2027届高三化学一轮复习课件：工艺流程的解题方法初探

工艺流程的解题方法初探 高考复习目标： 1、了解工艺流程试题结构的认识方法：五线三区一绿色 2、熟练应用物质分离提纯和物质检验常用的方法 3、巩固陌生方程式书写的基本方法 4、掌握KSP的计算方法、产率的计算和纯度测定的方法 5、掌握试剂选择的基本原则和方法 6、巩固电化学反应原理在工艺流程中的应用 卷别 考点 新课 北京 上海 湖南 湖北 浙江 安徽 吉林 河北 山东 江苏 甘肃 贵州 江西 广东 方程式 2 2 1 1 1 3 2 2 1 1 1 1 2 2 2 条件控制 1 3 1 2 1 3 2 3 1 1 1 2 K计算 1 2 1 1 2 物质转化 3 2 1 2 3 3 4 4 1 2 2 3 1 循环利用 1 1 1 1 分离提纯仪器 操作 2 氧还 计算 1 3 1 1 1 电化学 1 1 化合价 1 设计 评价 1 1 2 信息图像 1 1 1 1 1 1 性质用途 2 1 1 1 1 一、2026年高考工艺流程大题考点细目表 高频设问 2020-2026年频次 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、滤液成分判断及检验 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 有关Ksp及PH的计算 12 操作单元 6 二、工艺流程题考点、考向统计 以上几乎为高频考点，另外，像学科内综合，如物质结构、电化学，滴定、速率、平衡移动、水溶液都有可能进行综合考查 3 三、工艺流程考情解读：无机化学工艺流程题是高考的热点题型，以实际的工业生产为背景，以简洁的工艺流程图再现生产的关键环节，情境真实而有意义，考查物质的制备、分离、提纯、检验等。试题通常以某矿石为原料制备某物质或以废渣、废液提取某物质为背景，呈现化工生产流程图，进行命题设计，综合考查元素化合物知识、氧化还原反应概念及陌生方程式的书写、化学反应原理中的化学反应速率、浸取率、电化学原理等，反应条件的控制与选择、产率的计算、Ksp的应用及计算、绿色化学思想（如原料循环利用、环境污染问题等）的体现等，题目综合性强，难度大。旨在考查考生提取信息，迁移应用所学知识解决实际问题的能力，树立绿色环保意识，提升化学学科素养。 解题策略：认真审题、提炼信息、熟用已学知识处理实际问题 四、工艺流程题命题形式 制备类 提纯类 五、基于“五线三区”快速认知流程 原料预处理区 核心反应及除杂与分离区 目标产物生成区 试剂线 操作线 杂质线 [练习]MnSO4用途广泛，从电解锌阳极泥回收MnSO4流程如下。该阳极泥主要含MnO2，以及Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Zn2+和微量Pb2+等杂质离子。 规律：主线为主产品，分支为副产品，回头为循环物质 绿色线 实现成本节约、环境保护、节能减排、循环利用、流程简约 产品线 1.原料 预处理 2.核心化 学反应及除杂 4.获取产品 3.分离提纯 (1) 氧化/还原 (2) pH值调节 (3) 温度控制 (4) 防氧化 (5) 防水解 (6) 防分解 (1)过滤(冷/趁热) (2) 萃取/分液 (3) 反萃取 (4) 蒸馏 (5) 离子交换 产物的循环利用 (4) 酸浸,碱浸 (1) 粉碎,研磨 (3) 煅烧,焙烧 (5) 浸出率提高 (2) 搅拌 原料 (1)开发利用 (3)制备净化 (2)废物回收 (1) 水 酸 醇洗 热水 冷水洗 (4) 防氧化 水解 防分解 倒吸 (5)转化率/产率计算 (2) 蒸发,冷却结 晶, 重结晶 (3) 盐,渗析升华 六、认识工艺流程题基于“五线三区”中“三区”的应考知识点 七、无机工艺流程题解题思维突破---解题技巧 1、在题干中快速找出目标元素和杂质元素，分析其价态、类别， 在试题上划线。 