工艺流程题复习策略(2022.4)(3)课件PPT

这是一份工艺流程题复习策略(2022.4)(3)课件PPT，共60页。PPT课件主要包含了怎么考，怎么做，工艺流程题命题过程，新高考评价体系，工艺流程题的命题框架，工艺流程题等内容，欢迎下载使用。
立德树人服务选才引导教学
核心价值学科素养关键能力必备知识
基础性 综合性 应用性 创新性
《中国高考评价体系的说明》指出，引导学生的关注点从“解题”向“解决问题”转变。采用真实情境下的主题式教学，打破原有知识的孤立性和零散性。通过设置真实的问题情境，考查学生运用所学知识分析解决问题的能力，促进学生学习方式的转变，为学生的终生学习奠定坚实的基础。
1.以实际问题为测试任务 2.以真实情境为测试载体 3.以化学知识为解决问题的工具 4.以核心素养为测试宗旨
工艺流程题以简洁的工艺流程图再现实际生产的关键环节，情境真实而有意义，对培养学生的科学精神和社会责任、引导教学、选拔具有创新思维和能力的学生大有裨益，充分显示了“一核”的引领功能，试题中也能充分体现“四层”“四翼”的考查内容和考查要求，也完全符合新高考的命题原则，使其成为高考中的“明星”题目。
工艺流程题为什么成为高考“明星”题目
元素化合物化学反应原理实验操作氧化还原计算
信息提取分析力逻辑推理能力实验操作能力归纳论证能力图表分析能力数学计算能力
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态度与社会责任
选取有引领作用的背景素材，再现实际生产的关键环节，情境真实而有意义，旨在引导学生关心真问题，解决生产、生活中的实际问题，有利于培养学生的科学精神和社会责任感，激发学生对化学学科的热爱。
认识化学科学对人类进步和发展的贡献，秉承可持续发展意识和绿色化学观念，能对与化学有关的社会热点问题作出正确的价值判断
向学生展现科学研究的过程，让学生领悟科学家的思维方法以及严谨求实、不畏艰难、勇于探索和追求真理的科学精神；展示化学在 新理论的创立、新材料的研制、新药物的合成、新能源的开发等方面的巨大成果，激发学习兴趣是学科育人价值在精神品质方面的体现
工艺 流 程 题
化学视角看待问题 具备正确化学观念
结构观物质观元素观微粒观 变化观分类观科学价值观
体会化学学科魅力 激发化学学习动力
化学语言与概念
典型无机物的性质、及其转化关系
物质结构和性质之间的关系元素的递变规律
焙烧方程式、氧化还原方程式、离子反应方程式的书写等特别：抓守恒写方程
实验基本操作，实验步骤分析、绿色化学思想的体现（排放物的无害处理）、物质的检验、分离、提纯（除杂净化方法），实验数据的处理与分析等

考点几乎包罗高中所有主干知识
图数信息（如Ksp的应用），条件选择与控制，结合氧化还原理论，四大平衡理论，电化学理论等考查，判断流程中残渣或废液的成分
掌握基础知识辨析基本概念获取有关信息
判断物质结构分析物质性质预测反应现象推测反应结果
设计探究方案描述实验现象分析实验数据评价探究方案
识别有效证据科学推理论证处理转化数据归纳总结规律
真实情境中流程的题头、题干、题尾都有获取到哪些信息？
提供什么试剂？除去相应杂质？
三、工艺流程题命题过程
第一步：选取真实的情境素材先选取有引领作用的背景素材，再现实际生产的关键环节，情境真实而有意义，旨在引导学生关心真问题，解决生产、生活中的实际问题，有利于培养学生的科学精神和社会责任感，激发学生对化学学科的热爱。启示我们：源于生产、情境新颖是本类试题的一大特色。情境载体涉及面广，以过渡金属元素考查居多，大都是我们平常没见过的。
第二步：设计题干绘制流程图流程图的设计首先捕捉素材中与高中知识、素养、能力相关的内容。然后将与考查内容相关的关键流程、方法和技术处理成清晰、简洁的流程图。但在设计流程时考虑到高中学生所学实际情况，对相关条件、步骤进行了适当的处理，保留了关键操作，给出了必要的物质信息。启示我们：题目虽新，但考查的知识大多是我们学过的内容。
(2021·全国乙卷)
第三步：设置基础性为主的问题命题时，根据高中学生的知识储备、素养要求以及高考对化学学科关键能力的考查，所设计的问题，大多是对主干知识的考查。启示我们：高考大题是完全可以得大部分分数的，要有信心。
