2025屆高考化學基于核心素養(yǎng)導向的工業(yè)流程高考復習課件

基于核心素養(yǎng)導向下的工業(yè)流程教學

——元素化合物性質和轉化的角度

【學業(yè)要求】常見的無機物及其應用1.能用化學方程式、離子方程式正確表示典型物質的主要化學性質。2.能從物質類別、元素價態(tài)的角度，依據(jù)復分解反應和氧化還原反應原理，預測物質的化學性質和變化。3.能從物質類別和元素價態(tài)變化的視角說明物質的轉化路徑。價類二維2SO2+O22SO3催化劑?從物質類別和元素價態(tài)變化的視角說明物質的轉化路徑物質線設備線4FeS2＋11O2===2Fe2O3＋8SO2

或S＋O2===SO2高溫點燃SO3+H2O==H2SO4人教版必修二第4頁人教版必修二第28頁3NO2＋H2O===2HNO3＋NO2NO＋O2===2NO2—10+6+6+4—3+2+40+52022年山東卷12．高壓氫還原法可直接從溶液中提取金屬粉。以硫化銅精礦(含Zn、Fe元素的雜質)為主要原料制備Cu粉的工藝流程如下，可能用到的數(shù)據(jù)見下表。下列說法錯誤的是工業(yè)流程題的命題形式

“大題小做”―工藝流程選擇題成分分析pH范圍(Ksp)條件控制條件控制2020山東卷16．用軟錳礦(主要成分為MnO2，含少量Fe3O4、Al2O3)和BaS制備高純MnCO3的工藝流程如下：工業(yè)流程題的命題形式

預處理條件控制循環(huán)利用試劑選擇pH范圍方程式書寫方程式書寫

山東4年高考素材背景和考查內容年份題號背景素材考查內容2020年916以菱鎂礦（MgCO3)為原料制備高純鎂砂用軟錳礦和BaS制備高純MnCO3Mg、Fe、Al、N、Mn、S、Ba化合物的性質，原料預處理，陌生方程式書寫，條件控制，物質循環(huán)，試劑選擇，pH范圍，Ksp計算2021年817以SO2和純堿為原料制備無水NaHSO3以鉻鐵礦為原料制備紅礬鈉Na、Al、Fe、Si、S、Cr化合物的性質，原料預處理，條件控制，物質推斷，pH范圍，實驗操作，電化學2022年1217以硫化銅精礦為原料制備Cu粉以氟磷灰石為原料生產磷酸和石膏Cu、Fe、Zn、S、Ca、F、P、Si、Ba化合物的性質，信息型離子方程式書寫，物質推斷，條件選擇，pH范圍，實驗操作，Ksp計算，沉淀溶解平衡，物質循環(huán)，圖表分析2023年1317制備Cu2O以高鎂鹵水為原料制備Li2CO3Cu、S、Na、Li、B、C、Mg、Ca化合物的性質，氧化還原，實驗操作，物質循環(huán)，信息型離子方程式書寫，物質推斷，條件選擇，Ksp計算考查情境：過渡元素（Mn、Cr、Ni、Pb、Ti、V）為核心，Mg、Al、Fe、Cu、Si等化合物為雜質工業(yè)流程高頻考點實驗操作Ksp計算等原料預處理粉碎、焙燒、浸出等信息型方程式書寫氧化還原、復分解條件控制溫度、pH等物質循環(huán)循環(huán)物質、循環(huán)單元過濾、蒸發(fā)、洗滌等【必備知識】物質的性質及轉化pH范圍表述不到位循環(huán)利用物質的轉化原料預處理試劑的作用成分分析方程式書寫【存在問題】物質的性質及轉化表述不到位信息應用循環(huán)利用方程式書寫3.基于信息，用化學方程式、離子方程式正確表示物質的轉化，形成信息型方程式書寫的守恒思維模型?！緦W習目標】

