2019届高三化学工艺流程题的考向及解题策略

化学高考工艺流程试题复习备考策略内容提要一、高考中工艺流程题试题分析二、工艺流程题的试题形式及命题思想三、工艺流程题的解题策略四、工艺流程题的得分突破1.试题分析年份试卷试题题号、情景材料、分值及考查内容2013全国Ⅰ卷T27废旧锂离子电池正极材料的再生利用（15分）T36草酸的工业制法（15分）元素及其化合物的性质及应用；化合价的判断；氧化还原反应、方程式的书写；电化学等化学基本概念与基本理论。元素及其化合物的性质及应用；化学反应方程式、离子方程式的书写；纯度的计算。全国Ⅱ卷T27工业级ZnO的纯化（15分）T36废旧锌锰电池的回收利用(15分)元素及其化合物的性质及应用；离子方程式的书写；实验操作；物质的组成及计算。电极反应式的书写；离子方程式的书写。2014全国Ⅰ卷T36磷灰石制单质磷（15分）化学方程式的书写；分离与提纯的实验操作；生产工艺比较；有关计算。全国Ⅱ卷T36海水提镁（15分）元素及其化合物的性质及应用；化学方程式、离子方程式的书写；有关计算。年份试卷试题题号、情景材料、分值及考查内容2015全国Ⅰ卷T27铁硼矿制备硼酸T36硝酸铵氧化分解技术生产CuCl化学方程式的书写；化学反应速率的影响因素；实验条件控制。实验条件控制；氧化还原反应；离子方程式的书写；质量分数计算。全国Ⅱ卷T12海水的开发利用氧化反应反应；分离和提纯方法。T28以NH4Cl、盐酸、亚氯酸钠（NaClO2）为原料制备ClO2；元素及其化合物的知识、氧化还原反应；滴定实验及相关计算；T36异丙苯氧化法生产苯酚和丙酮试剂的选择；实验条件控制；实验方法的比较。4年份试卷试题题号、情景材料、分值及考查内容2016全国Ⅰ卷T28以NaClO3、硫酸和SO2为原料制备NaClO2（14分）T36以软锰矿为原料制备KMnO4（15分）物质的组成与结构；氧化还原反应；物质的提纯；有效氯含量的计算化学反应速率影响因素；氧化还原反应；电极反应方程式书写；利用率、纯度相关计算。全国Ⅱ卷T36以蒽醌法制备H2O2（15分）化学方程式、离子方程式的书写；萃取剂的选取及原因分析；浓度的计算；全国Ⅲ卷T28废钒催化剂的回收（14分）T36废铁屑为原料制备PFS(15分)化学方程式、离子方程式书写；氧化还原反应相关计算。离子方程式书写；实验条件控制；氧化还原反应；酸碱中和滴定及相关计算。5年份试卷试题2017全国Ⅰ卷T27以钛铁矿为原料制备钛酸锂和磷酸亚铁锂（14分）图像分析能力；实验条件控制；物质的组成与结构；化学方程式的书写；Ksp的相关计算。全国Ⅱ卷T26测定水泥样品中钙的含量。（14分）实验条件控制；化学方程式的书写；质量分数计算。全国Ⅲ卷T27以铬铁矿为原料制备K2Cr2O7（15分）氧化还原反应；实验仪器选择；实验条件控制；溶解度；产率计算。62.2018年高考工艺流程题的走向7（1）高考改革的需要①2013.11党的十八届三中全会决定，坚持立德树人，加强社会主义核心价值体系教育，完善中华优秀传统文化教育，增强学生社会责任感、创新精神、实践能力，推进考试招生制度改革。2.2018年高考工艺流程题的走向8②2014.9国务院颁布了《关于深化考试招生制度改革的实验意见》，对高考考试内容改革提出明确要求，即“依据高校人才选拔要求和国家课程标准，科学设计命题内容，增强基础性、综合性，着重考查学生独立思考和运用所学知识分析问题、解决问题的能力”。③2016教育部考试中心提出积极推行和探索“一体四层四翼”的高考评价体系。2.2018年高考工艺流程题的走向9（2）化学学科发展的需要（3）创建和谐社会的需要④2017年第九次课改，提出学科核心素养宏观辨识与微观探析变化观念与平衡思想证据推理与模型认知科学探究与创新意识科学精神与社会责任化学3.