2020年高考化学工艺流程试题的模型建构与突破思路课件

2020年高考化学工艺流程试题的模型建构与突破思路一．化学工艺流程题的特点（一）试题源于生产实际，问题情境真实。（二）试题内容丰富，既考查化学知识的掌握和应用，同时也考查迁移推理能力。（三）试题新颖，阅读量、思维含量较大，考查考生的信息提取、加工、处理、应用能力。（四）学生应该具备的学科思维和能力1、学科思维（1）元素

（2）守恒

（3）绿色化学思想2、工程思维（1）了解常考化工术语的含义（煅烧、研磨、浸泡、雾化。。。）（2）了解经济因素（物料价格、能耗）在实际生产中的重要意义（3）知道严苛条件（高温高压）带来的设备的复杂性3、表达能力（1）准确表达一些操作术语（2）回答“步骤”“目的”准确性（3）反应条件选择分析（多角度）按照热力学、动力学、物质特性、工程思维的顺序有序分析(五)工艺流程图题考查模式高考怎么考二、近几年高考工业流程题的特点

近几年高考工业流程题的考查方式知识考查点2016年Ⅰ卷2016年Ⅲ卷2017年Ⅰ卷2017年Ⅱ卷2017年Ⅲ卷2018年Ⅰ卷2018年Ⅱ卷2018年Ⅲ卷2019年Ⅰ卷2019年Ⅱ卷2019年Ⅲ卷基础化学概念（电子式、化合价、物质分类、反应类型）28（1）

27(4)

27(1)

26(3)26(1)

原料预处理方法(煅烧、研磨、浸泡等)

26(1)

26(4)27(1)27(2)(4)

氧化还原反应基本概念与应用28（4）28(2)

27(1)

27(3)26(3)26(2)流程中物质组成推断28（3）28(1)

26(2)27(2)7B选项27(2)26(2)26(2)26(2)26(1)28(3)26(3)7C选项27(2)

26(4)28(4)

28(5)

陌生化学用语书写28（2）28(1)27(2)

27(3)27(1)27(2)26(1)26(1)26(2)26(1)(6)28(6)27(6)26(3)26(4)

工艺条件的优化与选择

27(1)26(3)27(1)27(4)7D选项27(2)27(2)26(2)26(3)

26(3)(5)27(3)27(3)27(2)

化学计算28（5）

27(4)26(4)27(5)27(4)

27(5)26(3)26(7)27(5)

电化学原理应用28（3）

27(3)27(3)26(4)

卷2017年I卷27题2017年Ⅱ卷26题2017Ⅲ卷28题载体FeTiO3制Li4Ti5O12和LiFePO4流程测定水泥熟料(含CaO、SiO2,少量铁、铝镁)钙含量流程由铬铁矿制取K2Cr2O7流程作答量6空(填空2个、写2个方程式,计算1个,简答1个）8空(填空4个,简答2个，计算1个,写方程式1个)9空(填空6个,简答2个，计算1个)涉及知识点由曲线分析实验条件;写离子方程;由数据分析转化率最高原因;过氧键数目;则溶度积计算是否有沉淀；写由FePO4制备LiFePO4化学方程式加入硝酸目的，替代氧化剂硝酸物质；判断沉淀成分，写它与弱酸反应化学方程；加氨水目的；氧化还原滴定计算钙含量还原剂与氧化剂系数比,不能使用陶瓷仪器原因;滤渣成分;调pH变大或小及原因;由溶解度曲线分析冷却温度;反应类型;计算产率三套卷都是工业流程图题，6-9空，条件、原因、转化率变化、调pH数值或原因分析，写化学方程或离子方程式；加某试剂的目的，溶度积、含量或转化率计算。卷/题号2019年Ⅰ卷26题2019年Ⅰ卷27题2019年Ⅱ卷26题2019年Ⅲ卷26题载体硼酸和轻质氧化镁的制备废铁屑制备硫酸铁铵立德粉（俗称锌钡白）ZnS·BaSO4的制备高纯硫酸锰的制备作答量8个空（2个方程式、5个填空、1个简答）8个空（1个选择、3个填空、3个简答、1个计算）7个空（1个选择、3个方程式、2个填空、1个计算）8个空（2个方程式、3个填空、2个简答、1个计算）涉及知识点化学方程式、离子方程式书写；流程产物的判断；物质类别；实验方法和试剂的选择；pH范围选择的目的实验方法和试剂的选择及原因解释；加热条件的选择及目的；热重分析计算。方程式的书写；流程中产物的判断；氧化还原滴定终点判断及计算。流程产物的判断；化学方程式离子方程式书写；溶液pH、酸性高低的选择原因解释；化合物价态和为0的简单计算。三套卷都是工业流程图题，都涉及化学方程式或离子方程式书写；温度或溶液pH的选择及原因解释；流程中产物的判断，加某试剂的目的；其中Ⅰ卷26、27两道，第27题以工业流程图题为背景，设问均围绕实验方法判断和实验条件选择。试题常涉及的知识点有：(1)基础化学概念（电子式、化合价、物质分类、反应类型、焰色反应）(2)氧化还原反应的判断。(3)化学方程式或离子方程式的书写。(4)化学反应速率和化学平衡理论的应用。(5)化学反应中的能量变化。(6)化学实验操作（如除杂、分离、提纯、检验等。）(7)环境保护与绿色化学。

