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(共67张PPT)
第11讲
化学工艺流程
2024高考化学试题评析及教学启示
contents
目录
01
命题特点
01
02
03
经典重现
模型建构
04
教学启示
命题特点
PART 01
01
研究命题特点，把握命题方向
试 卷 命 题 适 用 地 区
全国甲卷（理综） 教育部考试中心 23年：四川、广西、贵州、西藏
24年：四川、西藏、内蒙古、陕西、青海、宁夏
全国乙卷 教育部考试中心 23年：内蒙古、陕西、甘肃、青海、宁夏、新疆、江西、河南
新课标卷（理综） 教育部考试中心 23年：安徽、吉林、黑龙江、云南、山西
24年：山西、河南、云南、新疆
自主命题 各省市自主命题 浙江7选3的模式（6月、11月两考）
上海、北京、山东、海南、天津（3+3模式）
重庆、广东、福建、江苏、湖南、湖北、河北
吉林、黑龙江、辽宁（东北三省同款）、甘肃、贵州、江西、广西是3+1+2模式
研究命题特点，把握命题方向
卷别 考查元素 考点分布
预处理 陌生 方程式 实验 操作 氧化 还原 配合物 晶胞 化学检验 化学计算 原子 结构 目的作用 循环
利用
全国 甲卷 Co √ √ √ √ √
新课标卷 Mn、Co √ √ √ √ √ √
湖南 阳极泥 √ √ √
湖北 Be √ √ √ √ √
吉林 Au、Zn √ √ √ √ √ √
广东 Ga、Al √ √ √ √ √
河北 V、Fe √ √ √ √ √
安徽 阳极泥 √ √ √ √
浙江 6月 Pb、Zn √ √ √
经典重现
PART 02
02
【例1】（2024·全国·甲卷） 26.钴在新能源、新材料领域具有重要用途。某炼锌废渣含有锌、铅、铜、铁、钴、锰的价氧化物及锌和铜的单质。从该废渣中提取钴的一种流程如下。
注：加沉淀剂使一种金属离子浓度小于等于，其他金属离子不沉淀，即认为完全分离。
已知：①。
②以氢氧化物形式沉淀时， 和溶液pH的关系如图所示。
重温经典，感悟高考
锌、铅、铜、铁、钴、锰的+2价氧化物及锌和铜的单质
回答下列问题：
(1)“酸浸”前，需将废渣磨碎，其目的是____________________。
增大固体与酸反应的接触面积，提高钴元素的浸出效率
(2)“酸浸”步骤中，CoO发生反应的化学方程式是____________________________。
已知：①。
(3)假设“沉铜”后得到的滤液中和均为，向其中加入至沉淀完全，此时溶液中___________，据此判断能否实现和的完全分离______(填“能”或“不能”)。
不能
锌、铅、铜、铁、钴、锰的+2价氧化物及锌和铜的单质
(3)假设“沉铜”后得到的滤液中和均为，向其中加入至沉淀完全，此时溶液中___________，据此判断能否实现和的完全分离______(填“能”或“不能”)。
不能
锌、铅、铜、铁、钴、锰的+2价氧化物及锌和铜的单质
(4)“沉锰”步骤中，生成，产生的物质的量为_______。
(5)“沉淀”步骤中，用NaOH调，分离出的滤渣是_________。
(6)“沉钴”步骤中，控制溶液，加入适量的NaClO氧化，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__________
_________________________________________________________________________
_________。
向滤液中滴加NaOH溶液，边加边搅拌，控制溶液的接近12但不大于12，静置后过滤、洗涤、干燥
锌、铅、铜、铁、钴、锰的+2价氧化物及锌和铜的单质
【例2】（2024全国新课标卷） 27.钴及其化合物在制造合金、磁性材料、催化剂及陶瓷釉等方面有着广泛应用。一种从湿法炼锌产生的废渣(主要含的单质或氧化物)中富集回收得到含锰高钴成品的工艺如下：
