基于學(xué)科核心素養(yǎng)的高考化學(xué)工藝流程解題模型與復(fù)習(xí)策略2022年9月

1、基于學(xué)科核心素養(yǎng)的高考化學(xué)工藝流程解題模型與復(fù)習(xí)策略 關(guān)于高考化學(xué)命題與評價(jià)要求一、為什么考（一核，高考的核心功能）1、立德樹人 2、服務(wù)選拔 3、導(dǎo)向教學(xué)二、考什么（四層，考查的四個(gè)層次）1、考查必備知識 2、考查關(guān)鍵能力 3、考查學(xué)科素養(yǎng) 4、考查核心價(jià)值；三、怎么考（四翼，考查的四個(gè)要求） 1、基礎(chǔ)性 2、綜合性 3、應(yīng)用性 4、創(chuàng)新性素養(yǎng)宏觀辨識與微觀探析變化觀念與平衡思想證據(jù)推理與模型認(rèn)知科學(xué)探究與創(chuàng)新意識科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任化學(xué)核心試題分析01高考化學(xué)試題賞析“化工流程題”在高考中逐漸成為必考題型, 2道選擇1道大題近三年山東卷工藝流程選擇題（2022，山東，9）已知苯胺（液體）、苯

2、甲酸（固體）微溶于水，苯胺鹽酸鹽易溶于水。實(shí)驗(yàn)室初步分離甲苯、苯胺、苯甲酸混合溶液的流程如下。下列說法正確的是（ ）（2021，山東，8）工業(yè)上以SO2和純堿為原料制備無水NaHSO3的主要流程如圖，下列說法錯(cuò)誤的是（2021，山東，13） 實(shí)驗(yàn)室中利用固體KMnO4進(jìn)行如圖實(shí)驗(yàn)，下列說法錯(cuò)誤的是（2020，山東，8）實(shí)驗(yàn)室分離Fe3和Al3的流程如圖所示：已知Fe3在濃鹽酸中生成黃色配離子FeCl4，該配離子在乙醚(Et2O，沸點(diǎn)34.6 )中生成締合物Et2OHFeCl4。下列說法錯(cuò)誤的是( )（2020，山東，9）以菱鎂礦(主要成分為MgCO3，含少量SiO2、Fe2O3和Al2O3)為

3、原料制備高純鎂砂的工藝流程如下：已知浸出時(shí)產(chǎn)生的廢渣中有SiO2、Fe(OH)3和Al(OH)3。下列說法錯(cuò)誤的是( )均為一道實(shí)驗(yàn)流程，一道物質(zhì)制備短小精悍，深度挖掘；能力體現(xiàn)，良好區(qū)分，小而精的典范物質(zhì)的分離提純及元素化合物、氧化還原等基礎(chǔ)知識的考查2020，山東，16操作線、產(chǎn)品線（2021，山東，17）工業(yè)上以鉻鐵礦(FeCr2O4，含Al、Si氧化物等雜質(zhì))為主要原料制備紅礬鈉(Na2Cr2O72H2O)的工藝流程如圖。回答下列問題：試劑線操作線、產(chǎn)品線雜質(zhì)線操作線、產(chǎn)品線三個(gè)大型流程題均為物質(zhì)的制備流程，雖然情境不同，流程圖均是以操作線呈現(xiàn)的綜合考查必備知識、關(guān)鍵能力、學(xué)科核心素養(yǎng)

4、,充分發(fā)揮高考試題的選拔功能和積極導(dǎo)向作用，雖然題目形式類似，但每年都有創(chuàng)新。 是體現(xiàn)高考命題評價(jià)體系“一核四層四翼”的最佳載體。試題評價(jià)0211山東省廣饒一中理解與辨析能力 獲取有關(guān)信息-流程圖信息獲取有關(guān)信息-表格信息獲取有關(guān)信息-文字信息12歸納與論證能力 山東省廣饒一中歸納總結(jié)規(guī)律13考查要求基礎(chǔ)性 必備知識考查SiO2+6HF=2H+SiF62-+2H2O(3)SO42-濃度(以SO3%計(jì))在一定范圍時(shí)，石膏存在形式與溫度、H3PO4濃度(以P2O5%計(jì))的關(guān)系如圖甲所示。酸解后，在所得100、P2O5%為45的混合體系中，石膏存在形式為_(填化學(xué)式)；洗滌時(shí)使用一定濃度的硫酸溶液而

5、不使用水，原因是_，回收利用洗滌液X的操作單元是_；一定溫度下，石膏存在形式與溶液中P2O5%和SO3%的關(guān)系如圖乙所示，下列條件能實(shí)現(xiàn)酸解所得石膏結(jié)晶轉(zhuǎn)化的是_(填標(biāo)號)。CaSO4 0.5H2O抑制CaSO4溶解酸解ADA65、P2O5%=15、SO3%=15 B80、P2O5%=10、SO3%=20C65、P2O5%=10、SO3%=30 D80、P2O5%=10、SO3%=10考查要求-創(chuàng)新性 DA圖像由原來傳統(tǒng)的縱坐標(biāo)量隨橫坐標(biāo)變化而變化的曲線改為坐標(biāo)內(nèi)面的分析（2022，山東，9）已知苯胺（液體）、苯甲酸（固體）微溶于水，苯胺鹽酸鹽易溶于水。實(shí)驗(yàn)室初步分離甲苯、苯胺、苯甲酸混合溶液