近几年高考中情景素材统计（1）自然资源开发利用类钛铁矿、铬铁矿、软锰矿、菱镁矿、铁硼矿、铝土矿、磷矿石、白云石、莹石（2）废弃资源回收利用类废铁屑、废铝片、废钒催化剂、废玻璃、废旧锂离子电池、废旧锌锰电池、粉煤灰、银铜合金废料（3）物质的制备和净化类水泥、NaClO2、NH3、H2C2O4101、原料所含杂质类：SiO2(12次)；Al2O3(11次）；FexOy(10次）；MgO(5次)；MnO2(4次)；CaO(3次)2、辅助试剂类：H2O2(7次)；KMnO4(6次）；K2Cr2O7(2次）；H2C2O4(2次)、NaBH4(2次)；ZnS、FeS、MnS(各1次)4.近几年高考中高频化合物统计11设问方式考查内容考查方式原料转化为产品的生产原理元素及其化合物性质、离子反应、氧化还原反应、热化学知识、化学反应速率与化学平衡、溶解度、水溶液中离子平衡(Ka、Kb、Kh、Ksp的应用)化合价规则、物质的命名、方程式书写、图表分析、实验原理及文字表达、实验方案设计除杂、分离和提纯产品实验仪器和实验操作仪器名称、分离提纯的操作、滴定实验及相关计算提高产量和效率化学平衡、溶解平衡计算转化率、产率、纯度节能减排，循环利用元素化合物性质尾气的处理、实验方案的设计综合利用电化学知识电极方程式书写及电化学的相关计算5.近几年高考中考点分析12二、工艺流程题的试题形式及命题思想1、试题形式以工业上制备某物质（纯净物）为目的，把实际生产过程以简图的形式表现出来。例1：(2017·江苏·T16)铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下：注：SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。(1)“碱溶”时生成偏铝酸钠的离子方程式______________________。……132、命题思想（1）元素守恒思想。原料中的“核心元素”经多步转化最终“存留”于目标产物中。例1：(2017·江苏·T16)铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下：Al2O3SiO2Fe2O3目标产物142、命题思想（2）物料转化思想。方框一般表示反应釜；方框中物质表示反应釜中的“主要物质”；方框间箭头表示“转化关系”。例1：(2017·江苏·T16)铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下：Al2O3SiO2Fe2O3目标产物152、命题思想（3）教材联系生产的思想。工艺流程中的大部分化学反应来源于教材，部分陌生化学反应，其反应原理源于教材。例1：(2017·江苏·T16)铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下：反应原理源于必修1《金属及其化合物》162、命题思想（4）绿色环保思想。对环境无害的物质可以直接排放，部分物质需循环利用，实现资源利用最大化。例1：(2017·江苏·T16)铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下：1718三、工艺流程题的解题策略例1：(2017·江苏·T16)铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下：注：SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。(1)“碱溶”时生成偏铝酸钠的离子方程式______________________。……题问题头1.分解工艺流程题，教会学生“审题、问题”（1）研读题头，明确目的，解决“干什么”例1：(2017·江苏·T16)铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下：Al2O3SiO2Fe2O3目标产物19注：SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。（2）解析题干，读懂流程，解决“怎么制”Al2O3SiO2Fe2O3目标产物注：SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。