2025届高考化学基于核心素养导向的工业流程高考复习课件

基于核心素养导向下的工业流程教学

——元素化合物性质和转化的角度

【学业要求】常见的无机物及其应用1.能用化学方程式、离子方程式正确表示典型物质的主要化学性质。2.能从物质类别、元素价态的角度，依据复分解反应和氧化还原反应原理，预测物质的化学性质和变化。3.能从物质类别和元素价态变化的视角说明物质的转化路径。价类二维2SO2+O22SO3催化剂∆从物质类别和元素价态变化的视角说明物质的转化路径物质线设备线4FeS2＋11O2===2Fe2O3＋8SO2

或S＋O2===SO2高温点燃SO3+H2O==H2SO4人教版必修二第4页人教版必修二第28页3NO2＋H2O===2HNO3＋NO2NO＋O2===2NO2—10+6+6+4—3+2+40+52022年山东卷12．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。下列说法错误的是工业流程题的命题形式

“大题小做”―工艺流程选择题成分分析pH范围(Ksp)条件控制条件控制2020山东卷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：工业流程题的命题形式

预处理条件控制循环利用试剂选择pH范围方程式书写方程式书写

山东4年高考素材背景和考查内容年份题号背景素材考查内容2020年916以菱镁矿（MgCO3)为原料制备高纯镁砂用软锰矿和BaS制备高纯MnCO3Mg、Fe、Al、N、Mn、S、Ba化合物的性质，原料预处理，陌生方程式书写，条件控制，物质循环，试剂选择，pH范围，Ksp计算2021年817以SO2和纯碱为原料制备无水NaHSO3以铬铁矿为原料制备红矾钠Na、Al、Fe、Si、S、Cr化合物的性质，原料预处理，条件控制，物质推断，pH范围，实验操作，电化学2022年1217以硫化铜精矿为原料制备Cu粉以氟磷灰石为原料生产磷酸和石膏Cu、Fe、Zn、S、Ca、F、P、Si、Ba化合物的性质，信息型离子方程式书写，物质推断，条件选择，pH范围，实验操作，Ksp计算，沉淀溶解平衡，物质循环，图表分析2023年1317制备Cu2O以高镁卤水为原料制备Li2CO3Cu、S、Na、Li、B、C、Mg、Ca化合物的性质，氧化还原，实验操作，物质循环，信息型离子方程式书写，物质推断，条件选择，Ksp计算考查情境：过渡元素（Mn、Cr、Ni、Pb、Ti、V）为核心，Mg、Al、Fe、Cu、Si等化合物为杂质工业流程高频考点实验操作Ksp计算等原料预处理粉碎、焙烧、浸出等信息型方程式书写氧化还原、复分解条件控制温度、pH等物质循环循环物质、循环单元过滤、蒸发、洗涤等【必备知识】物质的性质及转化pH范围表述不到位循环利用物质的转化原料预处理试剂的作用成分分析方程式书写【存在问题】物质的性质及转化表述不到位信息应用循环利用方程式书写3.基于信息，用化学方程式、离子方程式正确表示物质的转化，形成信息型方程式书写的守恒思维模型。【学习目标】