6、的流程如下。下列說法正確的是（ ）考查要求-創(chuàng)新性 從“相”的 角度對有機(jī)物的分離提純進(jìn)行了模型化認(rèn)知，具有創(chuàng)新性，充分體現(xiàn)宏觀辨識與微觀探析，證據(jù)推理與模型認(rèn)知等核心素養(yǎng)。16考查要求-綜合性 多種思維方法綜合分析與綜合歸納與演繹比較思維法形式綜合圖、文、表山東省廣饒一中化學(xué)基礎(chǔ)知識化學(xué)反應(yīng)原理化學(xué)實(shí)驗(yàn)有機(jī)化學(xué)物質(zhì)結(jié)構(gòu)模塊考查的綜合工藝流程綜合考查工藝流程題型存在的意義學(xué)科價(jià)值：化學(xué)使生活更美好?。◤U棄物or廉價(jià)礦石中提取有價(jià)值的元素）工藝流程圖題考查模式備考策略03備考策略注重高頻考點(diǎn)“工藝流程”試題中的高頻考點(diǎn)包括：(1)物質(zhì)的分離提純方法及調(diào)pH除雜(2)“實(shí)驗(yàn)條件的選擇(4) 分析流

7、程中某一操作目的、圖表分析(3) 浸出或除雜過程中涉及到的化學(xué)(離子)方程式的書寫(5) Ksp除雜或判斷沉淀是否生成中的應(yīng)用注重化工流程答題思路1.粗讀題、得目的，標(biāo)記有用信息，先問題后框圖2.看箭頭，析過程3.細(xì)分析，看措施，推用意，理關(guān)系4.填寫答案注意精準(zhǔn)和規(guī)范。 要引領(lǐng)學(xué)生建立思維意識，思維習(xí)慣和思維能力，提升思維品質(zhì)；全面而邏輯的審題、析題、解題，從而培養(yǎng)學(xué)生的關(guān)鍵能力。流程題對高三備考的幾點(diǎn)啟示1.復(fù)習(xí)備考中我們要把把關(guān)鍵能力和核心素養(yǎng)放在首位。影響試題難度的三個(gè)因素：陌生度、繁復(fù)度、深刻度，無論從影響試題的因素，還是高考試題的形式，直面試題永遠(yuǎn)是第一步，閱讀理解能力、吸收信息能

8、力、理解與辨析能力永遠(yuǎn)是第一能力。選題與講題要以培養(yǎng)學(xué)生的關(guān)鍵能力為目的，老師不僅要成為教的專家，更要成為導(dǎo)學(xué)的專家，所以用問題開啟學(xué)生的思維，用問題培養(yǎng)學(xué)生的思維，老師要結(jié)合教學(xué)內(nèi)容主動(dòng)創(chuàng)新問題形式，激發(fā)學(xué)生精神，磨練學(xué)生意志，培養(yǎng)學(xué)生思維能力，豐富學(xué)生的核心素養(yǎng)。 常態(tài)化講題中怎樣培養(yǎng)學(xué)生的關(guān)鍵能力？千能力，萬能力，讀不懂題，啥能力也沒有，所以培養(yǎng)學(xué)生思維能力，就從思維的切入點(diǎn)審題開始，如實(shí)驗(yàn)題明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康模瑥哪康姆治鲈?，圍繞原理找解題的基本思路。為此備考中做到以下幾點(diǎn)：（1）加強(qiáng)原理分析、推理論證能力（2）靈活分析問題，提高提取有效信息的能力化學(xué)基礎(chǔ)知識化學(xué)反應(yīng)原理化學(xué)實(shí)驗(yàn)有機(jī)化學(xué)物質(zhì)

9、結(jié)構(gòu)2.必備知識發(fā)生了變化，復(fù)習(xí)備考要隨之變化。元素化合物、物質(zhì)分類、離子反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)等模塊間的融合模塊間的融合融合（1）一輪復(fù)習(xí)要注重知識的整合和建構(gòu)，進(jìn)行大單元備課特別是必修一知識零碎，不便記憶，況且現(xiàn)在的新高考試題注重了基礎(chǔ)性考查的同時(shí)，更注重了綜合性、創(chuàng)新性的考查，所以一輪復(fù)習(xí)一定要注重基礎(chǔ)知識的邏輯處理與整合，注重知識之間的前掛后連，從宏觀、微觀及符號表征角度去整體上立體地完善知識結(jié)構(gòu)，對知識內(nèi)容重新進(jìn)行整合、優(yōu)化與拓寬，對解答問題的模型進(jìn)行構(gòu)建。（2）認(rèn)真研讀課程標(biāo)準(zhǔn)，高考評價(jià)體系，深入研究各地高考試題，尋找教學(xué)的落腳點(diǎn)俗話說：方向比努力更重要，老師只有多做高考題，多研究高頻

