高三化学一轮复习 高考工艺流程浅析课件

由命题谈备考

----工艺流程试题浅析昌乐教学研究中心

化工流程题所考查的核心价值能够全面体现化学学科的社会价值、本质价值和育人价值，在全方位考查各项学科能力的同时，对考生学科核心素养的发展水平进行评价。

随着高考命题指导思想从知识立意到能力立意、素养立意的演变，化学工艺流程题能够很好地符合高考评价体系提出的命题目标定位，体现试题的考查价值，进而服务于高考化学科目的考试功能，在化学科高考试题中出现的频次越来越高，并几乎成为必考题型。

化工流程题脱胎萌芽于上世纪90

年代，从“人为编造”痕迹较重的“无机框图推断题”发展而来，历经改造演变，现成为具有独特样态风格的高考题型:（1）试题由“题干—流程—设问”构成，在题干中交代生产背景与目的，明示或隐含信息以及伏线问题的设置和解决。问题结构表现出模式化特征，对该模型理解(读题破题)需要模型认知素养(理解模型)，整个问题解决需要证据推理素养。（2）流程图内在逻辑结构是“原料预备处理—核心制备反应—目标产物获得”，该思维模型兼容并包括元素化合物、概念原理、实验实践和生产实际等多维要素，用术语、符号、文字、图式集成了复杂的认知情境。对该模型认知需要模型理解力和原型匹配力。(3)流程题解答，则需依据情境信息，寻找证据，进行推理，建构思维方法模型，属于“建模”“用模”高层次素养，需要关键能力群中思维认知能力的洞察、推理能力，学习能力的阅读解码、符号理解能力以及实践操作能力的信息转化、数据处理能力等。流程题的考查形式及价值表现情景、知识、能力情景提出、解决、完善问题的的载体信息

思维空间加入纯碱和O2进行焙烧，FeCr2O4转化为Na2Cr2O4，Fe(II)被O2氧化成Fe2O3，Al、Si氧化物转化为Na[Al(OH)4]、Na2SiO31、文字术语---出发点与目的

（物质的转化与分离提纯）（2023山东）17.盐湖卤水(主要含Na+、Mg2+、Li+、Cl-、SO42-和硼酸根等)是锂盐的重要来源。一种以高镁卤水为原料经两段除镁制备Li2CO3的工艺流程如下：已知：常温下，Ksp(Li2CO3)=2.2×10-3。相关化合物的溶解度与温度的关系如图所示。回答下列问题：（1）含硼固体中的B(OH)3在水中存在平衡：B(OH)3+

H2OH++[B(OH)4]-(常温下，Ka=10-9.34)；B(OH)3与NaOH溶液反应可制备硼砂Na2B4O5(OH)4∙8H2O。常温下，在0.10mol∙L−1硼砂溶液中，[B4O5(OH)4]2-水解生成等物质的量浓度的B(OH)3和[B(OH)4]-，该水解反应的离子方程式为

，该溶液pH=

。（2023山东17）.盐湖卤水(主要含Na+、Mg2+、Li+、Cl-、SO42-和硼酸根等)是锂盐的重要来源。一种以高镁卤水为原料经两段除镁制备Li2CO3的工艺流程如下：试剂转化及操作分离(杂质）氧化还原已知：常温下，Ksp(Li2CO3)=2.2×10-3。相关化合物的溶解度与温度的关系如图所示。2、图形图表（流程本身、3线）17.盐湖卤水(主要含Na+、Mg2+、Li+、Cl-、SO42-和硼酸根等)是锂盐的重要来源。一种以高镁卤水为原料经两段除镁制备Li2CO3的工艺流程如下：已知：常温下，Ksp(Li2CO3)=2.2×10-3。相关化合物的溶解度与温度的关系如图所示。回答下列问题：（1）含硼固体中的B(OH)3在水中存在平衡：B(OH)3+

H2OH++[B(OH)4]-(常温下，Ka=10-9.34)；B(OH)3与NaOH溶液反应可制备硼砂Na2B4O5(OH)4∙8H2O。常温下，在0.10mol∙L−1硼砂溶液中，[B4O5(OH)4]2-水解生成等物质的量浓度的B(OH)3和[B(OH)4]-，该水解反应的离子方程式为

