高考化學工藝流程分類詳解在高考化學試題中，工藝流程題以其情境真實、綜合性強、考查維度廣的特點，成為區(qū)分學生化學素養(yǎng)的核心題型。這類試題圍繞“原料→轉化→分離→產(chǎn)品”的工業(yè)生產(chǎn)邏輯，考查物質轉化規(guī)律、反應條件控制、分離提純方法及化學計算等核心能力。本文將從礦物資源利用、廢棄物資源化、精細化學品合成三大類工藝流程入手，結合典型案例拆解考點，提煉解題思路，助力考生突破此類難題。第一章礦物資源綜合利用類工藝流程礦物是工業(yè)生產(chǎn)的基礎原料，從金屬礦物冶煉到非金屬礦物加工，工藝流程的核心是“富集目標元素，轉化為高純度產(chǎn)品”。1.1金屬礦物冶煉：以鋁土礦提鋁為例原料：鋁土礦（主要含$\ce{Al_{2}O_{3}}$，雜質為$\ce{Fe_{2}O_{3}}$、$\ce{SiO_{2}}$）目標產(chǎn)品：金屬鋁（或氧化鋁）流程拆解：1.酸溶除硅：用鹽酸溶解礦物，$\ce{Al_{2}O_{3}+6H^{+}=2Al^{3+}+3H_{2}O}$、$\ce{Fe_{2}O_{3}+6H^{+}=2Fe^{3+}+3H_{2}O}$，$\ce{SiO_{2}}$不溶，過濾除去。2.堿溶除鐵：向濾液中加過量$\ce{NaOH}$，$\ce{Al^{3+}+4OH^{-}=AlO^{-}_{2}+2H_{2}O}$（$\ce{Al(OH)_{3}}$溶于強堿），$\ce{Fe^{3+}+3OH^{-}=Fe(OH)_{3}\downarrow}$，過濾除去$\ce{Fe(OH)_{3}}$。3.酸化沉鋁：向$\ce{AlO^{-}_{2}}$溶液中通$\ce{CO_{2}}$（過量），$\ce{AlO^{-}_{2}+CO_{2}+2H_{2}O=Al(OH)_{3}\downarrow+HCO^{-}_{3}}$，過濾得$\ce{Al(OH)_{3}}$。4.灼燒電解：$\ce{2Al(OH)_{3}\xlongequal{\Delta}Al_{2}O_{3}+3H_{2}O}$，電解$\ce{Al_{2}O_{3}}$（加冰晶石降低熔點）得$\ce{Al}$?？键c聚焦：離子方程式書寫：關注“過量/少量”試劑對產(chǎn)物的影響（如$\ce{CO_{2}}$過量生成$\ce{HCO^{-}_{3}}$）。除雜邏輯：用$\ce{NaOH}$分離$\ce{Al^{3+}}$與$\ce{Fe^{3+}}$的本質是$\ce{Al(OH)_{3}}$的兩性。條件控制：電解$\ce{Al_{2}O_{3}}$需加冰晶石（降低熔點，節(jié)約能耗）；沉鋁時$\ce{CO_{2}}$過量保證$\ce{AlO^{-}_{2}}$完全轉化。1.2非金屬礦物加工：以海帶提碘為例原料：海帶（含$\ce{I^{-}}$）目標產(chǎn)品：$\ce{I_{2}}$（或$\ce{KI}$）流程拆解：1.灼燒浸取：海帶灼燒得海帶灰，加水浸取，$\ce{I^{-}}$進入溶液。2.氧化富集：加$\ce{H_{2}O_{2}}$（或$\ce{Cl_{2}}$）氧化$\ce{I^{-}}$：$\ce{2I^{-}+H_{2}O_{2}+2H^{+}=I_{2}+2H_{2}O}$（$\ce{H_{2}O_{2}}$綠色環(huán)保）。3.萃取分離：用$\ce{CCl_{4}}$萃取$\ce{I_{2}}$，分液后蒸餾$\ce{CCl_{4}}$得粗碘?？键c聚焦：氧化試劑選擇：$\ce{H_{2}O_{2}}$優(yōu)于$\ce{Cl_{2}}$（無雜質、不氧化過量）。分離方法：萃取的“相似相溶”原理（$\ce{I_{2}}$為非極性分子，易溶于$\ce{CCl_{4}}$）；蒸餾的依據(jù)是$\ce{CCl_{4}}$與$\ce{I_{2}}$沸點差異。