10、考點(diǎn)，才能在教學(xué)中精準(zhǔn)施教，有的放矢，認(rèn)真研究新高考模式 ，分析命題趨勢 調(diào)正自己的備考思路，以必備知識為載體，培養(yǎng)學(xué)生關(guān)鍵能力和核心素養(yǎng)。謝謝大家！工藝流程題復(fù)習(xí)策略 目錄/Contents0102工藝流程題命題過程工藝流程題復(fù)習(xí)策略怎么考？怎么做？01工藝流程題命題過程一、命題依據(jù)新高考評價(jià)體系1一核2 四層立德樹人服務(wù)選才引導(dǎo)教學(xué)為什么考？考什么？核心價(jià)值學(xué)科素養(yǎng)關(guān)鍵能力必備知識怎么考？3四翼 基礎(chǔ)性 綜合性 應(yīng)用性 創(chuàng)新性高考的核心功能高考的考查內(nèi)容高考的考查要求 中國高考評價(jià)體系的說明指出，引導(dǎo)學(xué)生的關(guān)注點(diǎn)從“解題”向“解決問題”轉(zhuǎn)變。采用真實(shí)情境下的主題式教學(xué)，打破原有知識的孤立性

11、和零散性。通過設(shè)置真實(shí)的問題情境，考查學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識分析解決問題的能力，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，為學(xué)生的終生學(xué)習(xí)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。核心素養(yǎng)實(shí)際問題化學(xué)試題真實(shí)情境化學(xué)知識1.以實(shí)際問題為測試任務(wù) 2.以真實(shí)情境為測試載體 3.以化學(xué)知識為解決問題的工具 4.以核心素養(yǎng)為測試宗旨 二、命題原則 工藝流程題以簡潔的工藝流程圖再現(xiàn)實(shí)際生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，情境真實(shí)而有意義，對培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神和社會責(zé)任、引導(dǎo)教學(xué)、選拔具有創(chuàng)新思維和能力的學(xué)生大有裨益，充分顯示了“一核”的引領(lǐng)功能，試題中也能充分體現(xiàn)“四層”“四翼”的考查內(nèi)容和考查要求，也完全符合新高考的命題原則，使其成為高考中的“明星”題目。工藝流程題為

12、什么成為高考“明星”題目T真實(shí)化工生產(chǎn)實(shí)際流程元素化合物化學(xué)反應(yīng)原理實(shí)驗(yàn)操作氧化還原計(jì)算信息提取分析力邏輯推理能力實(shí)驗(yàn)操作能力歸納論證能力圖表分析能力數(shù)學(xué)計(jì)算能力宏觀辨識與微觀探析變化觀念與平衡思想證據(jù)推理與模型認(rèn)知科學(xué)探究與創(chuàng)新意識科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任情境知識能力素養(yǎng)工藝流程題的命題框架學(xué)科社會價(jià)值學(xué)科本質(zhì)價(jià)值學(xué)科育人價(jià)值選取有引領(lǐng)作用的背景素材，再現(xiàn)實(shí)際生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，情境真實(shí)而有意義，旨在引導(dǎo)學(xué)生關(guān)心真問題，解決生產(chǎn)、生活中的實(shí)際問題，有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神和社會責(zé)任感，激發(fā)學(xué)生對化學(xué)學(xué)科的熱愛。認(rèn)識化學(xué)科學(xué)對人類進(jìn)步和發(fā)展的貢獻(xiàn)，秉承可持續(xù)發(fā)展意識和綠色化學(xué)觀念，能對與化學(xué)有關(guān)的社會熱

13、點(diǎn)問題作出正確的價(jià)值判斷向?qū)W生展現(xiàn)科學(xué)研究的過程，讓學(xué)生領(lǐng)悟科學(xué)家的思維方法以及嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)、不畏艱難、勇于探索和追求真理的科學(xué)精神；展示化學(xué)在 新理論的創(chuàng)立、新材料的研制、新藥物的合成、新能源的開發(fā)等方面的巨大成果，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣是學(xué)科育人價(jià)值在精神品質(zhì)方面的體現(xiàn)工藝流程 題化學(xué)視角看待問題 具備正確化學(xué)觀念結(jié)構(gòu)觀物質(zhì)觀元素觀微粒觀 變化觀分類觀科學(xué)價(jià)值觀體會化學(xué)學(xué)科魅力 激發(fā)化學(xué)學(xué)習(xí)動(dòng)力全方位發(fā)展學(xué)科價(jià)值觀工業(yè)流程物質(zhì)轉(zhuǎn)化與應(yīng)用物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)反應(yīng)變化與規(guī)律化學(xué)語言與概念 典型無機(jī)物的性質(zhì)、及其轉(zhuǎn)化關(guān)系綜合考查必備知識物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)之間的關(guān)系元素的遞變規(guī)律焙燒方程式、氧化還原方程式、離子反應(yīng)方程式