，该溶液pH=

。[B4O5(OH)4]2-

+5H2O2B(OH)3+2[B(OH)4]-

9.34试剂转化及操作分离(杂质）氧化还原氧化剂:KMnO4（3）、H2O2（5）、Fe3+（1）、空气（1）、O2（1）、Cu2+、Cl2(次氯酸盐、ClO2、NaClO3、KClO3)、HNO3（NH4NO3、NaNO3）、MnO2还原剂：H2

（1）、SO2（1）或Na2SO3（+4、﹣2、+2等价态S）、金属单质（1）、I-、Fe2+、H2O2、HCl、NaClO2酸：H2SO4（7）、HCl（5）、SO2（1）、H3PO4（1）、HNO3、H2C2O4、CO2、HF碱：NH3·H2O（4）、NaOH（KOH）（2次）盐：Na2CO3(碱熔或水溶液、7)、BaCO3（1）、FeCl3（1）、NH4Cl（1）、NH4HCO3（2）、CaCl2（1）、NH4NO3、(NH4)2CO3、(NH4)2SO3、(NH4)2SO4、(NH4)2C2O4、NaNO3调pH：酸、碱(NH3、1)、盐、氧化物（CaO、1)

硫化剂：Na2S、ZnS、FeS、MnS氟化剂：MnF2、NaF物质转化与分离阶段常用试剂（模考+5年高考）常见物质作用，存在形式及受介质的影响情况。如H2O2：不稳定性（受热易分解、遇催化剂Fe3+、Cu2+分解）、强氧化性、还原性、绿色试剂不引入杂质无污染。常见杂质：SiO2、Al2O3、FexOy、金属离子、FeS、FeS2FeCO3

、MgO、MnO2、CaO、CuO、PbO、ZnO、PbSO4、Ag2S无机工艺流程题常见杂质化合物（近5年分析）（2020-16）用软锰矿（主要成分为MnO2，含少量Fe3O4、Al2O3）和BaS制备高纯MnCO3（2021-17）工业上以铬铁矿(FeCr2O4，含Al、Si氧化物等杂质)为主要原料制备红矾钠(Na2Cr2O7•2H2O)（2024-18）以铅精矿(含PbS，Ag2S等)为主要原料提取金属Pb和Ag（物质的转化）（2022-17）工业上以氟磷灰石[Ca5F(PO4)3，含SiO2等杂质]为原料生产磷酸和石膏（2023-17）盐湖卤水(主要含Na+、Mg2+、Li+、Cl-、SO42-和硼酸根等)是锂盐的重要来源。一种以高镁卤水为原料经两段除镁制备Li2CO31.熟练掌握Si、Al、Fe三种元素所对应杂质的除去方法，总结常见杂质的去向。例如，硅的去向有SiO2、H2SiO3、铝硅酸钠等情况。2.含金属元素物质的转化，不管是目标物质还是杂质，最终都是转化成沉淀或者固体，可以直接沉淀（沉淀溶解平衡）、反应沉淀（氧化还原反应、复分解反应等）、调节pH沉淀，水溶液转化为固体可用结晶的方法。3.络合物和硼元素转化与分离阶段的必备知识

化学工艺流程题是化工生产的实际过程或是实验室对工业生产的模拟，题目综合性强，难度大，通常以化工生产流程图的形式呈现，以陌生元素或熟悉元素形成的陌生化合物为裁体，综合考査元素化合物知识、氧化还原反应方程式的书写、水溶液中各种量的关系、实验（实际）操作及工艺条件、实验步骤的设计及分析、判断流程中残渣或废液的成分、反应条件的控制与选择、产率的计算、绿色化学思想的体现等，是真正的学科内综合题，无所不考。2024T18.以铅精矿(含PbS,Ag2S等)为主要原料提取金属Pb和Ag的工艺流程如下：回答下列问题：（1）“热浸”时，难溶的PbS和Ag2S转化为[PbCl4]2-和[AgCl2]-及单质硫。溶解等物质的量的PbS和Ag2S时，消耗Fe3+物质的量之比为_______；溶液中盐酸浓度不宜过大，除防止“热浸”时HCl挥发外，另一目的是防止产生_______(填化学式)。（2）将“过滤Ⅱ”得到的PbCl2沉淀反复用饱和食盐水热溶，电解所得溶液可制备金属Pb,“电解I”阳极产物用尾液吸收后在工艺中循环使用，利用该吸收液的操作单元为_______。（3）“还原”中加入铅精矿的目的是_______。（4）“置换”中可选用的试剂X为_______(填标号)。A．AlB．ZnC．PbD．Ag“置换”反应的离子方程式为_______。（5）“电解II”中将富银铅泥制成电极板，用作_______(填“阴极”或“阳极”)。计算操作单元、循环使用物质判断实验目的实验目的物质判断方程式书写电极判断2023T13.一种制备Cu2O的工艺路线如图所示，反应Ⅱ所得溶液pH在3～4之间，反应Ⅲ需及时补加NaOH以保持反应在pH=5条件下进行。常温下，H2SO3