1.以高考真題——流程題中真實情境為載體，夯實常考元素及其化合物的性質及轉化等必備知識。2.以典型高考真題為例，梳理工藝流程題的解讀思路，強化價類二維的物質轉化路徑思維模型?！舅季S建模】工藝流程題的解題模型原料：FeCr2O4，含Al、Si氧化物等【模型構建】審題干析流程重設問找原料、產品、雜質明確目的反應線物質之間的轉化關系（復分解、氧化還原）操作線物質在轉化時的實驗操作結合題干信息、已知信息、圖表信息等帶著設問針對性的看流程圖精研流程2021年山東卷17．工業(yè)上以鉻鐵礦(FeCr2O4，含Al、Si氧化物等雜質)為主要原料制備紅礬鈉(Na2Cr2O7?2H2O)的工藝流程如下。工業(yè)流程題基本環(huán)節(jié)剖析目的：將礦樣中的元素轉化為便于處理的形式原料預處理階段物質轉化與分離階段目標產品生成階段【必備知識】物質的性質及轉化【思維模型】分析物質性質的兩個角度：物質類別和元素化合價NaAlO2Na2SiO3【任務一】如何進行原料預處理【典例剖析】2021年山東卷17．以鉻鐵礦(FeCr2O4，含Al、Si氧化物等雜質)為主要原料制備紅礬鈉(Na2Cr2O7?2H2O)。(1)焙燒的目的是將FeCr2O4轉化為Na2CrO4并將Al、Si氧化物轉化為可溶性鈉鹽，氧化鋁：兩性氧化物二氧化硅：酸性氧化物O2：氧化性【分析】純堿：堿性FeCr2O4Na2CrO4+6+3+2Fe2O3從物質類別角度從元素化合價角度【必備知識】物質的性質及轉化堿性焙燒【問題1—1】純堿、氧氣作用分別是什么？分別從哪個角度考慮？氧化焙燒【問題1—2】焙燒的反應器材質應選用________（填“瓷質”、“鐵質”或“石英質”）含SiO2SiO2√價類二維【典例剖析】2021年山東卷17．以鉻鐵礦(FeCr2O4，含Al、Si氧化物等雜質)為主要原料制備紅礬鈉(Na2Cr2O7?2H2O)。(1)焙燒的目的是將FeCr2O4轉化為Na2CrO4并將Al、Si氧化物轉化為可溶性鈉鹽，【問題1—3】寫出焙燒過程中涉及的三個方程式。Na2CO3+Al2O3====2NaAlO2+CO2↑焙燒Na2CO3+SiO2====Na2SiO3+CO2↑焙燒【必備知識】物質的性質及轉化信息型方程式書寫堿性堿性兩性酸性從物質類別角度非氧化還原反應【任務一】如何進行原料預處理+O2FeCr2O4Na2CrO4+6+3+2+Fe2O3+Na2CO3焙燒+37447288+CO28【思維模型】信息型方程式書寫(1)焙燒的目的是將FeCr2O4(亞鉻酸亞鐵)

轉化為Na2CrO4【必備知識】電子守恒、元素守恒、電荷守恒分析反應物、生成物標價態(tài)電子守恒元素守恒【思維模型】信息型方程式書寫氧化

還原“讀”取題目中的有效信息寫出主要反應物和生成物的化學式依據(jù)電子守恒、元素守恒、電荷守恒，寫出規(guī)范的方程式信息型方程式的書寫步驟：——證據(jù)——推理＋表征——符號+3+2【練習1】信息型方程式書寫分析反應物、生成物標價態(tài)電子守恒元素守恒【思維模型】信息型方程式書寫氧化

還原【已知】燒渣是LiCl、CoCl2和SiO2的混合物請寫出焙燒時發(fā)生反應的化學方程式：________________________________________（2023·湖北卷，16）【思維模型】分析物質性質的兩個角度：物質類別和元素化合價【必備知識】物質的性質及轉化【針對練習1】（2023·全國甲卷）以BaSO4為原料，采用下列路線可制備粉狀BaTiO3。(1)“焙燒”步驟中碳粉的主要作用是___________________________

