二轮高考备考研讨会化学工艺流程题的考向及解题策略韩富军PPT课件.ppt

化学高考工艺流程试题复习备考策略 武汉市汉铁高级中学韩富军 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 4 5 6 2 2018年高考工艺流程题的走向 7 1 高考改革的需要 2013 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 8 2014 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 2016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 2017年第九次课改 提出学科核心素养 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 H2C2O4 10 1 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 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 13 2 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 14 2 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 15 2 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 16 2 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 17 18 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 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 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 注 SiO2在 碱溶 时转化为铝硅酸钠沉淀 20 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 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 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 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 减小 石墨电极被阳极产生的氧气氧化 4CO32 2H2O 4e 4HCO3 O2 H2 21 2 帮助学生熟悉工艺流程的一般结构 22 预处理 分离提纯 获得产品 3 熟悉工艺流程常见的操作和名词 溶解 通常用酸溶 如用稀硫酸 盐酸 浓硫酸等 研磨 将固体物质粉碎 增大接触面积 加快反应速率 煅烧 改变结构 使一些物质能溶解 杂质在高温下氧化分解 碱洗 除去油污或者氧化膜 1 原料的预处理 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 加热 加快反应速率或促进平衡向某个方向移动 趋热过滤 防止某物质降温时析出 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 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 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 直接蒸发结晶 如 食盐水蒸发结晶得NaCI 蒸发浓缩 冷却结晶 如 胆矾结晶 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 预处理 分离提纯 获得产品 不溶 CaSO4 溶解 不溶 SiO2 CaSO4 Fe3O4 例2 28 硫酸镁 29 6 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多少摩尔 不考虑生产中的损失 四 工艺流程题的得分突破 32 1 积累化工知识 夯实基础 2020 3 18 2014 全国卷 T36 人教版必修2 P93 T4 33 33 34 2 记忆答题术语 规范作答 34 35 35 例4 2016 全国卷 T28 NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂 也常用来漂白织物等 其一种生产工艺如下 回答下列问题 1 NaClO2中Cl的化合价为 3 36 反应1 反应2 反应3 3 分段剖析 各个击破 36 2 写出 反应 步骤中生成ClO2的化学方程式 NaClO3 SO2 H2SO4 37 生成物 ClO2 NaHSO4 3 电解 所用食盐水由粗盐水精制而成 精制时 为除去Mg2 和Ca2 要加入的试剂分别为 电解 中阴极反应的主要产物是 反应1 反应2 37 4 尾气吸收 是吸收 电解 过程排出的少量ClO2 此吸收反应中 氧化剂与还原剂的物质的量之比为 该反应中氧化产物是 38 反应3 38 5 有效氯含量 可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力 其定义是 每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力 NaClO2的有效氯含量为 计算结果保留两位小数 39 39 例5 2017 全国卷 T27 Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料 可利用钛铁矿 主要成分为FeTiO3 还含有少量MgO SiO2等杂质 来制备 工艺流程如下 40 4 就问解题 力求得分 100 2h或90 5h 40 41 3 TiO2 xH2O沉淀与双氧水 氨水反应40min所得实验结果如下表所示 主要成分为FeTiO3 还含有少量MgO SiO2等杂质 分析40 时TiO2 xH2O转化率最高的原因 41 42 主要成分为FeTiO3 还含有少量MgO SiO2等杂质 42 例6 2013全国卷 T27 氧化锌为白色粉末 可用于湿疹 癣等皮肤病的治疗 纯化工业级氧化锌 含有Fe Mn Ni 等杂质 的流程如下 提示 在本实验条件下 Ni 不能被氧化 高锰酸钾的还原产物是MnO2 涉及反应 反应b中发生的离子方程式为MnO4 3Fe2 7H2O 3Fe OH 3 MnO2 5H 2MnO4 3Mn2 2H2O 5MnO2 4H 反应d中发生的离子方程式为CO32 Zn2 ZnCO3 反应e中发生的反应为ZnCO3ZnO CO2 5 解析经典流程 做到触类旁通 43 43 例7 2015 全国卷 实验室用NH4Cl 盐酸 NaClO2 亚氯酸钠 为原料 通过以下过程制备ClO2 涉及反应 电解时发生反应的化学方程式为NH4Cl 2HCl3H2 NCl3 制备ClO2的化学方程式为6NaClO2 NCl3 3H2O6ClO2 NH3 3NaCl 3NaOH 电解 44 反应1 反应2 44 2020 3 18 例8 2013 全国卷 T27 锂离子电池的应用很广 其正极材料可再生利用 某锂离子电池正极材料有钴酸锂 LiCoO2 导电剂乙炔黑和铝箔等 充电时 该锂离子电池负极发生的反应为6C xLi xe LixC6 现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源 部分条件未给出 45 45 2020 3 18 某锂离子电池正极材料有钴酸锂 LiCoO2 导电剂乙炔黑和铝箔等 涉及反应 正极碱浸的离子方程式 2Al 2OH 2H2O 2AlO2 3H2 酸浸中发生的主要氧化还原反应方程式为2LiCoO2 3H2SO4 H2O2 Li2SO4 2CoSO4 O2 4H2O 沉钴 过程中发生反应的化学方程式为CoSO4 2NH4HCO3 CoCO3 NH4 2SO4 H2O CO2 46 反应1 反应2 反应3 46 6 专题专练 帮助学生克服恐惧心理 例9 某废催化剂含58 2 的SiO2 21 0 的ZnO 4 50 的ZnS和12 8 的CuS及少量的Fe2O3 某同学用15 0g该废催化剂为原料 回收锌和铜 采用的实验方案如下 回答下列问题 已知 ZnS与稀硫酸反应 且化合价不变 CuS既不溶解于稀硫酸 也不与稀硫酸反应 47 反应1 反应2 47 已知 ZnS与稀硫酸反应 且化合价不变 CuS既不溶解于稀硫酸 也不与稀硫酸反应 1 在下列装置中 第一次浸出反应装置最合理的是 填字母 D SiO2 ZnO ZnS CuS Fe3O4 48 48 已知 ZnS与稀硫酸反应 且化合价不变 CuS既不溶解于稀硫酸 也不与稀硫酸反应 SiO2 ZnO ZnS CuS Fe3O4 2 滤液1中含有Fe2 选用提供的试剂进行检验 检验方法 提供的试剂 稀盐酸KSCN溶