的电离平衡常数Ka1=1.3×10-2，Ka2=6.3×10-8。下列说法正确的是A.反应I、Ⅱ、Ⅲ均为氧化还原反应B.低温真空蒸发主要目的是防止NaHSO3被氧化C.溶液Y可循环用于反应Ⅱ所在操作单元中吸收气体ID.若Cu₂O产量不变，参与反应Ⅲ的X与CuSO4物质的量之比n(X)/n(CuSO4)增大时，需补加NaOH的量减少SO2CO2Na2SO3Na2SO3反应类型判断，产物判断；循环使用的物质、循环的位置；物质转化综合判断。

【必备知识】氧化还原反应、常见化合物知识及物质转化【关键能力】理解与辨析、分析与推测能力2023T17.盐湖卤水(主要含Na+、Mg2+、Li+、Cl-、SO42-和硼酸根等)是锂盐的重要来源。一种以高镁卤水为原料经两段除镁制备Li2CO3的工艺流程如下：已知：常温下，Ksp(Li2CO3)=2.2×10-3。相关化合物的溶解度与温度的关系如图所示。回答下列问题：（1）含硼固体中的B(OH)3在水中存在平衡：B(OH)3+

H2OH++[B(OH)4]-(常温下，Ka=10-9.34)；B(OH)3与NaOH溶液反应可制备硼砂Na2B4O5(OH)4∙8H2O。常温下，在0.10mol∙L−1硼砂溶液中，[B4O5(OH)4]2-水解生成等物质的量浓度的B(OH)3和[B(OH)4]-，该水解反应的离子方程式为

，该溶液pH=

。[B4O5(OH)4]2-

+5H2O2B(OH)3+2[B(OH)4]-

9.34计算方程式书写必备知识：语与概念、物质转化与应用、反应变化与规律、实验原理与方法关键能力：理解与辨析、分析与推测、归纳与论证17.盐湖卤水(主要含Na+、Mg2+、Li+、Cl-、SO42-和硼酸根等)是锂盐的重要来源。一种以高镁卤水为原料经两段除镁制备Li2CO3的工艺流程如下：已知：常温下，Ksp(Li2CO3)=2.2×10-3。相关化合物的溶解度与温度的关系如图所示。（2）滤渣I的主要成分是

(填化学式)；精制I后溶液中Li+的浓度为2.0mol∙L−1，则常温下精制II过程中CO32-浓度应控制在

mol∙L−1以下。若脱硼后直接进行精制I，除无法回收HCl外，还将增加

的用量(填化学式)。CaSO4、Mg(OH)25.5×10-4CaO、Na2CO3物质判断

计算物质判断

17.盐湖卤水(主要含Na+、Mg2+、Li+、Cl-、SO42-和硼酸根等)是锂盐的重要来源。一种以高镁卤水为原料经两段除镁制备Li2CO3的工艺流程如下：已知：常温下，Ksp(Li2CO3)=2.2×10-3。相关化合物的溶解度与温度的关系如图所示。（3）精制II的目的是