已知溶液中相关离子开始沉淀和沉淀完全()时的：
开始沉淀的 1.5 6.9 7.4 6.2
沉淀完全的 2.8 8.4 1.1 9.4 8.2
重温经典，感悟高考
的单质或氧化物
开始沉淀的 1.5 6.9 7.4 6.2
沉淀完全的 2.8 8.4 1.1 9.4 8.2
(1)“酸浸”前废渣需粉碎处理，目的是_______________________________________________；
“滤渣1”中金属元素主要为____。
增大固液接触面积，加快酸浸速率，提高浸取效率
Pb
(2)“过滤1”后的溶液中加入的作用是__________________________________
________。取少量反应后的溶液，加入化学试剂_________________检验______，
若出现蓝色沉淀，需补加。
将溶液中的氧化为，以便在后续调时除去元素
溶液
已知溶液中相关离子开始沉淀和沉淀完全()时的：
的单质或氧化物
(3)“氧化沉钴”中氧化还原反应的离子方程式为_____________________________________________________________________________________________________。
(4)“除钴液”中主要的盐有______________(写化学式)，残留的浓度为_______。
、
的单质或氧化物
【例3】（2024安徽卷） 15. 精炼铜产生的铜阳极泥富含等多种元素。研究人员设计了一种从铜阳极泥中分离提收金和银的流程，如下图所示。
重温经典，感悟高考
(1)位于元素周期表第____周期第____族。
四
ⅠB
(2)“浸出液1”中含有的金属离子主要是______。
(3)“浸取2”步骤中，单质金转化为的化学方程式为______________________________________。
(5)“电沉积”步骤中阴极的电极反应式为__________________________________________________。
“电沉积”步骤完成后，阴极区溶液中可循环利用的物质为_________
(6)“还原”步骤中，被氧化的与产物的物质的量之比为______。
3：4
(4)“浸取3”步骤中，“浸渣2”中的______(填化学式)转化为。
AgCl
(7)可被氧化为。从物质结构的角度分析的结构为而不是的原因：
_________________________________ 。
由于b结构中O-O中键长更短，孤电子对更近，因此造成稳定性弱与a结构中的S-S键，因此是a结构。
重温经典，感悟高考
深入思考：
阳极泥中含有Cu、Au、Ag。同样是H2O2，为什么在硫酸环境中H2O2能氧化铜，而盐酸环境中H2O2能氧化Ag、Au？
氧化性/还原性的影响因素：
①、浓度：增大“剂”的浓度或者减小“产物”的浓度，会增强氧化性或还原性
Ag-e-=Ag+，当溶液中存在Cl-，与Ag+形成沉淀，使Ag+浓度减小，增强了Ag的还原性；
Au-3e-=Au3+，当溶液中存在Cl-，与Au3+形成，使Au3+浓度减小，增强了Au的还原性;
②、pH：H+能增强氧化剂的氧化性（电极反应有2H+或OH-参加）： H2O2+2e-+2H+=2H2O。增大氢离子，使H2O2氧化性增强。
1. 难度下降
（1）流程简化，题目中的流程描述更加简单直观，流程步骤减少
（2）信息量减少
①更加简练
②注重实用，陌生度下降
2. 流程模式化
工艺流程图呈现五大块：预处理、除杂、核心反应、产物分离与提纯、保障步骤
3、物质结构知识引入: 全国卷仍是理综，有单独物质结构题。课改省份去掉了物质结构大题，物质结构知识分散到其他题型中，今年主要呈现为以下形式：