14、的書寫等特別：抓守恒寫方程實(shí)驗(yàn)基本操作，實(shí)驗(yàn)步驟分析、綠色化學(xué)思想的體現(xiàn)（排放物的無害處理）、物質(zhì)的檢驗(yàn)、分離、提純（除雜凈化方法），實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理與分析等 實(shí)驗(yàn)原理與方法考點(diǎn)幾乎包羅高中所有主干知識圖數(shù)信息（如Ksp的應(yīng)用），條件選擇與控制，結(jié)合氧化還原理論，四大平衡理論，電化學(xué)理論等考查，判斷流程中殘?jiān)驈U液的成分04探究與創(chuàng)新能力掌握基礎(chǔ)知識辨析基本概念獲取有關(guān)信息判斷物質(zhì)結(jié)構(gòu)分析物質(zhì)性質(zhì)預(yù)測反應(yīng)現(xiàn)象推測反應(yīng)結(jié)果設(shè)計(jì)探究方案描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)評價(jià)探究方案識別有效證據(jù)科學(xué)推理論證處理轉(zhuǎn)化數(shù)據(jù)歸納總結(jié)規(guī)律01理解與辨析能力02分析與推測能力03歸納與論證能力工藝流程綜合考查關(guān)鍵能力真實(shí)

15、情境中流程的題頭、題干、題尾都有獲取到哪些信息？根據(jù)信息的分析推測提供什么試劑？除去相應(yīng)雜質(zhì)？凈化除雜的方案設(shè)計(jì)等三、工藝流程題命題過程第一步：選取真實(shí)的情境素材先選取有引領(lǐng)作用的背景素材，再現(xiàn)實(shí)際生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，情境真實(shí)而有意義，旨在引導(dǎo)學(xué)生關(guān)心真問題，解決生產(chǎn)、生活中的實(shí)際問題，有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神和社會責(zé)任感，激發(fā)學(xué)生對化學(xué)學(xué)科的熱愛。啟示我們：源于生產(chǎn)、情境新穎是本類試題的一大特色。情境載體涉及面廣，以過渡金屬元素考查居多，大都是我們平常沒見過的。歷年工藝流程考什么?年 份2021年20202019年卷 型 甲乙山東山東背景碘單質(zhì)的工業(yè)制備高鈦爐渣回收鈦、鋁、鎂以鉻鐵礦為原料制備紅

16、礬鈉黏土釩礦制備NH4VO3鎳催化劑制備NiSO4晶體用軟錳礦和BaS制備高純MnCO3硼鎂礦制備H3BO3和MgO重晶石制備立德粉天然錳礦制備MnSO4主要元素ITi Al MgCrVNiMnB、MgBa、SMn年 份2016年2017年2018年卷 型背景亞氯酸鈉的合成-廢釩催化劑中回收V2O5鈦酸亞鐵制備鋰電池電極料水泥中鈣的測定鉻鐵礦制備重鉻酸鉀焦亞硫酸鈉的合成閃鋅礦制備鋅氯酸鉀制備碘酸鉀主要元素Cl、S-VLi、Fe、TiCa、SiFe、CrSZnCl、I情境第二步：設(shè)計(jì)題干繪制流程圖流程圖的設(shè)計(jì)首先捕捉素材中與高中知識、素養(yǎng)、能力相關(guān)的內(nèi)容。然后將與考查內(nèi)容相關(guān)的關(guān)鍵流程、方法和技

17、術(shù)處理成清晰、簡潔的流程圖。但在設(shè)計(jì)流程時(shí)考慮到高中學(xué)生所學(xué)實(shí)際情況，對相關(guān)條件、步驟進(jìn)行了適當(dāng)?shù)奶幚?，保留了關(guān)鍵操作，給出了必要的物質(zhì)信息。啟示我們：題目雖新，但考查的知識大多是我們學(xué)過的內(nèi)容。(2021全國乙卷)第三步：設(shè)置基礎(chǔ)性為主的問題命題時(shí)，根據(jù)高中學(xué)生的知識儲備、素養(yǎng)要求以及高考對化學(xué)學(xué)科關(guān)鍵能力的考查，所設(shè)計(jì)的問題，大多是對主干知識的考查。啟示我們：高考大題是完全可以得大部分分?jǐn)?shù)的，要有信心。第四步：增強(qiáng)設(shè)問的綜合性和應(yīng)用性該步驟緊扣學(xué)科素養(yǎng)和關(guān)鍵能力，整合情境素材和考查內(nèi)容，通過建立新舊知識的聯(lián)系、綜合多個(gè)模塊內(nèi)容，考查學(xué)生的綜合應(yīng)用能力。個(gè)別題目應(yīng)具備一定的難度和區(qū)分度以體現(xiàn)