第四步：增强设问的综合性和应用性该步骤紧扣学科素养和关键能力，整合情境素材和考查内容，通过建立新旧知识的联系、综合多个模块内容，考查学生的综合应用能力。个别题目应具备一定的难度和区分度以体现高考的选拔功能。启示我们：一是有些题目需经过慎重的思考推理才能解答，跳一跳才能摘到“桃子”；二是有些题目不会做实属正常，不要过于纠结影响心情。
第五步：调整难度，设置分值试题初步命制完之后，要整体统筹，做到难度合理，区分度明显。试题难度调整可采取同类题目替换、信息提示、数据简化等方法。总之，此类试题的命制以真实、新颖的情境为素材，保证了命题的科学性；融合多种必备知识，在保证一定量的基础性设问的前提下，设置学科内综合的问题和关于新情境应用的问题，保证了设问的层次性；此外，在考查素养和能力的同时也向学生介绍了新知识，展示了实际问题的复杂性、综合性，展现了化学学科的魅力，实现了围绕化学工艺流程进行多角度、多层次、有梯度的考查。
类型一：物质制备类工艺流程
类型二：物质提纯类工艺流程
（1）原料的预处理（2）分离、提纯等基本操作（3）物质的转化原理（4）化学方程式的书写（5）物质成分的判断(滤渣、循环物质、母液等)（6）有关Ksp及含量测定等计算
工艺流程题复习策略——建模
介绍该工艺生产的原材料（杂质）、目的（目标产品）。
用框图形式将操作或物质转化或分离提纯等主要生产工艺流程表示出来。
根据流程中涉及到的化学知识设问。
有关产品的分离、提纯操作
物质的制备、除杂、净化
矿物粉碎、焙烧、溶浸等
加入试剂氧化或还原、调PH等
三路线主线主产品分支副产品回头循环品
原材料的预处理、除杂、净化
(1)审题头(①抓化工生产的目的；②抓原料、杂质、产品的成分。）
(2)析流程（ 抓三条思维主线）
(3)重设问(带着设问针对性地看流程图）
（结合信息：题干信息、补充信息、设问信息）

①元素转化线（跟踪每种元素走向） 根据元素转化守恒思想，跟踪每种元素走向及其转化形式 ，目标元素肯定会走到最后，杂质元素在过程中一定要除去，不能放过每一种杂质元素。
②价态转变线（确定所加试剂作用） 根据分析元素的价态转变来判断所加试剂的目的，是提供酸碱介质还是调节pH,还是作氧化剂或还原剂。通过价态转变来判断反应类型，氧化还原还是非氧化还原，从而正确书写陌生方程式。
③实验操作线（确定除杂分离方法） 根据每一步操作目标物质的转化过程，分析杂质是用什么试剂，用什么方法除去，目标产物又是通过什么实验方法得到。
将 Fe2＋氧化为 Fe3＋
Al(OH)3、Fe(OH)3
7.0×10－6 ml ·L－1
（1）元素化合物知识 工艺流程题的命制是以元素化合物为知识载体的，熟练掌握元素化合物的相关知识及其转化过程，是学好化学工艺流程的必要前提条件。 （2）氧化还原、离子反应知识 （3）实验物质分离提纯原理、操作知识 （4）有关溶度积、产率等计算 需学生平时自主温故
粉碎铁硼矿、充分搅拌、适当升高温度等
加快酸浸和氧化反应速率（促进氧化完全）
VO++MnO2 +2H+ = VO2++Mn2++H2O
NaAlO2+HCl+H2O=NaCl+Al(OH)3↓
利用同离子效应，促进NH4VO3尽可能析出完全
先用氧化剂把Fe2＋氧化为Fe3＋，再调溶液的 4.7≤pH＜8.1
(2)“氧化”中添加适量的MnO2的作用是____________________。(3)“调pH”除铁和铝，溶液的pH范围应调节为________～6之间。
将Fe2+氧化为Fe3+
氧化溶液中的Fe2＋
（2）常见的操作与思考角度
低于40 ℃，TiO2·xH2O转化反应速率随温度升高而增加；超过40 ℃，双氧水分解与氨气逸出导致TiO2·xH2O转化反应速率下降
①盐溶液的分离提纯方法：结晶法 结晶法有蒸发结晶和冷却结晶两种方法②过滤——固、液分离③蒸馏——液、液分离④分液——互不相溶的液体间的分离⑤萃取——用一种溶剂将溶质从另一种溶剂中提取出来。⑥升华——将可直接气化的固体分离出来。⑦盐析——加无机盐使溶质的溶解度降低而析出
（金属的萃取与反萃取）