；进行操作X时应选择的试剂是

，若不进行该操作而直接浓缩，将导致

。除去引入的Ca2+

盐酸

有Li2CO3沉淀析出试剂选择实验目的实验现象2022T12．高压氢还原法可直接从溶液中提取金属粉。以硫化铜精矿(含Zn、Fe元素的杂质)为主要原料制备Cu粉的工艺流程如下，可能用到的数据见下表。高压氢还原溶液中的金属粉；固体（滤渣）成分判断；控制速率；调pH；操作目的22反应离子方程式；Ksp计算23根据图像判断产物；循环使用的物质循环的位置；图像综合判断。24操作目的（速率控制）；Ksp,pH调节，酸化目的；产物判断；实验操作；循环利用；电极产物判断离子移动方向252020.16用软锰矿（主要成分为MnO2，含少量Fe3O4、Al2O3）和BaS制备高纯MnCO3的工艺流程如下：回答下列问题（1）软锰矿预先粉碎的目的是

，MnO2与BaS溶液反应转化为MnO的化学方程式为

。（2）保持BaS投料量不变，随MnO2与BaS投料比增大，S的量达到最大值后无明显变化，而Ba（OH）2的量达到最大值后会减小，减小的原因是

。（3）滤液I可循环使用，应当将其导入到

操作中（填操作单元的名称）。（4）净化时需先加入的试剂X为

（填化学式）。再使用氨水调溶液的pH，则pH的理论最小值为_______(当溶液中某离子浓度c≤1.0×10-5mol·L-1时，可认为该离子沉淀完全）。（5）碳化过程中发生反应的离子方程式为

。粉碎目的（速率控制）；反应方程式；原因解释；循环物质循环的单元；净化试剂的选择；根据Ksp判断PH；离子方程式2720242023202220212020模一模二考点考点考点考点考点考点考点13.反应类型判断，产物判断；循环使用的物质、循环的位置；图像综合判断12.滤渣成份判断速率控制、pH调控、条件选择8.溶液（母液）成分判断；控制速率（温度）；产物判断9.核心反应方程式；控制速率（温度）；循环使用的物质；Ksp10.氧化还原反应，电极产物判断9.洗涤目的；萃取剂选择；加入试剂的目的；实验操作仪器的选择18.计算、物质判断、条件选择、试剂选择、陌生离子方程式书写、反应目的、电极判断17.物质判断、计算、工艺流程中的物质转化及陌生方程式（含离子方程式）书写、实验目的考查17.离子方程式、Ksp计算、产物判断、循环使用的物质循环的位置；图像综合判断。17.操作目的（速率控制）；Ksp,pH调节，酸化目的；产物判断；实验操作；循环利用；16.粉碎目的（速率控制）；反应方程式；原因解释；循环物质循环的单元；净化试剂的选择；根据Ksp判断PH；离子方程式19.通风的原因（产物判断）；离子方程式书写；根据提示判断pH，滤渣成分；原因分析；试剂选择；化学方程式书写。18.化学方程式；滤渣成分；调pH的作用，离子方程式；原因分析；洗涤目的；化学方程式。工业流程题山东卷考点汇总高频设问2020-2024年加入试剂判断及加入试剂的作用13陌生化学(离子)方程式的书写9操作及操作目的8滤渣、滤液成分判断9实验条件的选择，温度或pH调节8图表、图像分析7物质循环利用6计算12操作单元6无机工艺流程山东卷高频设问角度以上考点几乎为全频考点，会延续，另外，像学科内综合，电化学，滴定、速率、平衡移动、水溶液都有可能进行综合，体现试题的综合性。覆盖高考考点，强化高频考点练习重视模型建构，更要重视模型应用，抓好规范落实29蒸馏（常压蒸馏

减压蒸馏）升华结晶（固、固）萃取、分液（液、液）过滤（固、液）变温常温蒸发结晶冷却结晶盐析平衡移动过滤趁热过滤减压过滤物质分离提纯沸点溶解度分离提纯模型分离提纯的典型方法分离提纯物理方法化学方法萃取分液、蒸馏、过滤、结晶、重结晶、升华、分馏、加热法、沉淀法、氧化还原反应法、电解法、调pH法、离子交换2024/10/1532分析题给信息分析是否有化合价变化

有判断类别通性（周期表位置）

分析反应物与产物（难点）分析溶液介质（易忽略）判断产物形式共存与否配平

无守恒关系化工流程题中方程式的书写一般思路：

关键能力包含高考评价体系能力群:知识获取能力、实践操作能力和思维认知能力。

具体指向有阅读理解、辨识模型、图表各种类型信息、获取关键信息、与已学的有关知识整合应用能力，演绎推理、预测物质的性质或可能发生的反应及产物‘结合化学原理推测反应的机理和过程，分析实验目的及实验结果、语言表达能力等。