（1）晶胞的考察：晶胞参数、密度计算、原子坐标、填隙理论
（2）配合物知识：金属与配体形成的复合物的特性：溶解性、改变氧化性还原性
（3）溶解性判断：萃取与反萃取、离子交换树脂

解题感悟
难度下降
流程简化、信息量减少、计算量减少
01
流程简化
题目中的流程描述更加简单直观
02
信息量减少
题目所给信息更加精炼
03
常规的计算题
解题感悟
01
流程简化
题目中的流程描述更加简单直观
2024年新课标卷
2023年新课标卷
01
流程简化
题目中的流程描述更加简单直观
2024全国甲卷
2023年甲卷
01
流程简化
题目中的流程描述更加简单直观
2022河北卷
2024河北卷
02
信息量减少
题目所给信息更加精炼，陌生度下降
主要呈现信息：Ksp、溶解度、配合物等
02
信息量减少
题目所给信息更加精炼，陌生度下降
2022年北京卷
03
常规的计算题
I、Ksp的计算
II、产率的计算
III、产品纯度的计算
IV、氧化还原反应的计算
模型建构
PART 03
03
构建思维模型，兼顾方法模型
2.知道高考考什么？
高考是不是考化工？一定不是。工业流程只是一个知识情境，内核依然是高中化学知识。
3.知道高考怎么考？
流程题常见的设问是：分离提纯的方法及基本操作；控制反应速率、转化率的方法；物质反应特点的考察（氧化还原、陌生化学方程式书写、物质基本性质）；化学计算；工业问题（环保、安全、回收、成本）等
1.知道高考为什么考？
整张卷子都在强调一个问题：化学很重要。不管是强调素养，还是能力。核心都是围绕这个主题。工业流程题主要是强调化学在基础工业中的重要地位。
解题基本模型
1、审题与读流程
仔细阅读题目，把握目的，理解流程图中的信息
读题干中的已知
提取问题中的已知信息
明确流程的目的
读问题中的设问
明确题目所询问的问题
02
除杂
逐步分离出杂质
(1)、读流程----模式化
工艺流程图呈现五大块：预处理、除杂、核心反应、产物分离与提纯、保障步骤
01
预处理
材料的准备和初步处理
03
核心反应
工业流程中的主要化学反应
04
产物分离与提纯
反应产物的分离和纯化过程
05
保障步骤
确保流程安全、效率、三废
01
预处理
材料的准备和初步处理
03
核心反应
工业流程中的主要化学反应
04
产物分离与提纯
反应产物的分离和纯化过程
05
保障步骤
确保流程安全和效率、环保
2024年新课标卷
02
除杂
逐步分离出杂质
01
预处理
材料的准备和初步处理
03
核心反应
工业流程中的主要化学反应
04
产物分离与提纯
反应产物的分离和纯化过程
05
保障步骤
确保流程安全和效率
02
除杂
逐步分离出杂质
2024河北卷
(2)、结合已知，充分分析流程图
搞懂每一个环节
该环节的目的和方法
明确元素的走向
分清每一步中除去的离子及变价情况
2024年新课标卷27题：从湿法炼锌产生的废渣(主要含Co、Zn、Pb、Fe的单质或氧化物)中富集回收得到含锰高钴成品
【例4】（ 2024广东卷18题）从电解铝的副产品炭渣(含C、Na、Al、F和少量的Ga、Fe、K、Ca 等元素)中提取镓及循环利用铝
工艺中，LAEM是一种新型阴离子交换膜，允许带负电荷的配离子从高浓度区扩散至低浓度区。
用LAEM提取金属离子的原理如图。
①。
②(冰晶石)的为。
③浸取液中，和以微粒形式存在，
最多可与2个配位，其他金属离子与的配位可忽略。
(1)“电解”中，反应的化学方程式为_____________________________。
(2)“浸取”中，由形成的离子方程式为_______________________。
(3)“还原”的目的：避免____元素以__________(填化学式)微粒的形式通过LAEM，
从而有利于Ga的分离。
铁
①工艺中，LAEM允许带负电荷的配离子从高浓度区扩散至低浓度区。
③浸取液中，和以微粒形式存在，最多可与2个配位，其他金属离子与的配位可忽略。