1.以高考真题——流程题中真实情境为载体，夯实常考元素及其化合物的性质及转化等必备知识。2.以典型高考真题为例，梳理工艺流程题的解读思路，强化价类二维的物质转化路径思维模型。【思维建模】工艺流程题的解题模型原料：FeCr2O4，含Al、Si氧化物等【模型构建】审题干析流程重设问找原料、产品、杂质明确目的反应线物质之间的转化关系（复分解、氧化还原）操作线物质在转化时的实验操作结合题干信息、已知信息、图表信息等带着设问针对性的看流程图精研流程2021年山东卷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)的工艺流程如下。工业流程题基本环节剖析目的：将矿样中的元素转化为便于处理的形式原料预处理阶段物质转化与分离阶段目标产品生成阶段【必备知识】物质的性质及转化【思维模型】分析物质性质的两个角度：物质类别和元素化合价NaAlO2Na2SiO3【任务一】如何进行原料预处理【典例剖析】2021年山东卷17．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)。(1)焙烧的目的是将FeCr2O4转化为Na2CrO4并将Al、Si氧化物转化为可溶性钠盐，氧化铝：两性氧化物二氧化硅：酸性氧化物O2：氧化性【分析】纯碱：碱性FeCr2O4Na2CrO4+6+3+2Fe2O3从物质类别角度从元素化合价角度【必备知识】物质的性质及转化碱性焙烧【问题1—1】纯碱、氧气作用分别是什么？分别从哪个角度考虑？氧化焙烧【问题1—2】焙烧的反应器材质应选用________（填“瓷质”、“铁质”或“石英质”）含SiO2SiO2√价类二维【典例剖析】2021年山东卷17．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)。(1)焙烧的目的是将FeCr2O4转化为Na2CrO4并将Al、Si氧化物转化为可溶性钠盐，【问题1—3】写出焙烧过程中涉及的三个方程式。Na2CO3+Al2O3====2NaAlO2+CO2↑焙烧Na2CO3+SiO2====Na2SiO3+CO2↑焙烧【必备知识】物质的性质及转化信息型方程式书写碱性碱性两性酸性从物质类别角度非氧化还原反应【任务一】如何进行原料预处理+O2FeCr2O4Na2CrO4+6+3+2+Fe2O3+Na2CO3焙烧+37447288+CO28【思维模型】信息型方程式书写(1)焙烧的目的是将FeCr2O4(亚铬酸亚铁)

转化为Na2CrO4【必备知识】电子守恒、元素守恒、电荷守恒分析反应物、生成物标价态电子守恒元素守恒【思维模型】信息型方程式书写氧化

还原“读”取题目中的有效信息写出主要反应物和生成物的化学式依据电子守恒、元素守恒、电荷守恒，写出规范的方程式信息型方程式的书写步骤：——证据——推理＋表征——符号+3+2【练习1】信息型方程式书写分析反应物、生成物标价态电子守恒元素守恒【思维模型】信息型方程式书写氧化

还原【已知】烧渣是LiCl、CoCl2和SiO2的混合物请写出焙烧时发生反应的化学方程式：________________________________________（2023·湖北卷，16）【思维模型】分析物质性质的两个角度：物质类别和元素化合价【必备知识】物质的性质及转化【针对练习1】（2023·全国甲卷）以BaSO4为原料，采用下列路线可制备粉状BaTiO3。(1)“焙烧”步骤中碳粉的主要作用是___________________________

。还原焙烧做还原剂，(2)“焙烧”后固体产物有BaCl2、易溶于水BaS的和微溶于水的CaS。+6—2答题规范将BaSO4还原元素化合价【问题1—4】工业流程中对原料进行预处理还有哪些方式？焙烧（煅烧、灼烧）、浸出（水浸、酸浸、碱浸、盐浸）

【任务一】如何进行原料预处理【针对练习2】2020山东卷9以菱镁矿(主要成分为MgCO3，含少量SiO2，Fe2O3和A12O3)为原料制备高纯镁砂的工艺流程如下：【必备知识】物质的性质及转化MgO碱性氧化物【任务一】如何进行原料预处理【思维模型】分析物质性质的两个角度：物质类别和元素化合价物质类别难溶碳酸盐热稳定性差

盐浸水解，酸性，盐人教版必修二第106页灼烧的目的：使有机物转化为二氧化碳和水【必备知识】物质的性质及转化【思维模型】分析物质性质的两个角度：物质类别和元素化合价【任务一】如何进行原料预处理【针对练习3】2022年山东卷12．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。下列说法错误的是氧化性CuS—2还原性酸性SB．浸取时，增大O2压强可促进金属离子浸出CuS(s)Cu2＋(aq)＋S2－(aq)氧化性还原性【必备知识】物质的性质及转化【思维模型】分析物质性质的两个角度：物质类别和元素化合价元素化合价【任务一】如何进行原料预处理Cu2+、Zn2+、Fe3+【思考】浸取时为什么通氧气？之用硫酸溶液是否可行？【针对练习4】2022年山东卷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，工艺流程如下：【思维模型】分析物质性质的两个角度：物质类别和元素化合价HF强碱弱酸盐酸性氧化物【必备知识】物质的性质及转化复分解反应Ca5F(PO4)3+H2SO4→CaSO4+HF+H3PO4物质类别【任务一】如何进行原料预处理+SiO2【针对练习4】2022年山东卷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，工艺流程如下：(1)酸解时有HF产生。HF氢氟酸与SiO2反应生成二元强酸H2SiF6，离子方程式为____________________。2H++SiF62—+2H2O