问题考察的认知目标几乎包含布卢姆认知目标分类中“记忆、理解、应用、分析、评价、创造”的六个方面，重点指向“理解”和“应用”，也会有“分析”“评价”“创造”等高阶认知目标加强关键能力培养符号理解阅读理解信息整理分析与推测归纳与论证归纳概括演绎推理辩证思维实验设计数据处理动手操作理解与辨析知识获取思维认知实践操作探究与创新单旭峰化学考试内容创新中的关键能力关系（1）加强试题提供信息提取与加工，整合已有知识和设问角度，提高整合信息的能力（2）加强对基本概念、基本理论、反应规律的认识与理解，培养分析与推测能力（3）能认识不同呈现方式的数据和信息，能利用数学方法对数据进行转化，推导定量关系，归纳规律和结果，得到合理结论（4）切实重视必做实验的具体实验操作及过程，重视实验目的的分析和结果的预测，重视实验过程的生成性问题，培养学生描述实验现象、处理实验数据、设计和评价实验的能力工艺流程一般命题框架

在设问时，围绕“预处理”、“核心反应”、“提纯分离”、“循环使用”、“三废处理”等环节的问题驱动，启发学生思考并寻求解决问题的思路。必备知识：元素化合物知识、基本概念和基本理论（化学(离子)方程式的书写，提纯试剂的选择、产物的组成分析、实验(工艺)条件的选择，具体实验(工艺)措施的解释、物质的循环利用”和“三废处理”、定量分析工业生产中转化率、产率、纯度等计算）关键能力：提取信息、获取证据并进行逻辑推理的能力。素养目标：考查证据推理与模型认识素养达成水平。（1）缺乏对整个流程工艺的整体把握（2）信息提取能力存在缺陷（情景分析）（3）必备知识不扎实、运用不熟练、学生理解及应用未达标（4）定量计算能力有所欠缺现阶段学生存在问题原料预处理---除杂、净化加试剂（控制条件）--转化氧化还原反应、复分解反应、

沉淀转换、络合反应蒸馏、升华过滤、结晶（蒸发/冷却、盐析、醇析、平衡移动）萃取、分液原料预处理1.粉碎、研磨：减小固体的颗粒度，增大固体与液体或气体间的接触面积，加快焙烧或浸出的反应速率、提高浸出率。2.灼烧、焙烧、煅烧：除去挥发性、可燃性杂质、使原料初步转化，便于后续分离。3.浸出：使矿物原料中的有用组分与杂质选择性地溶解，实现分离。①水浸：与水接触反应或溶解，做到初步分离。②酸浸：常用硫酸、盐酸、硝酸等，使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去、调节pH、抑制水解。③碱浸：碱溶常用NaOH、氨水、Na2CO3溶液等，使某些元素以含氧酸根离子（Si、Al）或与NH4+形成配离子进入溶液、调节pH、去除油污。④氨浸：用氨水和铵盐溶液与原料接触，使某些金属离子进入溶液。⑤盐浸：利用水解酸碱性、反生反应、沉淀离子最佳投料比和投料方式【熟悉元素（含陌生元素）组成的陌生物质、

陌生元素组成的陌生物质】络合物2021山东卷17(1)分析：焙烧时气体与矿料逆流而行，目的是利用热量使O2向上流动，增大固体与气体的接触面积，提高化学反应速率。提高反应速率的一般方法：升高温度、提高浓度（如H+浓度）、气体参与的反应增大压强、增大反应物接触面积（粉碎）、选择合适的催化剂等。条件控制：(1)控制pH:使某些金属离子形成氢氧化物沉淀，促进水解或抑制水解，调整酸碱性，转化某元素的形式等。(2)控制温度：加快或降低反应(溶解)速率、影响平衡移动，促进水解使胶体转化为沉淀便于元素分离，防止试剂挥发或分解、控制物质溶解度。（１）建构物质（元素）转化观

能够根据已有知识和题给信息梳理出流程中的转化（操作）线、试剂线和分离线。

转化线和试剂线，就是要抓住物质的组成与性