2、粗看流程图(不纠缠):试剂、操作、产品、检验、评价、信息 3、迅速切入问题，再回到题目、流程图中寻找答案。 对于陌生元素要充分应用题给信息去分析解决问题！ 4、按要求规范答题，熟用答题模板不丢分。 看题头——制什么？ 看流程——怎么制？ 看问题——考什么？ 5、“五线三区”中”五线“的关注重点 ①产品线：需要关注陌生产品的获取过程，尤其是化合价变化，是在初期得 到产品还是后期得到产品，是分离得到还是化学反应得到 ②杂质线：原料含杂质需处理，需关注杂质去除主线再依靠元素守恒线索， 补充辅助试剂所含杂质元素，分析其价态、类别、存在形态，关注杂质线 ③试剂线：去除杂质和获取产品所加试剂，需要关注常见试剂的 性质和作用（酸、碱、盐、氧化剂、还原剂） ④操作线：分离杂质和产品、提纯产品的操作，每加一次试剂，便要考虑是否需要过滤、蒸发、冷却结晶、蒸馏、萃取分液等提纯操作。结合产品线和操作线中相关操作，明确目标元素的存在形态（可溶性离子或难溶性沉淀）; 以及加热方式、搅拌、碎瓷片的添加、物质的检验、仪器的使用、气密性等 ⑤绿色线: 成本节约、环境保护、节能减排、循环利用、方案评价、误差分析 七、无机工艺流程题解题思维突破---解题技巧 看产品线 看杂质线 看试剂线 目标元素是谁？化合价是否变化？ 杂质是谁？在哪一步除去？ 是否引入新的杂质元素？如何引入？ 关注“元素”去向 加入了什么物质，发生了什么反应， 进行了什么操作，分离了什么杂质。 七、无机工艺流程题解题思维突破---解题技巧 [小结] 产品线 工艺流程结构认知模型：五线三区 试剂线 操作线 杂质线 原料处理 （转移） 横向四线 纵向三区 横向纵向 切块分析 矿样/矿渣 原料 原料的预处理 化学反应 核心 反应条件控制 产品 目标 产品分离提纯 核心反应（除杂） 分离提纯（产品） 绿色线 八、工艺流程结构认知模型：纵向三区——原料的预处理 ---------------------------------------------------- 矿样/矿渣 原料 原料的预处理 预处理目的 预处理方式 提高浸出率方法 将矿物中的元素转化为便于处理的形式，如转移到溶液中或改变价态。 初步分离、除杂 研磨、粉碎、搅拌、雾化、酸浸、碱浸、水浸、盐浸、焙烧… 增大接触面积、延长接触时间、适当增大浓度、适当升温、… 加快反应速率 八、工艺流程结构认知模型：纵向三区---核心反应的条件控制 使金属离子沉淀；调节溶液酸碱性；促进或抑制水解 控制温度方式 化学反应 核心 反应条件控制 控制PH 控制温度 控制PH目的 控制PH方式 加入酸、碱、氧化物、 碳酸盐等 ①物质性质方面：物质受热是否易分解 挥发 升华 易被氧化；对溶解度影响； ②反应原理方面：对催化剂活性影响；对反应速率或固体溶解速率的影响；对平衡移动(水解)的影响 加热、 水浴加热、 冰水浴、 控制温度在一定范围 需综合考虑题考内容目的是升温、降温还是控制温度在一定范围，再结合以上两方面内容作答。 控制温度目的 需考虑体系酸碱性、以及控制PH的目的 产品 目标 产品分离提纯 分离提纯方式 过滤[常压过滤、减压过滤(抽滤)、趁热过滤] ； 洗涤（水洗、醇洗等）； 萃取、分液、萃取与反萃取； 结晶(蒸发结晶、冷却结晶、重结晶）； 蒸馏等。 八、工艺流程结构认知模型：纵向三区——产品分离提纯 经 典 回 顾 （1）酸浸前，需将废渣磨碎，其目的是 。 （2）酸浸中，CoO发生反应的方程式 。 （3）假设“沉铜”后得到的滤液中C(Zn2+)和C(Co2+)均为0.1mol/L，向其中加入Na2S至Zn2+沉淀完全，此时溶液中C(Co2+)= mol/L ，据此判断能否实现Zn2+和Co2+的完全分离 (填“能”或“不能”)。 （4）“沉锰”步骤中，生成1.0molMnO2，产生H+的物质的量为 。 （5）“沉淀”步骤中，用NaOH调pH=4，分离出的滤渣是 。 （6）“沉钴”步骤中，控制溶液pH=5.0~5.5，加适量的NaClO氧化Co2+， 其反应的离子方程式为 。 （7）根据题中给出的信息，从沉钴后的滤液中回收氢氧化锌的方法是 1.原料预处理阶段的方法及目的 处理方法 目的 粉碎或 研磨 增大反应物接触面积，增大浸取时的反应速率，提高反应物转化率（或溶解浸出率）。 煅烧或 灼烧 ①除去硫、碳单质、有机物转化、除去有机物； ②高温下分解或改变结构，使杂质高温下氧化、分解等 ③通过氧化焙烧、还原焙烧、碱性焙烧、氯化焙烧等 方式使原料便于后续处理。 浸取 ①转变成可溶物进入溶液，以达到与难溶物分离的目的； ②通常有水浸、酸（氧化酸）浸、碱浸、盐浸等浸出有用或杂质物质。 八、无机工艺流程题解题思维突破---各阶段常用方法 2、核心反应及除杂阶段 方法：认清反应原理，理解试剂线。观察核心元素化合价是否变化，杂质化合价是否发生变化，如发生变动，该物质作氧化剂还是还原剂，还应补充什么物质，所处环境是什么？ 八、无机工艺流程题解题思维突破---各阶段常用方法 ⑴核心反应在三段中均会出现书写陌生化学方程式、离子方程式的材料 熟知以下内容①了解各种焙烧原理：如多数金属硫化物不溶水、酸等，常采用在空气或其他氧化剂（MnO2)中焙烧。BaSO4等采用还原焙烧，高价过渡元素采用加碱焙烧生成可溶性盐等。 ②生成某些二价过渡金属碳酸盐，不直接用Na2CO3溶液，而是用 NH4HCO3(NH3)溶液。防止溶液碱性过强，生成碱式碳酸盐。 ③草酸盐在空气中或隔绝空气中分解，生成物不一样 ④银、金等不活泼金属溶浸时要同时加入氧化剂、酸、络合剂等三者协同。 常用的除杂方法：①.调节pH：通过调节pH来使溶液中金属离子浓度减小，达到除杂目的（不引入新杂质）。如要除去溶液中含有的Fe3+、Al3+，可调节溶液的pH使之转变为Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀。[若有Fe2+，需先用氧化剂(H2O2等)把Fe2+氧化为Fe3+]。也有可能生成较复杂的沉淀物（新信息) ②少量Ca2+、Mg2+用F-除去，Hg2+、Pb2+、Cu2+等用S2-除去，SO42-用 Ca(OH)2除去或Ba2+除去。 ③Na+、K+根据题给信息生成复杂沉淀物而除去（用信息）。 ④萃取--反萃取:萃取--提纯富集目标元素，分离杂质，将目标元素从水层（水相）转移到有机层（有机相）。反萃取--将目标元素从有机层（有机相） 分离，便于后续工艺得到目标产品。 2、核心反应及除杂与分离阶段 ⑵除杂：将溶液中非目标产物，通过物理或化学方法去除。观察题干，找出原料中有哪些杂质，是否随预处理进入溶液中，在哪一步被除去，如何去除 ab V与Fe Fe2O3 [2024·湖南卷]从铜阳极泥(含Au、Ag2Se、Cu2Se、PbSO4等)中回收贵金属 NaClO3 H2SO4 NaCl 氧化剂 酸性作用 配位作用 三合一提升溶解效率 ④“除金”步骤中加入NaCl溶液的作用是什么？ 快速冷却 无明显现象 反萃取 增强熔融氯化铍的导电性 c 不可行 试剂线 FeOOH Ni Ni(OH)2 Fe2O3及Cu Ca Mg Mn Zn的常见氢氧化物 ①“滤渣2”的主要成分为CuS、S，请写出生成硫单质的离子方程式。 ②“滤渣3”含有氧化铁黄(FeOOH)，生成氧化铁黄的离子方程式。 ③“除锰”步骤中生成了锰元素的一种黑色不溶物，(NH4)2SO4及硫酸，请写出相应的离子方程式。 2Fe3+ + S2- = 2Fe2+ + S↓ 2Fe2+ + H2O2 + 2CaCO3 = 2FeOOH + 2Ca2+ + 2CO2↑ Mn2+ + 2H2O + S2O82- = MnO2 ↓+ 2SO42- + 4H+ 原料预处理阶段 物质转化与分离阶段 目标产物生成阶段 MnO2 Na+ K+ Ca2+ Mg2+ Zn2+ 和微量Pb2+ 还原MnO2为Mn2+ K++3Fe3++2SO42-+6H2O===KFe3[(OH)3SO4]↓+6H+ MnCO3+Fe2(SO4)3+5H2O===MnSO4+2Fe(OH)3↓+CO2↑+2H2SO4 CaF2 MgF2 溶解 循 环利用，提高锰的回收率 下降 3、物质的分离与提纯操作 关注题注有效信息 例. 