。還原焙燒做還原劑，(2)“焙燒”后固體產物有BaCl2、易溶于水BaS的和微溶于水的CaS。+6—2答題規(guī)范將BaSO4還原元素化合價【問題1—4】工業(yè)流程中對原料進行預處理還有哪些方式？焙燒（煅燒、灼燒）、浸出（水浸、酸浸、堿浸、鹽浸）

【任務一】如何進行原料預處理【針對練習2】2020山東卷9以菱鎂礦(主要成分為MgCO3，含少量SiO2，F(xiàn)e2O3和A12O3)為原料制備高純鎂砂的工藝流程如下：【必備知識】物質的性質及轉化MgO堿性氧化物【任務一】如何進行原料預處理【思維模型】分析物質性質的兩個角度：物質類別和元素化合價物質類別難溶碳酸鹽熱穩(wěn)定性差

鹽浸水解，酸性，鹽人教版必修二第106頁灼燒的目的：使有機物轉化為二氧化碳和水【必備知識】物質的性質及轉化【思維模型】分析物質性質的兩個角度：物質類別和元素化合價【任務一】如何進行原料預處理【針對練習3】2022年山東卷12．高壓氫還原法可直接從溶液中提取金屬粉。以硫化銅精礦(含Zn、Fe元素的雜質)為主要原料制備Cu粉的工藝流程如下，可能用到的數(shù)據(jù)見下表。下列說法錯誤的是氧化性CuS—2還原性酸性SB．浸取時，增大O2壓強可促進金屬離子浸出CuS(s)Cu2＋(aq)＋S2－(aq)氧化性還原性【必備知識】物質的性質及轉化【思維模型】分析物質性質的兩個角度：物質類別和元素化合價元素化合價【任務一】如何進行原料預處理Cu2+、Zn2+、Fe3+【思考】浸取時為什么通氧氣？之用硫酸溶液是否可行？【針對練習4】2022年山東卷17．工業(yè)上以氟磷灰石[Ca5F(PO4)3，含SiO2等雜質]為原料生產磷酸和石膏，工藝流程如下：【思維模型】分析物質性質的兩個角度：物質類別和元素化合價HF強堿弱酸鹽酸性氧化物【必備知識】物質的性質及轉化復分解反應Ca5F(PO4)3+H2SO4→CaSO4+HF+H3PO4物質類別【任務一】如何進行原料預處理+SiO2【針對練習4】2022年山東卷17．工業(yè)上以氟磷灰石[Ca5F(PO4)3，含SiO2等雜質]為原料生產磷酸和石膏，工藝流程如下：(1)酸解時有HF產生。HF氫氟酸與SiO2反應生成二元強酸H2SiF6，離子方程式為____________________。2H++SiF62—+2H2O

弱酸HF6分析反應物、生成物電荷守恒元素守恒【思維模型】信息型離子方程式(非氧化還原)書寫【必備知識】物質的性質及轉化關注溶液酸堿性【任務一】如何進行原料預處理【練習2】信息型方程式書寫（1）常溫下，在0.10mol/L硼砂溶液中，[B4O5(OH)4]2—水解生成等物質的量濃度的B(OH)3和[B(OH)4]—，該水解反應的離子方程式為：_____________________________分析反應物、生成物電荷守恒元素守恒【思維模型】信息型離子方程式(非氧化還原)書寫(2023年山東卷17）鹽湖鹵水(主要含Na+、Mg2+、Li+、Cl—、SO42—和硼酸根等)是鋰鹽的重要來源。一種以高鎂鹵水為原料經兩段除鎂制備的工藝流程如下：【思維模型】信息型方程式書寫關注價態(tài)關注酸堿性【必備知識】物質的性質及轉化【思考】酸浸（或酸解）時稀硫酸和濃硫酸哪個效果好？為什么？價類二維復分解反應酸性氧化性【任務一】如何進行原料預處理