SiO2→铝硅酸钠Al2O3→NaAlO2Fe2O3铝硅酸钠NaOH+NaHCO3=Na2CO3+H2ONaAlO2＋NaHCO3+H2O=Na2CO3+Al(OH)3↓Na2CO3溶液2Al(OH)3===Al2O3+3H2O20（3）读题问，逐空作答，解决“怎么写”(1)“碱溶”时生成偏铝酸钠的离子方程式为______________________(2)向“过滤Ⅰ”所得滤液中加入NaHCO3溶液，溶液的pH________(填“增大”、“不变”或“减小”)。(3)“电解Ⅰ”是电解熔融Al2O3，电解过程中作阳极的石墨易消耗，原因是______________________。(4)“电解Ⅱ”是电解Na2CO3溶液，原理如图所示。阳极的电极反应式为___________________________，阴极产生的物质A的化学式为_____。Al2O3+2OH－＝2AlO2－+H2O加入的NaHCO3与过量的NaOH反应，导致溶液pH减小。减小电解熔融Al2O3时，O2－在阳极上放电生成O2，氧化石墨使之损耗。石墨电极被阳极产生的氧气氧化。OH－在阳极放电产生H＋（2H2O－4e－＝O2↑＋4H＋），H＋＋CO32－＝HCO3－总电极反应式为4CO32－＋2H2O－4e－＝4HCO3－＋O2↑。4CO32－＋2H2O－4e－＝4HCO3－＋O2↑H2212.帮助学生熟悉工艺流程的一般结构22原料预处理核心反应分离提纯目标产物有关计算核心元素原料循环利用性质验证副产品Ⅰ.预处理Ⅱ.分离提纯Ⅲ.获得产品3.熟悉工艺流程常见的操作和名词①溶解：通常用酸溶。如用稀硫酸、盐酸、浓硫酸等。②研磨：将固体物质粉碎，增大接触面积，加快反应速率。③煅烧：改变结构，使一些物质能溶解，杂质在高温下氧化分解。④碱洗：除去油污或者氧化膜。（1）原料的预处理①控制溶液的酸碱性使某些金属离子形成氢氧化物沉淀。（2）控制反应条件的方法调节pH所需的物质一般应满足两点：a.能与H+反应，使溶液pH增大；b.不引入新杂质。例如：若要除去Cu2+溶液中混有的Fe3+，可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH。②加热加快反应速率或促进平衡向某个方向移动。③趋热过滤防止某物质降温时析出。④冰水洗涤洗去晶体杂质离子，并减少晶体在洗涤过程中的损耗。⑤乙醇洗涤降低被洗涤物质的溶解度，减少其在洗涤过程中的溶解损耗，得到较干燥的产物。⑥事先煮沸溶液的原因除去溶解在溶液中的气体（如氧气），防止某物质被氧化。如制备Fe(OH)2时，应煮沸蒸馏水，冷却后再配制氢氧化钠溶液和FeSO4溶液等。(1)过滤：操作要点(一贴二低三靠)；玻璃仪器(漏斗、玻璃棒、烧杯)(2)结晶：①直接蒸发结晶。如：食盐水蒸发结晶得NaCI；②蒸发浓缩，冷却结晶。如:胆矾结晶;③在HCI气流中蒸发结晶。如:CuC12、AlCl3、FeCl3等(3)洗涤：如何洗涤沉淀？如何检验沉淀洗涤干净?(4)干燥：在干燥器中干燥。(5)灼烧：固体在坩埚中进行加热。(6)萃取分液：萃取剂的要求。(7)蒸馏或分馏：冷凝管的选择（装置、仪器、冷却水的方向等）。4.熟悉常见的分离、提纯方法Ⅰ.预处理Ⅱ.分离提纯Ⅲ.获得产品不溶CaSO4溶解不溶Mg2B2O5·H2O+2H2SO42MgSO4+2H3BO3提高反应温度、减小铁硼矿粉粒直径、加快搅拌速度等SiO2、CaSO4Fe3O4例2将Fe2+完全氧化为Fe3+使Fe3+、Al3+转化为氢氧化物沉淀除去硫酸镁Na+::::BHHHH[]－2H3BO3B2O3+3H2OB2O3+3Mg2B+3MgO6.帮助学生形成自己的解题方法30题头题干题问工艺流程题分段、剖析构成组合呈现方式化学反应原理解题方法类比、解决理解抽象例3：钛(Ti)被称为继铁、铝之后的第三金属，如图1所示，将钛厂、氯碱厂和甲醇厂组成产业链可以大大提高资源利用率。已知：2FeTiO3+6C+7Cl22FeCl3+2TiCl4+6COCO＋2H2CH3OH高温问题：在上述产业链中，合成192t甲醇理论上需额外补充H2多