第二章工業(yè)廢棄物資源化類工藝流程工業(yè)廢棄物（廢液、廢渣、廢氣）的處理，核心是“變廢為寶，降低污染”，考查“環(huán)保意識+資源循環(huán)”的化學思維。2.1廢液回收：以電鍍廢液提銅為例原料：電鍍廢液（含$\ce{Cu^{2+}}$、$\ce{Fe^{2+}}$、$\ce{Fe^{3+}}$）目標產(chǎn)品：$\ce{Cu}$（單質）、$\ce{Fe_{2}O_{3}}$（氧化物）流程拆解：1.氧化除亞鐵：加$\ce{H_{2}O_{2}}$氧化$\ce{Fe^{2+}}$：$\ce{2Fe^{2+}+H_{2}O_{2}+2H^{+}=2Fe^{3+}+2H_{2}O}$。2.調pH除鐵：加$\ce{CuO}$（或$\ce{Cu(OH)_{2}}$）調節(jié)pH至3~4，$\ce{Fe^{3+}+3H_{2}O\rightleftharpoonsFe(OH)_{3}+3H^{+}}$（$\ce{CuO}$消耗$\ce{H^{+}}$，促進$\ce{Fe^{3+}}$水解沉淀），過濾得$\ce{Cu^{2+}}$溶液。3.置換得銅：加鐵粉置換$\ce{Cu^{2+}}$：$\ce{Cu^{2+}+Fe=Fe^{2+}+Cu}$，過濾得$\ce{Cu}$（濾液含$\ce{Fe^{2+}}$）。4.灼燒制鐵紅：$\ce{Fe(OH)_{3}}$灼燒得$\ce{Fe_{2}O_{3}}$；$\ce{Fe^{2+}}$濾液可循環(huán)用于“氧化除亞鐵”步驟。考點聚焦：pH計算：結合$\ce{Fe(OH)_{3}}$的$K_{\text{sp}}$，計算沉淀完全時的$\ce{pH}$（如$K_{\text{sp}}[\ce{Fe(OH)_{3}}]=10^{-38}$，當$c(\ce{Fe^{3+}})\leq10^{-5}\\text{mol/L}$時，$c(\ce{OH^{-}})\approx10^{-11}\\text{mol/L}$，$\ce{pH}\approx3$）。試劑選擇：用$\ce{CuO}$調pH（不引入新雜質）；用鐵粉置換（成本低、只置換$\ce{Cu^{2+}}$）。2.2廢渣處理：以鋼渣提鐵為例原料：鋼渣（含$\ce{Fe_{2}O_{3}}$、$\ce{CaO}$、$\ce{SiO_{2}}$等）目標產(chǎn)品：$\ce{Fe}$（單質）流程拆解：1.酸溶除雜：用鹽酸溶解，$\ce{Fe_{2}O_{3}+6H^{+}=2Fe^{3+}+3H_{2}O}$、$\ce{CaO+2H^{+}=Ca^{2+}+H_{2}O}$，$\ce{SiO_{2}}$不溶，過濾除去。2.還原得鐵：向濾液中加鐵粉，$\ce{2Fe^{3+}+Fe=3Fe^{2+}}$；再加$\ce{NaOH}$，$\ce{Fe^{2+}+2OH^{-}=Fe(OH)_{2}\downarrow}$（需隔絕空氣，防止氧化）；$\ce{Fe(OH)_{2}}$氧化為$\ce{Fe(OH)_{3}}$，灼燒得$\ce{Fe_{2}O_{3}}$，再用$\ce{CO}$還原得$\ce{Fe}$。考點聚焦：防氧化措施：$\ce{Fe(OH)_{2}}$易被氧化，需在$\ce{N_{2}}$氛圍下操作或加有機試劑隔離空氣。循環(huán)利用：$\ce{Fe}$還原$\ce{Fe^{3+}}$生成的$\ce{Fe^{2+}}$可用于制備$\ce{Fe(OH)_{2}}$，實現(xiàn)鐵元素循環(huán)。第三章精細化學品合成類工藝流程精細化學品（如功能材料、醫(yī)藥中間體）的合成，核心是“定向調控反應，優(yōu)化產(chǎn)品純度”，考查“反應機理+條件優(yōu)化”的設計能力。3.1無機功能材料制備：以高鐵酸鉀（$\ce{K_{2}FeO_{4}}$）為例原料：$\ce{FeCl_{3}}$溶液、$\ce{KClO}$溶液（強堿性）目標產(chǎn)品：$\ce{K_{2}FeO_{4}}$（高效凈水劑）流程拆解：1.