(4)“LAEM提取”中，原料液的浓度越____，越有利于Ga的提取；研究表明，原料液酸度过高，会降低Ga的提取率。因此，在不提高原料液酸度的前提下，可向I室中加入______(填化学式)，以进一步提高Ga的提取率。
高
NaCl
(5)“调pH”中，pH至少应大于_____，使溶液中，有利于配离子及晶体的生成。若“结晶”后溶液中，则浓度为___________。
3.2
(6)一种含Ga、Ni、Co元素的记忆合金的晶体结构可描述为Ga与Ni交替填充在Co构成的立方体体心，形成如图所示的结构单元。该合金的晶胞中，粒子个数最简比______，其立方晶胞的体积为_____。
2:1:1
（1）加工工艺
①、焙烧、煅烧、酸浸、碱浸、盐浸等工艺的理解和应用
预处理的目的
破坏晶体结构
使固体粉碎
增加接触面积
加快反应速率
提高原料利用率
焙烧和煅烧
认为是高温条件
酸浸、碱浸
盐浸
选择适应工艺要求的设备，考虑原料对设备的腐蚀及温度的要求
工艺控制
确保生产过程稳定的反应环境
环境保护
预处理过程中会产生的废气、废渣、废液的处理方法及设备。循环利用很重要
2、解题方法及设问的套路
预处理的目的
破坏晶体结构
使固体粉碎
增加接触面积
加快反应速率
提高原料利用率
①、焙烧、煅烧、酸浸、碱浸、盐浸等工艺的理解和应用
2、解题方法及设问的套路
（1）加工工艺
焙烧和煅烧
认为是高温条件
简单焙烧
加酸焙烧
加碱焙烧
氧化焙烧
综合焙烧
①、焙烧、煅烧、酸浸、碱浸、盐浸等工艺的理解和应用
2、解题方法及设问的套路
（1）加工工艺
酸浸、碱浸
盐浸
选择适应工艺要求的设备，考虑原料对设备的腐蚀及温度的要求
酸浸
碱浸
盐浸
溶剂浸
①、焙烧、煅烧、酸浸、碱浸、盐浸等工艺的理解和应用
2、解题方法及设问的套路
（1）加工工艺
工艺控制
确保生产过程稳定的反应环境
适宜温度
适宜浓度
适量的试剂
pH控制
①、焙烧、煅烧、酸浸、碱浸、盐浸等工艺的理解和应用
2、解题方法及设问的套路
（1）加工工艺
环境保护
预处理过程中会产生的废气、废渣、废液的处理方法及设备。循环利用很重要
处理达标排放
循环利用
转化成有价值的产品
①、焙烧、煅烧、酸浸、碱浸、盐浸等工艺的理解和应用
2、解题方法及设问的套路
（1）加工工艺
(2)、实验操作---分离方法
溶解过滤、萃取分液、离子交换等分离方法的掌握
01
结晶工艺
02
过滤技术
利用介质截留固体颗粒或纤维的分离方法。
03
离心分离
利用旋转产生的离心力实现分离的过程。
04
蒸馏操作
依据混合物中各组分的沸点差异进行分离。
05
吸附分离
通过吸附剂选择性吸附分离混合物中的组分。离子交换树脂
06
萃取与反萃取
使用溶剂实现混合物中组分的相互转移分离。
蒸发结晶
降温结晶
溶剂结晶
(3)、化学方法
氧化还原、电解、水解等化学反应的应用
酸碱形态
元素形态的转化
利用Ksp进行物质转化、利用配合物进行沉淀溶解
沉淀的形成、溶解、转化
采用化学方法对产品进行提纯。
产品提纯
利用化学方法处理三废
废物处理
产品纯度的测定
质量控制
元素价态的转化，氧化剂、还原剂的选择。
配合物及沉淀的应用
氧化还原反应
(4)、溶解平衡、化学平衡计算
01
溶解度与溶度积关系，决定溶解过程进行的方向。
溶解平衡基本概念
02
利用平衡常数，结合反应物与生成物的浓度进行计算。
化学平衡计算方法
03
结合实际工业生产中的例子，解析溶解平衡与化学平衡的应用。
实际工业应用案例
利用平衡原理进行计算
(5)、简答题的策略
针对工业流程题目的简答题形式
简答题
1、反应进行的原因
2、试剂选择及原因
3、反应条件选择及原因
4、试剂循环利用或回收
1、物质的基本性质（课本和已知）
2、副反应的发生
3、催化剂的活性及接触面积
4、反应物的包裹问题
5、平衡移动
6、化学反应速度
7、物质及能量循环的角度