【例7】（2023河北卷）利用氨法浸取可实现废弃物铜包钢的有效分离，同时得到的CuCl可用于催化、医药、冶金等重要领域。工艺流程如下： 已知：室温下的Ksp(CuCl)=10-6.8。 【例8】利用氨法浸取可实现废弃物铜包钢的有效分离，同时得到CuCl。 [Cu(NH3)2]Cl [Cu(NH3)4]Cl2 Fe CuCl CuSO4 （1）首次浸取所用深蓝色溶液①由铜毛丝、足量液氨、空气和盐酸反应得到，其主要成 分为 。（2）滤渣的主要成分为 。 （3）浸取工序的产物为[Cu(NH3)2]Cl，该工序发生反应的化学方程式为 。 浸取后滤液的一半经氧化工序可得深蓝色溶液①， 氧化工序发生反应的离子方程式 为 。 [Cu(NH3)4]Cl2 Fe [Cu(NH3)4]Cl2+Cu=2[Cu(NH3)2]Cl 8NH3+4[Cu(NH3)2]++O2+4H+=4[Cu(NH3)4]2++2H2O （4）浸取工序宜在30~40℃之间进行，当环境温度较低时，浸取液再生后不需额外加热即可进行浸取的原因是 。 （5）中和工序中主反应的离子反应[Cu(NH3)2]++2H++Cl-= + 。 （6）真空干燥的目的为 。 [Cu(NH3)2]Cl [Cu(NH3)4]Cl2 Fe CuCl CuSO4 盐酸和液氨反应放热 CuCl↓ 2NH4+ 防止干燥过程中CuCl被空气中的O2氧化 知识体系 对原料的预处理 原料或资源 灼烧或煅烧 酸洗（酸浸） 水洗 研磨 使用催化剂 调节压强 调节温度 调节pH 冷却结晶 蒸发结晶 萃取分液 过滤 使用保护气 核心化学反应 产品净化分离 目标产物 控制反应条件 提纯分离 副产品 原料的循环利用 收集利用 无害化处理 快看题干 粗看流程 细看问题 规范作答 思维路径 操作或措施 答题模板 从溶液中得到带水晶体的操作 蒸发浓缩 冷却结晶 过滤 洗涤（包括水洗、冰水洗、热水洗、乙醇洗等） 干燥 蒸发结晶的操作 将溶液转移到蒸发皿中加热，并用玻璃棒不断搅拌，待有大量晶体出现时停止加热，利用余热蒸干剩余水分 证明沉淀完全的 操作 静置，取上层清液，加入 试剂（沉淀剂），若没有沉淀生成，说明沉淀完全 洗涤沉淀的操作 沿玻璃棒向漏斗（过滤器）中加蒸馏水至没过沉淀，静置使水自然流干，重复操作2∽3 次 1.“操作或措施” 注意简答题的答题规范 2.“目的或原因” 目的或原因 答题模板 沉淀用水洗目的 除去 （可溶于水）杂质 沉淀用乙醇 洗涤的目的 减小固体的溶解度；除去固体表面吸附的杂质；乙醇挥发带走水分，使固体快速干燥 冷凝回流的 作用及目的 防止 蒸气逸出脱离反应体系，提高 物质的转化率 控制溶液 的目的 防止 离子水解；防止 离子沉淀；确保 离子沉淀完全；防止 溶解等；促进/抑制 气体吸收/逸出 目的或原因 答题模板 加过量A试剂的原因 使B物质反应完全（或提高B物质的转化率）等 温度不高于 的原因 温度过高， 物质分解（如、 、浓硝酸、等）或 物质挥发（如浓硝酸、浓盐酸）或 物质氧化（如等）或促进 物质水解（如、 等） 减压蒸馏（减压蒸发）的原因 减小压强，使液体沸点降低，防止 物质受热分解 （如、浓硝酸、 等） 2.“目的或原因” 目的或原因 答题模板 蒸发、反应时的气体氛围 抑制离子的水解(如加热蒸发溶液时需在 气流中进行；加热制取时需在 气流中进行等) 配制某溶液前先煮水的原因 除去溶解在水中的氧气，防止 物质被氧化 反应装置中与大气相通的玻璃管的作用 平衡容器中压强，避免反应容器中压强过大 2.“目的或原因” 氢氧化物 $