氧化絡合：在強堿性條件下，$\ce{Fe^{3+}}$與$\ce{ClO^{-}}$反應：$\ce{2Fe^{3+}+3ClO^{-}+10OH^{-}=2FeO^{2-}_{4}+3Cl^{-}+5H_{2}O}$（$\ce{Fe}$從+3→+6，被氧化）。2.復分解沉淀：向溶液中加$\ce{KOH}$，$\ce{2K^{+}+FeO^{2-}_{4}=K_{2}FeO_{4}\downarrow}$（$\ce{K_{2}FeO_{4}}$溶解度小，析出）。3.洗滌干燥：用乙醇洗滌（減少溶解損失），低溫干燥（防止分解）?？键c聚焦：反應環(huán)境：強堿性是$\ce{FeO^{2-}_{4}}$穩(wěn)定存在的條件（酸性下$\ce{FeO^{2-}_{4}}$會氧化$\ce{H_{2}O}$生成$\ce{O_{2}}$）。產(chǎn)品純化：乙醇洗滌的原因（$\ce{K_{2}FeO_{4}}$在乙醇中溶解度小，且乙醇易揮發(fā)）。3.2有機中間體合成：以苯甲酸制備為例原料：甲苯、$\ce{KMnO_{4}}$（酸性）目標產(chǎn)品：苯甲酸（$\ce{C_{6}H_{5}COOH}$）流程拆解：1.氧化反應：甲苯在酸性$\ce{KMnO_{4}}$中被氧化：$\ce{C_{6}H_{5}CH_{3}+2MnO^{-}_{4}+6H^{+}=C_{6}H_{5}COOH+2Mn^{2+}+4H_{2}O}$（苯環(huán)側鏈被氧化為羧基）。2.酸化結晶：反應后溶液含$\ce{Mn^{2+}}$、$\ce{K^{+}}$，加鹽酸酸化（$\ce{COO^{-}+H^{+}=COOH}$），苯甲酸溶解度隨溫度降低而減小，冷卻結晶、過濾得產(chǎn)品?？键c聚焦：氧化選擇性：$\ce{KMnO_{4}}$只氧化苯環(huán)側鏈（與苯環(huán)直接相連的$\ce{C}$上有$\ce{H}$時可被氧化）。結晶條件：冷卻結晶的依據(jù)是苯甲酸的溶解度隨溫度變化大（高溫溶解，低溫析出）。解題策略：“四步拆解法”突破工藝流程題面對復雜的工藝流程，可按以下步驟系統(tǒng)分析：步驟1：**流程梳理**——明確“原料→產(chǎn)品”的轉化主線標記核心物質：圈出原料（含雜質）、中間產(chǎn)物、目標產(chǎn)品。識別操作單元：過濾、萃取、結晶、灼燒、電解等，對應“分離/轉化”功能。步驟2：**反應分析**——寫出關鍵反應的方程式氧化還原反應：標出化合價變化，配平電子、電荷、原子。非氧化還原反應：復分解、水解、絡合等，關注“過量試劑”對產(chǎn)物的影響（如$\ce{CO_{2}}$過量生成$\ce{HCO^{-}_{3}}$）。步驟3：**條件控制**——分析“為什么這么做”溫度：升高（加快反應、促進揮發(fā)/分解）；降低（防止分解、增大溶解度差）。pH：調節(jié)水解平衡（如$\ce{Fe^{3+}}$沉淀的pH范圍）、抑制氧化（如$\ce{Fe^{2+}}$在酸性下穩(wěn)定）。濃度：增大反應物濃度（提高轉化率）；減小產(chǎn)品濃度（促進析出，如$\ce{K_{2}FeO_{4}}$加$\ce{KOH}$增大$\ce{K^{+}}$濃度）。步驟4：**計算評價**——產(chǎn)率、純度與循環(huán)利用產(chǎn)率計算：$\text{產(chǎn)率}=\frac{\text{實際產(chǎn)量}}{\text{理論產(chǎn)量}}\times100\%$（理論產(chǎn)量由原料中目標元素的量推導）。純度計算：$\text{純度}=\frac{\text{純物質質量}}{\text{樣品總質量}}\times100\%$（結合滴定、沉淀法等實驗數(shù)據(jù)）。循環(huán)物質：找出“既是產(chǎn)物又是反應物”的物質（如電鍍廢液提銅中$\ce{