素养发展的教学观念建构的教学概念转变的教学知识解析的教学获得知识结论转变偏差认识超越具体概念形成认识能力碎片化——整体化、结构化习题化——真实问题情景结论为本——思维外显教学取向的变迁——从知识解析到认识发展从知识到能力和素养的转化和进阶

（王磊等，学科能力构成及其表现研究，教育研究，2016.9）研究对象问题情境熟悉直接陌生间接三、工艺流程建模逐级突破（一）熟悉工艺流程题的模式(1)会读流程图①箭头:箭头进入的是投料(反应物)、出去的是主产物或副产物(生成物)。②三线:出线和进线均表示物料流向或操作流程,可逆线表示物质循环。2018全国1卷类型1“操作或反应流”型（经典）2018江苏卷（2）三种典型流程图式类型1“操作反应流”型（2）三种典型流程图式2018全国2卷类型2“物质流”型2018北京卷（2）三种典型流程图式类型3：综合型（主线为物质转化，综合操作和反应）2017全国1卷（2）三种典型流程图式（二）抓住“原型”、深度教学例1：铝土矿制取铝知识解析的教学在高一的新课中课后作业，一轮元素复习课中课前导学案作业（1）先学会画，会画就会看“物质流”型（三）逐步渗透工业流程“必”得分点知识解析的教学1.基础化学概念（化合价、原子结构示意图、电子式、物质分类、反应类型。。。。。）2.原料的预处理（研磨、水溶、酸溶、碱溶、煅烧等的选择和目的）3.分离提纯方法的选择（过滤提纯、电解法）4.反应条件的选择（pH、温度。。。）（二）抓住“原型”、深度教学例1：铝土矿制取铝知识解析的教学在高一的新课中课后作业，一轮元素复习课中课前导学案“操作反应流”型（1）先学会画，会画就会看预处理核心反应抓住“原型”、深度教学例题2：海水综合利用（高温灼烧、萃取-蒸馏提纯、氧化还原、电解法）；（2）根据课本文字描述，转化成流程框图海带中提取碘知识解析的教学转化成步骤描述，1.

称取干燥的海带，放在坩埚中焙烧，使海带完全灰化；2.将海带灰倒在烧杯中，加入一定量的蒸馏水搅拌过滤得滤液；3.

往滤液里加硫酸溶液酸化，再加入双氧水，溶液由无色变成深黄色；4.

再往上述溶液取少许中加入几滴淀粉溶液，发现淀粉溶液变成蓝色，即可检验出碘单质；5.

向剩余的滤液中加入四氯化碳溶液进行萃取。知识解析的教学抓住“原型”、深度教学工业流程题选择题化实现学科知识背景下阅读能力的提升！海水中提取溴知识解析的教学富集、蒸馏操作。。。抓住“原型”、深度教学例题2：海水综合利用（盐类水解应用、氧化还原、电解法）（3）利用好课本习题中流程框图海水中提取镁抓住“原型”、深度教学例题2：海水综合利用（溶液酸碱性的调节、氧化还原、电解法）；（3）利用好课本习题中流程框图制取轻质氧化镁（二）抓住“原型”、渗透工艺思维铝土矿制取铝（预处理、沉淀过滤提纯、电解法）；海水综合利用（电解法、萃取-蒸馏提纯、富集。。。）；侯氏制碱法（溶解度、循环物质、副产物、母液）；硝酸、硫酸工业（多步氧化还原、催化剂条件选择、工艺设备的复杂性等）；。。。。。知识解析的教学（三）抓住“原型”、建构工艺流程题模型10.3%99.2%碘为水溶性碘88.3%1.4%I-有机碘IO3-活动1：

设计海带提取碘的流程图思考：1.根据海带中碘元素的存在形式，初步设计出对海带进行预处理并且得到含I2的粗产品的流程。I-10.3%99.2%碘为水溶性碘88.3%1.4%I-有机碘IO3-I2H2O2活动1：

设计海带提取碘的流程图10.3%99.2%碘为水溶性碘88.3%1.4%I-IO3-I2?H2O2活动2：如何将海带中的有机碘和IO3-转化为I2？有机碘1.