18、高考的選拔功能。啟示我們：一是有些題目需經(jīng)過慎重的思考推理才能解答，跳一跳才能摘到“桃子”；二是有些題目不會做實(shí)屬正常，不要過于糾結(jié)影響心情。第五步：調(diào)整難度，設(shè)置分值試題初步命制完之后，要整體統(tǒng)籌，做到難度合理，區(qū)分度明顯。試題難度調(diào)整可采取同類題目替換、信息提示、數(shù)據(jù)簡化等方法?？傊祟愒囶}的命制以真實(shí)、新穎的情境為素材，保證了命題的科學(xué)性；融合多種必備知識，在保證一定量的基礎(chǔ)性設(shè)問的前提下，設(shè)置學(xué)科內(nèi)綜合的問題和關(guān)于新情境應(yīng)用的問題，保證了設(shè)問的層次性；此外，在考查素養(yǎng)和能力的同時(shí)也向?qū)W生介紹了新知識，展示了實(shí)際問題的復(fù)雜性、綜合性，展現(xiàn)了化學(xué)學(xué)科的魅力，實(shí)現(xiàn)了圍繞化學(xué)工藝流程進(jìn)行多角

19、度、多層次、有梯度的考查。四、命題角度物質(zhì)制備類工藝流程物質(zhì)提純類工藝流程命題角度類型一：物質(zhì)制備類工藝流程類型一：物質(zhì)制備類工藝流程類型二：物質(zhì)提純類工藝流程類型二：物質(zhì)提純類工藝流程（1）原料的預(yù)處理（2）分離、提純等基本操作（3）物質(zhì)的轉(zhuǎn)化原理（4）化學(xué)方程式的書寫（5）物質(zhì)成分的判斷(濾渣、循環(huán)物質(zhì)、母液等)（6）有關(guān)Ksp及含量測定等計(jì)算五、命題常考點(diǎn)02工藝流程題復(fù)習(xí)策略建模構(gòu)建工藝流程題的結(jié)構(gòu)模型構(gòu)建工藝流程題的思維模型構(gòu)建工藝流程題的知識體系構(gòu)建工藝流程題的答題模板高考真題、模考強(qiáng)化訓(xùn)練題 頭題 干題尾介紹該工藝生產(chǎn)的原材料（雜質(zhì)）、目的（目標(biāo)產(chǎn)品）。 用框圖形式將操作或物質(zhì)轉(zhuǎn)

20、化或分離提純等主要生產(chǎn)工藝流程表示出來。根據(jù)流程中涉及到的化學(xué)知識設(shè)問。 試題結(jié)構(gòu)1.構(gòu)建工藝流程題的結(jié)構(gòu)模型有關(guān)產(chǎn)品的分離、提純操作物質(zhì)的制備、除雜、凈化礦物粉碎、焙燒、溶浸等加入試劑氧化或還原、調(diào)PH等 三路線主線主產(chǎn)品分支副產(chǎn)品回頭循環(huán)品結(jié)構(gòu)模型原材料目標(biāo)產(chǎn)品產(chǎn)品分離、提純原材料的預(yù)處理、除雜、凈化三階段 典例分析原材料目標(biāo)產(chǎn)品原材料預(yù)處理產(chǎn)品制備、除雜、凈化產(chǎn)品的分離、提純解題思維模型(1)審題頭(抓化工生產(chǎn)的目的；抓原料、雜質(zhì)、產(chǎn)品的成分。）(2)析流程（ 抓三條思維主線） (3)重設(shè)問(帶著設(shè)問針對性地看流程圖）（結(jié)合信息：題干信息、補(bǔ)充信息、設(shè)問信息）2，構(gòu)建工藝流程題的思維模型

21、 元素轉(zhuǎn)化線（跟蹤每種元素走向） 根據(jù)元素轉(zhuǎn)化守恒思想，跟蹤每種元素走向及其轉(zhuǎn)化形式 ，目標(biāo)元素肯定會走到最后，雜質(zhì)元素在過程中一定要除去，不能放過每一種雜質(zhì)元素。三條思維主線價(jià)態(tài)轉(zhuǎn)變線（確定所加試劑作用） 根據(jù)分析元素的價(jià)態(tài)轉(zhuǎn)變來判斷所加試劑的目的，是提供酸堿介質(zhì)還是調(diào)節(jié)pH,還是作氧化劑或還原劑。通過價(jià)態(tài)轉(zhuǎn)變來判斷反應(yīng)類型，氧化還原還是非氧化還原，從而正確書寫陌生方程式。實(shí)驗(yàn)操作線（確定除雜分離方法） 根據(jù)每一步操作目標(biāo)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化過程，分析雜質(zhì)是用什么試劑，用什么方法除去，目標(biāo)產(chǎn)物又是通過什么實(shí)驗(yàn)方法得到。思維建模典例分析典例分析原材料原材料雜質(zhì)目標(biāo)產(chǎn)品原材料預(yù)處理產(chǎn)品制備、除雜、凈化產(chǎn)品