弱酸HF6分析反应物、生成物电荷守恒元素守恒【思维模型】信息型离子方程式(非氧化还原)书写【必备知识】物质的性质及转化关注溶液酸碱性【任务一】如何进行原料预处理【练习2】信息型方程式书写（1）常温下，在0.10mol/L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：_____________________________分析反应物、生成物电荷守恒元素守恒【思维模型】信息型离子方程式(非氧化还原)书写(2023年山东卷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的工艺流程如下：【思维模型】信息型方程式书写关注价态关注酸碱性【必备知识】物质的性质及转化【思考】酸浸（或酸解）时稀硫酸和浓硫酸哪个效果好？为什么？价类二维复分解反应酸性氧化性【任务一】如何进行原料预处理

【知识补充】浸取：目的是把固体转化为溶液，以便于后继的转化或分离。包括水浸取、酸溶、碱溶、

醇溶等。【必备知识】物质的性质及转化酸浸碱浸阅读第3页【典例剖析】2021年山东卷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)的工艺流程如下。工业流程题基本环节剖析Na2CrO4NaAlO2Na2SiO3Fe2O3【必备知识】物质的性质及转化(2)矿物中相关元素可溶性组分物质的量浓度c与pH的关系如图。当溶液中可溶组分浓度c≤1.0×10-5mol∙L-1时，可认为已除尽。AlO2—【问题2—4】中和时pH的理论范围为_____________。【任务二】如何进行除杂净化4.5~9.3除Al、SiAl(OH)3、H2SiO3【问题2—2】中和的目的是什么？【必备知识】物质的性质及转化Na2CrO4NaAlO2Na2SiO3调低pH

1、调节溶液的pH：使某些金属离子形成氢氧化物沉淀除去杂质元素（Fe、Al等)【问题2—3】中和时为什么加酸？碱性碱性两性氢氧化物难溶酸Al(OH)3、H2SiO3物质类别AlO2-＋H＋＋H2O=Al(OH)3↓SiO32—+2H+==H2SiO3↓【针对练习】2022年山东卷12．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。下列说法错误的是氧化性CuS—2还原性酸性Cu2+、Zn2+、Fe3+【任务二】如何进行除杂净化Fe(OH)3、SSC．中和调pH的范围为3.2~4.2【必备知识】物质的性质及转化1、调节溶液的pH：使某些金属离子形成氢氧化物沉淀除去杂质元素（Fe、Al等)酸性调高pH

调pH，除Fe溶液的酸碱性影响离子的稳定性和存在形式(如使CrO42-

转化为Cr2O72-)

【概括归理】控制条件——pH

调低pH：加能消耗OH-的物质，如加酸、通CO2等【微点拨】关注原溶液的酸碱性为什么调溶液pH？使金属离子（Fe2+、Fe3+、Cu2+、Al3+、Mg2+等）形成氢氧化物沉淀析出调节溶液的酸碱性，促进或抑制水解怎么调溶液pH？调高pH：加能消耗H+的物质，加碱(NaOH、氨水)、金属氧化物、弱酸盐等溶液pH调到什么范围？