海带中的KI03受热分解(性质与KCIO3相似);

思考加热时发生的反应：活动2：如何将海带中的有机碘和IO3-转化为I2？2KIO3=2KI+3O2，KIO3十5KI=3K2O十3I22.海带中的有机碘主要是3,5一二碘酪氨酸（C9H9I2NO3

），

结构简式为

燃烧时碘元素首先转化为HI:

4C9H9I2NO3+37O2=36CO2+14H2O+2N2+8HI,2HI=H2+I2,2HI+K2O=2KI+H2O【资料】10.3%99.2%碘为水溶性碘88.3%1.4%I-IO3-I2?H2O2活动2：如何将海带中的有机碘和IO3-转化为I2？灼烧有机碘灼烧的目的？活动2：优化海带提取碘的工业流程灼烧NaOH溶液萃取，分液过滤粗碘概念转变的教学反萃取

I2的悬浊液活动3：

工业流程图题建模观念建构的教学活动3：

工业流程图题建模灼烧反萃取，分液过滤粗碘预处理核心反应分离提纯：萃取、反萃取、分液、过滤观念建构的教学NaOH溶液

I2的悬浊液（四）构建解题模型从深入分析一道高考题：强化答题策略；构建解题模型；运用答题策略和解题模型解决问题；

获得信心。用解题模型解决具体问题，归纳解题策略2016年全国3卷以硅藻土为载体的五氧化二钒（V2O5）是接触法生成硫酸的催化剂。从废钒催化剂中回收V2O5既避免污染环境又有利于资源综合利用。废钒催化剂的主要成分为：以下是一种废钒催化剂回收工艺路线：回答下列问题：（1）“酸浸”时V2O5转化为VO2+，反应的离子方程式为________，同时V2O4转成VO2+。“废渣1”的主要成分是_____________。（2）“氧化”中欲使3mol的VO2+变为VO2+，则需要氧化剂KClO3至少为______mol。（3）“中和”作用之一是使钒以V4O124−形式存在于溶液中。“废渣2”中含有_____。（4）“离子交换”和“洗脱”可简单表示为：4ROH+V4O124−R4V4O12+4OH−（ROH为强碱性阴离子交换树脂）。为了提高洗脱效率，淋洗液应该呈___性（填“酸”、“碱”或“中”）。（5）“流出液”中阳离子最多的是________。（6）“沉钒”得到偏钒酸铵（NH4VO3）沉淀，写出“煅烧”中发生反应的化学方程式______。改写流程图式，体会“物质流”（物质转化，核心元素价态变化）和“操作流”（不同操作阶段的目的）废钒催化剂操作及辅助原料滤液或滤渣等物质氧化后溶液洗脱液NH4VO3产品：V2O5废钒催化剂浸取液废渣1加硫酸酸浸过滤加入KOH过滤加KClO3氧化中和后溶液废渣2①离子交换②洗脱加入NH4Cl沉钒煅烧SiO2改写流程图式，体会“物质流”（物质的转化，核心元素价态变化）和“操作流”（不同操作阶段的目的）主要离子：Fe3+Al3+VO2+VO2+K+SO42-Fe(OH)3Al(OH)3主要离子：Fe3+Al3+VO2+