22、的分離、提純目標(biāo)產(chǎn)品回答下列問題：除去碳和有機(jī)物 將 Fe2氧化為 Fe3 Al(OH)3、Fe(OH)3 7.0106 mol L1 除去Mn2 3.03.5 3.構(gòu)建工藝流程題的知識體系必備知識儲備1、學(xué)科思維 （1）元素化合物知識 工藝流程題的命制是以元素化合物為知識載體的，熟練掌握元素化合物的相關(guān)知識及其轉(zhuǎn)化過程，是學(xué)好化學(xué)工藝流程的必要前提條件。 （2）氧化還原、離子反應(yīng)知識 （3）實(shí)驗(yàn)物質(zhì)分離提純原理、操作知識 （4）有關(guān)溶度積、產(chǎn)率等計(jì)算 需學(xué)生平時(shí)自主溫故 2、工程思維原料的預(yù)處理粉碎鐵硼礦、充分?jǐn)嚢?、適當(dāng)升高溫度等 典例分析加快酸浸和氧化反應(yīng)速率（促進(jìn)氧化完全）Fe2+ VO

23、+MnO2 +2H+ = VO2+Mn2+H2OMn2 +Al3+和Fe3+Fe(OH)3NaAlO2+HCl+H2O=NaCl+Al(OH)3利用同離子效應(yīng)，促進(jìn)NH4VO3盡可能析出完全典例分析典例分析除去碳和有機(jī)物 pH調(diào)控處理先用氧化劑把Fe2氧化為Fe3，再調(diào)溶液的 4.7pH8.1 典例分析(2)“氧化”中添加適量的MnO2的作用是_。(3)“調(diào)pH”除鐵和鋁，溶液的pH范圍應(yīng)調(diào)節(jié)為_6之間。4.7 將Fe2+氧化為Fe3+ 典例分析氧化溶液中的Fe2 使溶液中的Al3和Fe3變成Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀，然后除去 （2）常見的操作與思考角度溫度控制 低于40 ，TiO2

24、xH2O轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率隨溫度升高而增加；超過40 ，雙氧水分解與氨氣逸出導(dǎo)致TiO2xH2O轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率下降 典例分析產(chǎn)品的分離與提純鹽溶液的分離提純方法：結(jié)晶法 結(jié)晶法有蒸發(fā)結(jié)晶和冷卻結(jié)晶兩種方法過濾固、液分離蒸餾液、液分離分液互不相溶的液體間的分離萃取用一種溶劑將溶質(zhì)從另一種溶劑中提取出來。升華將可直接氣化的固體分離出來。鹽析加無機(jī)鹽使溶質(zhì)的溶解度降低而析出（金屬的萃取與反萃取）金屬的萃取與反萃取 萃取過程包括液相到液相、固體到液相、氣相到液相三種傳質(zhì)過程。但是在科學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)踐中，萃取通常僅指液-液萃取過程，而將固-液傳質(zhì)過程稱為“浸取”，氣-液傳質(zhì)過程稱為“吸收”。 萃取法在有色金屬濕

25、法冶金行業(yè)應(yīng)用廣泛，比如銅、鋅、鈷、鎳、金、銀、鉑系金屬、稀土等行業(yè)。 金屬的萃取與反萃取是分離工藝流程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，其過程可以達(dá)到使金屬離子分離和富集的目的，具有簡單、便于操作和周期短的特點(diǎn)。近幾年常見于高考試卷的工藝流程綜合題中，只有弄清其操作原理和溶質(zhì)的來龍去脈，方能解答好這類題目。金屬的萃取與反萃取一、萃取與反萃取的原理 1溶劑萃取簡稱萃取利用溶質(zhì)在兩種不相溶的液體之間的溶解度或者分配差異，達(dá)到分離和富集的目的。經(jīng)過反復(fù)多次萃取，可將大部分化合物提取出來。 2反萃取和洗脫與萃取過程相反，用一定的酸、堿或鹽溶液把金屬從有機(jī)相中再次返回到水相中的過程。 例如：采用某萃取劑萃取水溶液中的

26、 Cu2+，萃取過程可以簡單地用方程式表示如下： 正反應(yīng)為萃取過程。向反應(yīng)體系中加稀硫酸，反應(yīng)逆向移動(dòng)，Cu2+被釋放出來，萃取劑獲得再生，可以重復(fù)使用，這個(gè)過程就是反萃取。二、萃取劑的類型 1中性萃取劑：如醇、酮、醚、酯、醛及烴類。 金屬陽離子與萃取劑絡(luò)合，生成金屬有機(jī)化合物，而溶解于有機(jī)溶劑中。 2酸性萃取劑：如羧酸、酸性磷酸酯（離子交換樹脂）等。 金屬陽離子與氫離子交換，如 3螯合萃取劑：有機(jī)物配位原子有兩個(gè)或兩個(gè)以上的，與金屬陽離子生成具有螯環(huán)（閉合環(huán)狀）的化合物，也是酸性的萃取劑，并釋放出氫離子。如 三、“反萃取”應(yīng)用 用反萃取法將碘單質(zhì)從碘的四氯化碳溶液中提取出來。 在“海帶提碘”