【知識補充】浸取：目的是把固體轉化為溶液，以便于后繼的轉化或分離。包括水浸取、酸溶、堿溶、

醇溶等。【必備知識】物質的性質及轉化酸浸堿浸閱讀第3頁【典例剖析】2021年山東卷17．工業(yè)上以鉻鐵礦(FeCr2O4，含Al、Si氧化物等雜質)為主要原料制備紅礬鈉(Na2Cr2O7?2H2O)的工藝流程如下。工業(yè)流程題基本環(huán)節(jié)剖析Na2CrO4NaAlO2Na2SiO3Fe2O3【必備知識】物質的性質及轉化(2)礦物中相關元素可溶性組分物質的量濃度c與pH的關系如圖。當溶液中可溶組分濃度c≤1.0×10-5mol?L-1時，可認為已除盡。AlO2—【問題2—4】中和時pH的理論范圍為_____________?！救蝿斩咳绾芜M行除雜凈化4.5~9.3除Al、SiAl(OH)3、H2SiO3【問題2—2】中和的目的是什么？【必備知識】物質的性質及轉化Na2CrO4NaAlO2Na2SiO3調低pH

1、調節(jié)溶液的pH：使某些金屬離子形成氫氧化物沉淀除去雜質元素（Fe、Al等)【問題2—3】中和時為什么加酸？堿性堿性兩性氫氧化物難溶酸Al(OH)3、H2SiO3物質類別AlO2-＋H＋＋H2O=Al(OH)3↓SiO32—+2H+==H2SiO3↓【針對練習】2022年山東卷12．高壓氫還原法可直接從溶液中提取金屬粉。以硫化銅精礦(含Zn、Fe元素的雜質)為主要原料制備Cu粉的工藝流程如下，可能用到的數(shù)據(jù)見下表。下列說法錯誤的是氧化性CuS—2還原性酸性Cu2+、Zn2+、Fe3+【任務二】如何進行除雜凈化Fe(OH)3、SSC．中和調pH的范圍為3.2~4.2【必備知識】物質的性質及轉化1、調節(jié)溶液的pH：使某些金屬離子形成氫氧化物沉淀除去雜質元素（Fe、Al等)酸性調高pH

調pH，除Fe溶液的酸堿性影響離子的穩(wěn)定性和存在形式(如使CrO42-

轉化為Cr2O72-)

【概括歸理】控制條件——pH

調低pH：加能消耗OH-的物質，如加酸、通CO2等【微點撥】關注原溶液的酸堿性為什么調溶液pH？使金屬離子（Fe2+、Fe3+、Cu2+、Al3+、Mg2+等）形成氫氧化物沉淀析出調節(jié)溶液的酸堿性，促進或抑制水解怎么調溶液pH？調高pH：加能消耗H+的物質，加堿(NaOH、氨水)、金屬氧化物、弱酸鹽等溶液pH調到什么范圍？

讀取圖表信息；結合Ksp計算例如：除去Cu2+溶液中混有的Fe3+，可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3【針對練習】2022年山東卷17．工業(yè)上以氟磷灰石[Ca5F(PO4)3，含SiO2等雜質]為原料生產磷酸和石膏，工藝流程如下：HF雜質：H2SiF6、H2SO4【任務二】如何進行除雜凈化2、加沉淀劑轉化成沉淀除去雜質元素——復分解反應除SiF62—除SO42—【必備知識】物質的性質及轉化【必備知識】物質的性質及轉化【針對練習】（2023·全國甲卷）以BaSO4為原料，采用下列路線可制備粉狀BaTiO3。【任務二】如何進行除雜凈化2、加沉淀劑轉化成沉淀除去雜質元素——復分解反應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【針對練習】2020山東卷9．以菱鎂礦(主要成分為MgCO3，含少量SiO2，F(xiàn)e2O3和A12O3)為原料制備高純鎂砂的工藝流程如下：【必備知識】物質的性質及轉化已知浸出時產生的廢渣中有SiO2，F(xiàn)e(OH)3和Al(OH)3。MgCl2B．浸出和沉鎂的操作均應在較高溫度下進行×依據(jù)：銨鹽、氨水不穩(wěn)定，高溫分解【任務二】如何進行除雜凈化物質類別【概括歸理】控制條件——溫度為什么要控制溫度？溫度過低，速率慢……；溫度過高，物質分解、催化劑失活等……