萃取过程包括液相到液相、固体到液相、气相到液相三种传质过程。但是在科学研究和生产实践中，萃取通常仅指液-液萃取过程，而将固-液传质过程称为“浸取”，气-液传质过程称为“吸收”。 萃取法在有色金属湿法冶金行业应用广泛，比如铜、锌、钴、镍、金、银、铂系金属、稀土等行业。 金属的萃取与反萃取是分离工艺流程中的一个重要环节，其过程可以达到使金属离子分离和富集的目的，具有简单、便于操作和周期短的特点。近几年常见于高考试卷的工艺流程综合题中，只有弄清其操作原理和溶质的来龙去脉，方能解答好这类题目。
一、萃取与反萃取的原理 1．溶剂萃取简称萃取——利用溶质在两种不相溶的液体之间的溶解度或者分配差异，达到分离和富集的目的。经过反复多次萃取，可将大部分化合物提取出来。 2．反萃取和洗脱——与萃取过程相反，用一定的酸、碱或盐溶液把金属从有机相中再次返回到水相中的过程。 例如：采用某萃取剂萃取水溶液中的 Cu2+，萃取过程可以简单地用方程式表示如下： 正反应为萃取过程。向反应体系中加稀硫酸，反应逆向移动，Cu2+被释放出来，萃取剂获得再生，可以重复使用，这个过程就是反萃取。
二、萃取剂的类型 1．中性萃取剂：如醇、酮、醚、酯、醛及烃类。 金属阳离子与萃取剂络合，生成金属有机化合物，而溶解于有机溶剂中。 2．酸性萃取剂：如羧酸、酸性磷酸酯（离子交换树脂）等。 金属阳离子与氢离子交换，如 3．螯合萃取剂：有机物配位原子有两个或两个以上的，与金属阳离子生成具有螯环（闭合环状）的化合物，也是酸性的萃取剂，并释放出氢离子。如
三、“反萃取”应用 用反萃取法将碘单质从碘的四氯化碳溶液中提取出来。 在“海带提碘”的实验中，通常以 CCl4 为萃取剂对碘单质进行萃取、富集。那么，如何将碘单质从碘的四氯化碳溶液中提取出来呢？要解决这一问题，可以采用反萃取法，具体步骤如下：
反萃取过程中，碘单质与浓 NaOH 溶液 发生反应的化学方程式为： 水层加入 45%的稀硫酸，发生反应的化学方程式为：
【试题说明】本试题是化工生产流程试题中非常经典的一道试题。废旧锂离子电池首先经过放电处理，负极的锂单质经过放电生成锂离子，向正极迁移镶嵌在正极的LiCO2中。电池拆解后，用氢氧化钠溶液进行正极碱浸，将正极铝箔中的铝溶解生成NaAlO2，再经过过滤处理，滤液中是偏铝酸钠溶液，经过调pH值生成氢氧化铝沉淀。滤渣的成分是LiCO2，酸浸时用稀硫酸和过氧化氢作用下，过氧化氢将LiCO2中正三价钴还原为C2+。过滤后滤液中有钴离子和锂离子。萃取时锂离子进入水相，钴离子进入有机相，再经过反萃取，将有机相中的钴离子重新转移至水相，这个过程就是反萃取的过程。经过反萃取进入水相的钴离子再经过沉钴生成碳酸钴。 试题中虽然没有对萃取和反萃取进行考查，但这是萃取和反萃取在高考中出现的经典案例。
【试题说明】本试题反应Ⅱ操作②，这一步是利用有机溶剂RH进行萃取。萃取时，它能与铜离子生成金属螯合物，使铜被萃取，并析出氢离子。其反应可用下式表示： Cu2+(水相）+2RH（有机相） CuR2(有机相）+2H+（水相） 所得的有机层溶有CuR2。反应Ⅲ加稀硫酸，经过操作③在强酸性介质中，上述反应向左进行，即螯合物的金属离子将会由有机相转入水相，有机相能获得再生，这叫“反萃取”反应，获得有机层和硫酸铜溶液。这一步就是反萃取。
Cu(NH3)42++2RH = CuR2+2NH4++2NH3
Fe3+、Al3+、Mg2+
SiO2 CaSO4
(NH4)2SO4
TiO2＋＋(x＋1)H2O==TiO2·xH2O↓＋2H＋
除去油脂，溶解铝及其氧化物
AlO2-+H++H2O=Al(OH)3↓
Ni2+、Fe2+、Fe3 +
0.01×(107.2−14)2[或10−5×(108.7−14)2]
2Ni2++ClO−+4OH−=2NiOOH↓+ Cl−+H2O
NH4HCO3+NH3 = (NH4)2CO3
SiO2、Fe2O3、Al2O3
转化为H3BO3，促进析出
2Mg2++3CO32-+2H2O=Mg(OH)2·MgCO3↓+2HCO3-
或 2Mg2++2CO32-+H2O=Mg(OH)2·MgCO3↓+CO2 ↑
SiO2（不溶性硅酸盐）
MnO2+MnS+2H2SO4=2MnSO4+S+2H2O
化学工艺流程题是将元素化合物知识和化学实验基础知识以真实的工业流程为载体来进行综合考查，取代了传统的无机框图题，试题知识融合, 灵活性大，思维空间大。虽然这类一题型难度较大，但也不是不可战胜。只要掌握了它的特点和解题策略就会轻松自如。做题的时候要静下心来，认真审题，讲究策略，各个击破。