27、的實(shí)驗(yàn)中，通常以 CCl4 為萃取劑對碘單質(zhì)進(jìn)行萃取、富集。那么，如何將碘單質(zhì)從碘的四氯化碳溶液中提取出來呢？要解決這一問題，可以采用反萃取法，具體步驟如下： 反萃取過程中，碘單質(zhì)與濃 NaOH 溶液 發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為： 水層加入 45%的稀硫酸，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為： 【試題說明】本試題是化工生產(chǎn)流程試題中非常經(jīng)典的一道試題。廢舊鋰離子電池首先經(jīng)過放電處理，負(fù)極的鋰單質(zhì)經(jīng)過放電生成鋰離子，向正極遷移鑲嵌在正極的LiCoO2中。電池拆解后，用氫氧化鈉溶液進(jìn)行正極堿浸，將正極鋁箔中的鋁溶解生成NaAlO2，再經(jīng)過過濾處理，濾液中是偏鋁酸鈉溶液，經(jīng)過調(diào)pH值生成氫氧化鋁沉淀。濾渣的成分是L

28、iCoO2，酸浸時(shí)用稀硫酸和過氧化氫作用下，過氧化氫將LiCoO2中正三價(jià)鈷還原為Co2+。過濾后濾液中有鈷離子和鋰離子。萃取時(shí)鋰離子進(jìn)入水相，鈷離子進(jìn)入有機(jī)相，再經(jīng)過反萃取，將有機(jī)相中的鈷離子重新轉(zhuǎn)移至水相，這個(gè)過程就是反萃取的過程。經(jīng)過反萃取進(jìn)入水相的鈷離子再經(jīng)過沉鈷生成碳酸鈷。 試題中雖然沒有對萃取和反萃取進(jìn)行考查，但這是萃取和反萃取在高考中出現(xiàn)的經(jīng)典案例。 【試題說明】本試題反應(yīng)操作，這一步是利用有機(jī)溶劑RH進(jìn)行萃取。萃取時(shí)，它能與銅離子生成金屬螯合物，使銅被萃取，并析出氫離子。其反應(yīng)可用下式表示： Cu2+(水相）+2RH（有機(jī)相） CuR2(有機(jī)相）+2H+（水相） 所得的有機(jī)層溶

29、有CuR2。反應(yīng)加稀硫酸，經(jīng)過操作在強(qiáng)酸性介質(zhì)中，上述反應(yīng)向左進(jìn)行，即螯合物的金屬離子將會由有機(jī)相轉(zhuǎn)入水相，有機(jī)相能獲得再生，這叫“反萃取”反應(yīng)，獲得有機(jī)層和硫酸銅溶液。這一步就是反萃取。 Cu(NH3)42+2RH = CuR2+2NH4+2NH3 操作 目的條件控制 1.控制pH 1.目的：使某些金屬離子形成氫氧化物沉淀而分離 2.方法：加入能消耗H+的物質(zhì)且不引入新的雜質(zhì)。如要除去Cu2+中混有的Fe3+，可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等來調(diào)節(jié)溶液的pH。 2.控制體系的環(huán)境氛圍 1.蒸發(fā)或結(jié)晶時(shí)，加入相應(yīng)的酸或堿以抑制某些鹽的水解。 2.需要在酸性氣流中干燥FeC

30、l3、AlCl3、MgCl2等含水晶體，抑制水解. 3.還原性氛圍，防止還原性物質(zhì)被氧化。如加入鐵粉防止Fe2+被氧化。 4.加入氧化劑進(jìn)行氧化。如加入綠色氧化劑H2O2將Fe2+氧化為Fe3+ 綠色氧化劑H2O2的優(yōu)點(diǎn)：不引入新雜質(zhì)，對環(huán)境無污染 3.控制溫度1.加熱：加速溶解、加快反應(yīng)速率或促進(jìn)平衡向某個(gè)方向移動(dòng)（如促進(jìn)水解生成沉淀） 2.降溫：防止某物質(zhì)在某溫度時(shí)會溶解或分解，或促進(jìn)平衡向某個(gè)方向移動(dòng) 3.控制溫度在一定范圍內(nèi)：綜合多方面因素考慮。如使反應(yīng)速率不至于太慢、抑制或促進(jìn)平衡移動(dòng)、防止反應(yīng)物分解、防止副反應(yīng)發(fā)生、使催化劑的催化活性最高等。 4.如題目中出現(xiàn)了包括產(chǎn)物在內(nèi)的各種物