K+Cl-SO42-主要离子：

K+Cl-SO42-V4O124-V2O5、V2O4、K2SO4、SiO2、Fe2O3、Al2O3带着题目中的问题精心研究“工艺流程图”，用模型解决具体问题。（1）“酸浸”时V2O5转化为VO2+，反应的离子方程式为________，同时V2O4转成VO2+。“废渣1”的主要成分是____。物质转化-推断推导出流程图中具体物质的化学组成。陌生化学用语书写提示：关注箭头的指向箭头指入———反应物箭头指出———生成物V2O5、V2O4、K2SO4、SiO2、Fe2O3、Al2O3（2）“氧化”中欲使3mol的VO2+变为VO2+，则需要氧化剂KClO3至少为______mol。提示：关注箭头的指向箭头指入———反应物箭头指出———生成物必得分点氧化还原反应原理计算方法——关系式法（电子守恒和原子守恒的综合运用）关系式法常应用于一步反应或分多步进行的连续反应中（定量实验更常见）（3）“中和”作用之一是使钒以V4O124−形式存在于溶液中。“废渣2”中含有_____。物质转化-推断推导出流程图中具体物质的化学组成。主要离子：Fe3+Al3+VO2+VO2+K+SO42-（4）“离子交换”和“洗脱”可简单表示为：4ROH+V4O124−R4V4O12+4OH−（ROH为强碱性阴离子交换树脂）。为了提高洗脱效率，淋洗液应该呈___性（填“酸”、“碱”或“中”）。反应条件选择（说理分析）①对反应流程中选择的试剂、温度控制、pH调节、分离提纯手段的选择理由，学科思维角度（平衡、速率、绿色化学）、工程思维角度进行分析说理。特殊的分离提纯手段（5）“流出液”中阳离子最多的是________。物质转化-推断推导出流程图中具体物质的化学组成。（6）“沉钒”得到偏钒酸铵（NH4VO3）沉淀，写出“煅烧”中发生反应的化学方程式______。陌生化学用语书写2、明确原料与产物1、快速分辨是什么类型的流程3、先看设问，完成不需要分析流程即可完成的小题4、带着设问，分析流程的关键点，完成剩余小题形成解题策略，掌握答题步骤：工艺流程题建模突破思路总结第一阶段：在基础年段，充分利用课本工艺“原型”，渗透工艺素养、初步建构模型、提升学科背景下阅读能力、信息提取、加工、处理、应用能力；第二阶段：高二暑假充分利用工艺题型训练学生书写化学方程式和离子方程式；第三阶段：元素复习阶段利用工艺题型分析各步骤的用途和实验方法，再次建构工艺流程模型；第四阶段：专题训练，深入分析一道高考题，强化答题策略、构建解题模型。工业流程“较难”得分点1.物质推断推导出流程图中具体物质的化学组成。2.陌生化学用语书写根据题目与流程所给信息书写陌生方程式。与文字信息不同，学生往往对流程图中所给信息敏感度不足（比如产物异常，溶液酸碱性条件等）3.反应条件选择（说理分析）对反应流程中选择的试剂、温度控制、pH调节、分离提纯手段的选择理由，学科角度（平衡、速率、绿色化学）、工程思维角度进行分析说理。另外一种角度是工艺对比：实际的工业流程中往往不止一种生产工艺，从给定角度（转化率、绿色化学、能耗等）对其进行对比分析。四、核心反应方程式书写的突破2016年11分2017年10分2018年8分2019年6分方程式书写在高考卷Ⅰ中的分值【2018卷Ⅰ26（4）】28（1）1840年Devil用干燥的氯气通过干燥的硝酸银，得到N2O5，该反应的氧化产物是一种气体，其分子式为___________。Cl2+AgNO3=N2O5↑+AgCl+?陌生方程式在高考中的隐形考查【2019卷Ⅰ26（4）】在“沉镁”中生成Mg(OH)2·MgCO3沉淀的离子方程式为__________，母液经加热后可返回___________工序循环使用。由碱式碳酸镁制备轻质氧化镁的方法是_________。陌生方程式在高考中的隐形考查Mg(OH)2·MgCO3==2MgO+H2O+CO2

↑

?近五年高考分析57试题2015年课标卷Ⅰ2016年课标卷Ⅰ2017年课标卷Ⅰ2018年课标卷Ⅰ2019年课标卷Ⅰ27（1）（6）26(2)27(4)28(2)27(2)(6）26（2）27(1)(4)26(1)(4)分值4分6分4分6分4分考察点复分解反应氧化还原反应复分解反应分解反应复分解反应氧化还原反应氧化还原反应氧化还原反应

考察形式化学方程式离子方程式化学方程式离子方程式离子方程式离子方程式化学方程式化学方程式化学方程式类型2电化学反应中的电极反应式类型3非氧化还原型类型1氧化还原反应型总结：三种反应类型的化学方程式或离子方程式两大思维：氧化还原反应思维和离子反应思维核心反应——陌生方程式的书写根据化合价确认反应类型写清条件添加符号补充完整水溶液的介质依据规律和信息判断产物依据三大守恒进行配平依据原理检查合理性①电子得失守恒②电荷守恒③原子守恒溶液酸碱性氧化还原反应、离子反应、水溶液中的平衡等理论离子方程式一些陌生物质是否可拆问题；H2O2两面性质根据电子转移数或常见化合价确定未知产物中元素的化合价；根据溶液的酸碱性确定未知物的类别→根据电子守恒配平→根据溶液的酸碱性确定参与反应的