怎么控制溫度？溫度控制在什么范圍？水浴加熱——受熱均勻，便于控溫冰水冷卻——如反應放熱、收集產品等圖表信息等【微點撥】從溫度過高或溫度過低兩方面作答【針對練習】2022年山東卷12．高壓氫還原法可直接從溶液中提取金屬粉。以硫化銅精礦(含Zn、Fe元素的雜質)為主要原料制備Cu粉的工藝流程如下，可能用到的數(shù)據(jù)見下表。下列說法錯誤的是【任務二】如何進行除雜凈化Cu2+Zn2+依據(jù)：氧化性Cu2+＞H+＞Zn2+3、利用氧化還原反應除去雜質元素（如Fe、S等)ZnD．還原時，增大溶液酸度有利于Cu的生成H+【必備知識】物質的性質及轉化×氧化產物【微點撥】關注元素價態(tài)常見氧化劑：氧氣、H2O2、KMnO4、MnO2等常見還原劑：C粉、活潑金屬、SO2、H2C2O4等Cu2++H2==Cu+2H+Cu2+、Zn2+、Fe3+含Zn、Fe元素【針對練習】2022年山東卷17．工業(yè)上以氟磷灰石[Ca5F(PO4)3，含SiO2等雜質]為原料生產磷酸和石膏，工藝流程如下：【任務二】如何進行除雜凈化4、利用萃取-反萃取法除去雜質離子【必備知識】物質的性質及轉化【任務二】如何進行除雜凈化4、利用萃取-反萃取法除去雜質離子魯科版必修二【必備知識】物質的性質及轉化工業(yè)流程題的核心——除雜凈化物理性質溶解性：過濾、結晶、鹽析、吹出、萃取分液熔沸點：冷凝、升華、分餾化學性質核心：除雜凈化調pH：使某些金屬離子形成氫氧化物沉淀除去雜質元素（Fe、Al等)加沉淀劑：轉化成沉淀除去雜質元素（如硫化物、碳酸鹽等）氧化還原：常見氧化劑、還原劑（關注價態(tài)）萃取-反萃取法依據(jù)：類別和價態(tài)閱讀第4頁【典例剖析】2021年山東卷17．工業(yè)上以鉻鐵礦(FeCr2O4，含Al、Si氧化物等雜質)為主要原料制備紅礬鈉(Na2Cr2O7?2H2O)的工藝流程如下。工業(yè)流程題基本環(huán)節(jié)剖析Na2CrO4【問題3—1】酸化的目的是________________________；【任務三】如何獲得產品【典例剖析】2021年山東卷17．以鉻鐵礦(FeCr2O4，含Al、Si氧化物等雜質)為主要原料制備紅礬鈉(Na2Cr2O7?2H2O)。使CrO42-

轉化為Cr2O72-

Cr2O72-

CrO42-

【問題3—2】寫出酸化過程的離子方程式。22H+++H2ONa2CrO4【必備知識】物質的性質及轉化【問題3—1】酸化的目的是________________________；【任務三】如何獲得產品【典例剖析】2021年山東卷17．以鉻鐵礦(FeCr2O4，含Al、Si氧化物等雜質)為主要原料制備紅礬鈉(Na2Cr2O7?2H2O)。使CrO42-

轉化為Cr2O72-

Cr2O72-

CrO42-

【問題3—2】寫出酸化過程的離子方程式。22H+++H2ONa2CrO4【必備知識】物質的性質及轉化【問題3—3】酸化時為什么不用鹽酸？Cr2O72-強氧化性，Cl-還原性

價類二維選擇性必修三60頁【問題3—4】副產品是什么？【任務三】如何獲得產品【典例剖析】2021年山東卷17．以鉻鐵礦(FeCr2O4，含Al、Si氧化物等雜質)為主要原料制備紅礬鈉(Na2Cr2O7?2H2O)。Na2CrO4NaAlO2Na2SiO3Fe2O3Al(OH)3、H2SiO3Na2CrO4Na2SO4【思維建?！扛碑a品的確定【必備知識】物質的性質及轉化依據(jù)元素守恒【任務三】如何獲得產品【典例剖析】2021年山東卷17．以鉻鐵礦(FeCr2O4，含Al、Si氧化物等雜質)為主要原料制備紅礬鈉(Na2Cr2O7?2H2O)?！締栴}3—5】冷卻結晶所得母液中，除Na2Cr2O7外，可在上述流程中循環(huán)利用物質