读取图表信息；结合Ksp计算例如：除去Cu2+溶液中混有的Fe3+，可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3【针对练习】2022年山东卷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，工艺流程如下：HF杂质：H2SiF6、H2SO4【任务二】如何进行除杂净化2、加沉淀剂转化成沉淀除去杂质元素——复分解反应除SiF62—除SO42—【必备知识】物质的性质及转化【必备知识】物质的性质及转化【针对练习】（2023·全国甲卷）以BaSO4为原料，采用下列路线可制备粉状BaTiO3。【任务二】如何进行除杂净化2、加沉淀剂转化成沉淀除去杂质元素——复分解反应BaCl2BaCl2CaS、CBaTiO(C2O4)2Cu2+、Ag+、Zn2+、Hg2+Fe2+、Mn2+、Co2+、Zn2+Ca2+、Mg2+——Na2CO3或NH4HCO3等——Na2S或H2S等——NaF或NH4F等【针对练习】2020山东卷9．以菱镁矿(主要成分为MgCO3，含少量SiO2，Fe2O3和A12O3)为原料制备高纯镁砂的工艺流程如下：【必备知识】物质的性质及转化已知浸出时产生的废渣中有SiO2，Fe(OH)3和Al(OH)3。MgCl2B．浸出和沉镁的操作均应在较高温度下进行×依据：铵盐、氨水不稳定，高温分解【任务二】如何进行除杂净化物质类别【概括归理】控制条件——温度为什么要控制温度？温度过低，速率慢……；温度过高，物质分解、催化剂失活等……

怎么控制温度？温度控制在什么范围？水浴加热——受热均匀，便于控温冰水冷却——如反应放热、收集产品等图表信息等【微点拨】从温度过高或温度过低两方面作答【针对练习】2022年山东卷12．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。下列说法错误的是【任务二】如何进行除杂净化Cu2+Zn2+依据：氧化性Cu2+＞H+＞Zn2+3、利用氧化还原反应除去杂质元素（如Fe、S等)ZnD．还原时，增大溶液酸度有利于Cu的生成H+【必备知识】物质的性质及转化×氧化产物【微点拨】关注元素价态常见氧化剂：氧气、H2O2、KMnO4、MnO2等常见还原剂：C粉、活泼金属、SO2、H2C2O4等Cu2++H2==Cu+2H+Cu2+、Zn2+、Fe3+含Zn、Fe元素【针对练习】2022年山东卷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，工艺流程如下：【任务二】如何进行除杂净化4、利用萃取-反萃取法除去杂质离子【必备知识】物质的性质及转化【任务二】如何进行除杂净化4、利用萃取-反萃取法除去杂质离子鲁科版必修二【必备知识】物质的性质及转化工业流程题的核心——除杂净化物理性质溶解性：过滤、结晶、盐析、吹出、萃取分液熔沸点：冷凝、升华、分馏化学性质核心：除杂净化调pH：使某些金属离子形成氢氧化物沉淀除去杂质元素（Fe、Al等)加沉淀剂：转化成沉淀除去杂质元素（如硫化物、碳酸盐等）氧化还原：常见氧化剂、还原剂（关注价态）萃取-反萃取法依据：类别和价态阅读第4页【典例剖析】2021年山东卷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)的工艺流程如下。工业流程题基本环节剖析Na2CrO4【问题3—1】酸化的目的是________________________；【任务三】如何获得产品【典例剖析】2021年山东卷17．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)。使CrO42-

转化为Cr2O72-

Cr2O72-

CrO42-

【问题3—2】写出酸化过程的离子方程式。22H+++H2ONa2CrO4【必备知识】物质的性质及转化【问题3—1】酸化的目的是________________________；【任务三】如何获得产品【典例剖析】2021年山东卷17．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)。使CrO42-

转化为Cr2O72-

Cr2O72-

CrO42-

【问题3—2】写出酸化过程的离子方程式。22H+++H2ONa2CrO4【必备知识】物质的性质及转化【问题3—3】酸化时为什么不用盐酸？Cr2O72-强氧化性，Cl-还原性

价类二维选择性必修三60页【问题3—4】副产品是什么？【任务三】如何获得产品【典例剖析】2021年山东卷17．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)。Na2CrO4NaAlO2Na2SiO3Fe2O3Al(OH)3、H2SiO3Na2CrO4Na2SO4【思维建模】副产品的确定【必备知识】物质的性质及转化依据元素守恒【任务三】如何获得产品【典例剖析】2021年山东卷17．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)。【问题3—5】冷却结晶所得母液中，除Na2Cr2O7外，可在上述流程中循环利用物质