或

→根据电荷守恒配平→根据原子守恒确定并配平其他物质1、新情境氧化还原反应方程式的书写程序氧化剂Cl2O2浓H2SO4HNO3KMnO4(H＋)、MnO2Fe3＋KClO3

、ClO－H2O2还原产物Cl－O2－SO2NO、NO2Mn2+Fe2＋Cl－H2O还原剂I－S2－(H2S)CO、CFe2＋NH3SO2、SO32-H2O2

氧化产物I2SCO2Fe3＋NO、N2SO42-O2

2.熟记常见氧化剂、还原剂及对应的还原产物、氧化产物类型1氧化还原型负（阳）极：还原剂—e-→氧化产物（升）正（阴）极：氧化剂+e-→还原产物（降）步骤3：写出电极反应式，总=正（阴）+负（阳）步骤2：确定什么极（正负、阴阳）步骤4：配方程——三个守恒步骤5：电解质溶液影响

注意事项：介质中的微粒H+、OH-、CO32-等参与反应类型2电化学反应中的电极反应式步骤1：确定什么池（原电池、电解池）

酸性环境碱性环境反应物中少氧

左边加H2O，右边加H+左边加OH-，右边加H2O反应物中多氧左边加H+，右边加H2O左边加H2O，右边加OH-

“补缺”的技巧配平化学方程式时，有时要用H+、OH-、H2O来使化学方程式两边电荷及原子守恒，总的原则是酸性溶液中不能出现OH-，碱性溶液中不能出现H+，具体方法如下：例1铅及其化合物可用于蓄电池、耐酸设备及X射线防护材料。回答下列问题：

（2）PbO2与浓盐酸共热生成黄绿色气体，反应的化学方程式为

方法一：经典氧化还原理论指导书写方法二：类比已学酸、碱、盐反应规律判断产物，与熟悉的方程式对应，模仿书写。（2）PbO2+4HCl(浓)

PbCl2+Cl2↑+2H2O典型例题MnO2与浓盐酸制备氯气例2

淡黄色固体（S）与热的NaOH溶液反应，产物中元素最高价态为+4，写出该反应的化学方程式：

3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2OCl2与NaOH溶液发生歧化反应的迁移。它是Cl2歧化反应的迁移。分析产物发现Ba(H2PO2)2中P为+1价，PH3中P为-3价，由电子守恒配平（P4)、Ba(OH)2和PH3、Ba(H2PO2)2的系数，最后方程左边缺H、缺O，由原子守恒再加H2O配平。2、根据“广义”的水解书写方程式例题1：写出亚硫酰氯(SOCl2)在潮湿的空气中产生白雾的化学方程式：

SOCl2+H2O=SO2↑+2HCl↑类型3非氧化还原型1、经典的复分解反应、分解反应、化合反应解析：例题2：一氯胺(NH2Cl)是一种重要的水消毒剂，写出产生消毒物质的化学方程式：

NH2Cl＋H2O===NH3＋HClO例题3：在“沉镁”中生成Mg(OH)2·MgCO3沉淀的离子方程式为2、根据“中和”原理或“强酸制弱酸”原理书写(25℃，H2C2O4和HF两种酸的电离平衡常数如下：

则H2C2O4溶液和NaF溶液反应的离子方程式为

H2C2O4＋F－===HF＋HC2O4-

H2C2O4Ka1＝5.36×10－2Ka2＝5.35×10－5HFKa＝6.31×10－43、应用“平衡转化”思想书写沉钴工艺流程如下图所示，请写出“沉钴”过程中的离子方程式：Co2＋＋2HCO3-===CoCO3↓＋CO2↑＋H2O。[解题思路]

该反应的微观平衡移动过程如下“沉锰”、“沉镁”、“沉镍”。。。（4）在“沉镁”中生成Mg(OH)2·MgCO3沉淀的离子方程式为__________直击高考【2019课标Ⅰ26题】（1）在95℃“溶浸”硼镁矿粉，产生的气体在“吸收”中反应的化学方程式为_________。

4、根据对热稳定性的理解书写Li2CO3、FeC2O4·2H2O和SiO2粉末均匀混合，在8