還有____。

H2SO4【思維建?！垦h(huán)物質、循環(huán)工序的確定【必備知識】物質的性質及轉化依據(jù)元素守恒Na2CrO4NaAlO2Na2SiO3Fe2O3Al(OH)3、H2SiO3Na2CrO4Na2SO4過量【針對練習】2020山東卷9．以菱鎂礦(主要成分為MgCO3，含少量SiO2，F(xiàn)e2O3和A12O3)為原料制備高純鎂砂的工藝流程如下：NH4Cl【必備知識】物質的性質及轉化MgOSiO2Fe2O3A12O3堿性氧化物酸性氧化物MgCl2【任務三】如何獲得產品難溶堿熱穩(wěn)定性差C．流程中可循環(huán)使用的物質有NH3、NH4Cl【思維建?！垦h(huán)物質、循環(huán)工序的確定物質類別【必備知識】物質的性質及轉化【針對練習】（2023·全國甲卷）以BaSO4為原料，采用下列路線可制備粉狀BaTiO3。BaTiO(C2O4)2【任務三】如何獲得產品【微點撥】獲得產品的方法：結晶（蒸發(fā)結晶、降溫結晶、重結晶）、煅燒、蒸餾等【思維建模】工藝流程題的解題模型原料：FeCr2O4，含Al、Si氧化物等【模型構建】審題干析流程重設問找原料、產品、雜質明確目的反應線物質之間的轉化關系（復分解、氧化還原）操作線物質在轉化時的實驗操作結合題干信息、已知信息、圖表信息等帶著設問針對性的看流程圖精研流程【必備知識】物質的性質及轉化原料預處理階段物質轉化與分離階段目標產品生成階段【綜合提升】模型應用（2023·全國乙卷節(jié)選）LiMn2O4作為一種新型鋰電池正極材料受到廣泛關注。由菱錳礦（MnCO3，含有少量Si、Fe、Ni、Al等元素）制備LiMn2O4的流程如下：(1)硫酸溶礦主要反應的化學方程式為__________。為提高溶礦速率，可采取的措施________(舉1例)。(2)加入少量MnO2的作用是_________。不宜使用H2O2替代MnO2，原因是________。(3)溶礦反應完成后，反應器中溶液pH=4，此時c(Fe3+)=2.8×10-9mol·L-1(此時Fe3+已沉淀完全)；用石灰乳調節(jié)至pH≈7，除去的金屬離子是Al3+。(4)加入少量BaS溶液除去Ni2+，生成的沉淀有___________。(6)煅燒窯中，生成LiMn2O4反應的化學方程式是_______________________________________。物質轉化線：價、類二維MnCO3，Si、Fe、Ni、Al+4氧化性作用：將鐵元素氧化成三價鐵MnCO3+H2SO4=MnSO4+H2O+CO2↑復分解反應【綜合提升】模型應用（2023·全國乙卷節(jié)選）LiMn2O4作為一種新型鋰電池正極材料受到廣泛關注。由菱錳礦（MnCO3，含有少量Si、Fe、Ni、Al等元素）制備LiMn2O4的流程如下：(3)溶礦反應完成后，反應器中溶液pH=4，此時c(Fe3+)=2.8×10-9mol·L-1(Fe3+已沉淀完全)；用石灰乳調節(jié)至pH≈7，除去的金屬離子是Al3+。(4)加入少量BaS溶液除去Ni2+，生成的沉淀有___________。(6)煅燒窯中，生成LiMn2O4反應的化學方程式是_______________________________________。物質轉化線：價、類二維MnCO3，Si、Fe、Ni、Al除Fe除AlNiS、BaSO4氧化還原反應，電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