还有____。

H2SO4【思维建模】循环物质、循环工序的确定【必备知识】物质的性质及转化依据元素守恒Na2CrO4NaAlO2Na2SiO3Fe2O3Al(OH)3、H2SiO3Na2CrO4Na2SO4过量【针对练习】2020山东卷9．以菱镁矿(主要成分为MgCO3，含少量SiO2，Fe2O3和A12O3)为原料制备高纯镁砂的工艺流程如下：NH4Cl【必备知识】物质的性质及转化MgOSiO2Fe2O3A12O3碱性氧化物酸性氧化物MgCl2【任务三】如何获得产品难溶碱热稳定性差C．流程中可循环使用的物质有NH3、NH4Cl【思维建模】循环物质、循环工序的确定物质类别【必备知识】物质的性质及转化【针对练习】（2023·全国甲卷）以BaSO4为原料，采用下列路线可制备粉状BaTiO3。BaTiO(C2O4)2【任务三】如何获得产品【微点拨】获得产品的方法：结晶（蒸发结晶、降温结晶、重结晶）、煅烧、蒸馏等【思维建模】工艺流程题的解题模型原料：FeCr2O4，含Al、Si氧化物等【模型构建】审题干析流程重设问找原料、产品、杂质明确目的反应线物质之间的转化关系（复分解、氧化还原）操作线物质在转化时的实验操作结合题干信息、已知信息、图表信息等带着设问针对性的看流程图精研流程【必备知识】物质的性质及转化原料预处理阶段物质转化与分离阶段目标产品生成阶段【综合提升】模型应用（2023·全国乙卷节选）LiMn2O4作为一种新型锂电池正极材料受到广泛关注。由菱锰矿（MnCO3，含有少量Si、Fe、Ni、Al等元素）制备LiMn2O4的流程如下：(1)硫酸溶矿主要反应的化学方程式为__________。为提高溶矿速率，可采取的措施________(举1例)。(2)加入少量MnO2的作用是_________。不宜使用H2O2替代MnO2，原因是________。(3)溶矿反应完成后，反应器中溶液pH=4，此时c(Fe3+)=2.8×10-9mol·L-1(此时Fe3+已沉淀完全)；用石灰乳调节至pH≈7，除去的金属离子是Al3+。(4)加入少量BaS溶液除去Ni2+，生成的沉淀有___________。(6)煅烧窑中，生成LiMn2O4反应的化学方程式是_______________________________________。物质转化线：价、类二维MnCO3，Si、Fe、Ni、Al+4氧化性作用：将铁元素氧化成三价铁MnCO3+H2SO4=MnSO4+H2O+CO2↑复分解反应【综合提升】模型应用（2023·全国乙卷节选）LiMn2O4作为一种新型锂电池正极材料受到广泛关注。由菱锰矿（MnCO3，含有少量Si、Fe、Ni、Al等元素）制备LiMn2O4的流程如下：(3)溶矿反应完成后，反应器中溶液pH=4，此时c(Fe3+)=2.8×10-9mol·L-1(Fe3+已沉淀完全)；用石灰乳调节至pH≈7，除去的金属离子是Al3+。(4)加入少量BaS溶液除去Ni2+，生成的沉淀有___________。(6)煅烧窑中，生成LiMn2O4反应的化学方程式是_______________________________________。物质转化线：价、类二维MnCO3，Si、Fe、Ni、Al除Fe除AlNiS、BaSO4氧化还原反应，电子守恒元素守恒已知：Ksp[Fe(OH)3]=2.8×10-39，Ksp[Al(OH)3]=1.3×10-33，Ksp[Ni(OH)2]=5.5×10-16MnSO4NiS、BaSO4、Fe(OH)3、Al(OH)3、SiO2或H2SiO3等Mn2+Ni2+SO4