作所得固體中，除CaCO3外還含有（填化學(xué)式）等物質(zhì)，該固體可用作生產(chǎn)水泥的原料.

（4）過濾I操作所得濾液是（NH4）2SO4溶液.檢驗濾液中含有CO2-3的方法是： .

（5）已知不同溫度下K2SO4在100g水中達(dá)到飽和時溶解的量如下：

溫度（℃）02060

K2SO4溶解的量（g）7.411.118.2

60℃時K2SO4的飽和溶液591g冷卻到0℃，可析出K2SO4晶體g.

（6）氯化鈣結(jié)晶水合物（CaCl2·6H2O）是目前常用的無機儲熱材料，選擇的依據(jù)是.

A.熔點較低（29℃熔化）

B.能導(dǎo)電

C.能制冷

D.無毒

（7）上述工藝流程中體現(xiàn)綠色化學(xué)理念的是：.

解析：此題是一道以工業(yè)生產(chǎn)為背景的實驗題，考查了實驗基本操作、離子檢驗、溶解度計算等知識.

從生產(chǎn)流程圖可以看出，所需原料除CaSO4·2H2O，KCl外，還需要氨氣、石灰石和水.

硫酸鈣是微溶的，碳酸鈣是難溶的，因此石膏懸濁液中加入碳酸銨溶液后生成了碳酸鈣和硫酸銨，生成的碳酸鈣中混有石膏.

碳酸根的檢驗可用酸化的方法，若產(chǎn)生氣泡，說明濾液中含有碳酸根.

硫酸鉀飽和溶液在結(jié)晶過程中溶劑的量不變，查表可知不同溫度下的溶解度，先求出591g飽和液中含有的水是500g，在0℃可溶解硫酸鉀37g，所以析出晶體54g.

作為儲熱材料，需要能在室溫左右的溫度下工作，且對人體無害，故選A，D.

綠色化學(xué)要求整個生產(chǎn)過程中不排放污染物，原子利用率高，因此生產(chǎn)流程中碳酸鈣用于制水泥原料、硫酸鈣和氯化鉀轉(zhuǎn)化為硫酸鉀和氯化鈣、氨在工藝中循環(huán)使用.

答案：（1）CaCO3 NH3 H2O

（2）CaSO4+CO2-3→CaCO3↓+SO2-4

（3）CaSO4

（4）濾液中滴加鹽酸產(chǎn)生氣泡

（5）54g

（6）A D

（7）碳酸鈣用于制水泥原料、硫酸鈣和氯化鉀轉(zhuǎn)化為硫酸鉀和氯化鈣、氨在工藝中循環(huán)使用等（原子利用率高，沒有有害物質(zhì)排放到環(huán)境中）.

小結(jié)：工業(yè)生產(chǎn)流程的設(shè)計和實驗方案設(shè)計原理非常相似，只是在工業(yè)生產(chǎn)中對經(jīng)濟性、環(huán)保性等許多細(xì)節(jié)方面有著更高的要求.因此，在解題時學(xué)生應(yīng)在實驗室原理的基礎(chǔ)上結(jié)合實際因素，充分讀懂工業(yè)流程的每一個步驟的意義.

總之，解好這一類題，要克服畏懼心理，此外，還要認(rèn)真審題，仔細(xì)分析，明確考點內(nèi)容，分析流程中的每一步驟，從題中獲取信息，運用化學(xué)原理分析制備產(chǎn)品的最佳條件以輔助幫助解題，這樣學(xué)生才能在高考化學(xué)中穩(wěn)操勝券.