31、質(zhì)的溶解度信息，則要根據(jù)它們?nèi)芙舛入S溫度升高而改變的情況，尋找合適的結(jié)晶分離方法。4.趁熱過濾1防止過濾一種晶體或雜質(zhì)的過程中，因溫度下降而析出另一種晶體。 2.若首先析出的是產(chǎn)品，則防止降溫時(shí)析出雜質(zhì)而影響產(chǎn)品純度（目的是提高產(chǎn)品純度）；若首先析出的是雜質(zhì)，則防止產(chǎn)品在降溫時(shí)結(jié)晶而損耗（目的減少產(chǎn)品的損耗） 3.方法：將漏斗先置于熱水中預(yù)熱。 操作 目的原料處理階段 1.研磨、粉碎 噴灑1.可增大反應(yīng)物的接觸面和接觸機(jī)會，加快反應(yīng)速率，以提高原料轉(zhuǎn)化率、利用率、浸取率的目的。2.增大接觸面積的具體措施有：固體采用粉碎、研磨的方法；液體采用噴灑的方法；氣體采用多孔分散器等。2.溶浸1.水浸：是

32、為了分離水溶性和非水溶性的物質(zhì)。2.酸浸：是為了溶解金屬、金屬氧化物、調(diào)節(jié)PH促進(jìn)某離子的水解而轉(zhuǎn)化為沉淀3.堿浸：是為了除去油污、溶解酸性氧化物、溶解鋁及其化合物、調(diào)節(jié)PH等。4.醇浸：為了提取有機(jī)物3.灼燒（煅燒、焙燒）指在高溫下使固體原料分解、反應(yīng)或改變結(jié)構(gòu)。5.攪拌、加熱加速溶解；增大反應(yīng)物的接觸面積，加快反應(yīng)速率；對于吸熱反應(yīng)，加熱可同時(shí)提高原料的轉(zhuǎn)化率，但要避免反應(yīng)物或生成物的過熱分解。4.構(gòu)建工藝流程題的答題模板 操作 目的條件控制 1.控制pH 1.目的：使某些金屬離子形成氫氧化物沉淀而分離 2.方法：加入能消耗H+的物質(zhì)且不引入新的雜質(zhì)。如要除去Cu2+中混有的Fe3+，可加

33、入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等來調(diào)節(jié)溶液的pH。 2.控制體系的環(huán)境氛圍 1.蒸發(fā)或結(jié)晶時(shí)，加入相應(yīng)的酸或堿以抑制某些鹽的水解。 2.需要在酸性氣流中干燥FeCl3、AlCl3、MgCl2等含水晶體，抑制水解. 3.還原性氛圍，防止還原性物質(zhì)被氧化。如加入鐵粉防止Fe2+被氧化。 4.加入氧化劑進(jìn)行氧化。如加入綠色氧化劑H2O2將Fe2+氧化為Fe3+ 綠色氧化劑H2O2的優(yōu)點(diǎn)：不引入新雜質(zhì)，對環(huán)境無污染 3.控制溫度1.加熱：加速溶解、加快反應(yīng)速率或促進(jìn)平衡向某個(gè)方向移動(dòng)（如促進(jìn)水解生成沉淀） 2.降溫：防止某物質(zhì)在某溫度時(shí)會溶解或分解，或促進(jìn)平衡向某個(gè)方向移動(dòng) 3.控制

34、溫度在一定范圍內(nèi)：綜合多方面因素考慮。如使反應(yīng)速率不至于太慢、抑制或促進(jìn)平衡移動(dòng)、防止反應(yīng)物分解、防止副反應(yīng)發(fā)生、使催化劑的催化活性最高等。 4.如題目中出現(xiàn)了包括產(chǎn)物在內(nèi)的各種物質(zhì)的溶解度信息，則要根據(jù)它們?nèi)芙舛入S溫度升高而改變的情況，尋找合適的結(jié)晶分離方法。4.趁熱過濾1防止過濾一種晶體或雜質(zhì)的過程中，因溫度下降而析出另一種晶體。 2.若首先析出的是產(chǎn)品，則防止降溫時(shí)析出雜質(zhì)而影響產(chǎn)品純度（目的是提高產(chǎn)品純度）；若首先析出的是雜質(zhì)，則防止產(chǎn)品在降溫時(shí)結(jié)晶而損耗（目的減少產(chǎn)品的損耗） 3.方法：將漏斗先置于熱水中預(yù)熱。 操作 目的條件控制 1.控制pH 1.目的：使某些金屬離子形成氫氧化物沉淀而分離 2.方法：加入能消耗H+的物質(zhì)且不引入新的雜質(zhì)。如要除去Cu2+中混有的Fe3+，可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等來調(diào)節(jié)溶液的pH。 2.控制體系的環(huán)境氛圍 1.蒸發(fā)或結(jié)晶時(shí)，加入相應(yīng)的酸或堿以抑制某些鹽的水解。 2.需要在酸性氣流中干燥FeCl3、AlCl3、MgCl2等含水晶體，抑制水解. 3.還原性氛圍，防止還原性物質(zhì)被氧化。如加入鐵粉防止Fe2+被氧化。 4.加入氧化劑進(jìn)行氧化。如加入綠色氧化劑H2O2將Fe2+氧化為Fe3+ 綠