问题方式：
答题角度：
(6)、关于产率的曲线问题
理解曲线形态与产率的关系
曲线形状分析
确定产率最高点的位置
或者拐点的位置
曲线的峰值
分析曲线随时间的变化趋势
曲线的变化趋势
分析和解决产率曲线相关的问题
【例5】（2024北京卷）利用黄铜矿(主要成分为CuFeS2 ，含有SiO2等杂质)生产纯铜
反应条件选择的原因
试剂选择的原因
【例6】（2024湖南卷） 16.铜阳极泥(含有、、、等)是一种含贵金属的可再生资源，回收贵金属的化工流程如下：
已知：①当某离子的浓度低于时，可忽略该离子的存在；
② ；
③易从溶液中结晶析出；
④不同温度下的溶解度如下：
温度 0 20 40 60 80
溶解度 14.4 26.1 37.4 33.2 29.0
(1)属于____区元素，其基态原子的价电子排布式为________；
ds
回答下列问题：
(2)“滤液1”中含有和，“氧化酸浸”时反应的离子方程式为
_____________________________________________；
(3)“氧化酸浸”和“除金”工序均需加入一定量的NaCl：
①在“氧化酸浸”工序中，加入适量NaCl的原因是________________________。
使银元素转化为AgCl沉淀
②在“除金”工序溶液中，浓度不能超过_____。
0.5
(4)在“银转化”体系中，和 浓度之和为，两种离子分布分数
随浓度的变化关系如图所示，若浓度为，则的浓度为______。
0.05
(5)滤液4中溶质主要成分为________(填化学式)；在连续生产的模式下，“银转化”和“银还原”工序需在左右进行，若反应温度过高，将难以实现连续生产，原因是______________________________________________________________________________________。
高于后，的溶解度下降，“银转化”和“银还原”的效率降低，难以实现连续生产
④不同温度下的溶解度如下：
温度 0 20 40 60 80
溶解度 14.4 26.1 37.4 33.2 29.0
【例7】（2024吉林卷） 16. 中国是世界上最早利用细菌冶金的国家。已知金属硫化物在“细菌氧化”时转化为硫酸盐，某工厂用细菌冶金技术处理载金硫化矿粉(其中细小的颗粒被、FeAsS包裹)，以提高金的浸出率并冶炼金，工艺流程如下：
(1)北宋时期我国就有多处矿场利用细菌氧化形成的天然“胆水”冶炼铜，“胆水”的主要溶质为_______(填化学式)。
(2)“细菌氧化”中，发生反应的离子方程式为____________________________________________。
(3)“沉铁砷”时需加碱调节，生成_________(填化学式)胶体起絮凝作用，促进了含微粒的沉降。
(4)“焙烧氧化”也可提高“浸金”效率，相比“焙烧氧化”，“细菌氧化”的优势为____(填标号)。
BC
A.无需控温 B.可减少有害气体产生
C.设备无需耐高温 D.不产生废液废渣
(5)“真金不怕火炼”，表明难被氧化，“浸金”中NaCN的作用为__________
_______________________________。
将转化为，增强金的还原性，可以被氧气氧化，促进浸出。
(6)“沉金”中的作用为________________________________。
作还原剂，将还原为
(7)滤液②经酸化，转化为和HCN的化学方程式为
_________________________________________________。用碱中和HCN可生成
_______(填溶质化学式)溶液，从而实现循环利用。
NaCN
教学启示
PART 04
04
高考引领教学，教学衔接高考
2、学科内综合；
3、用好文献；
1、源于教材高于教材；
4、历年高考题及各省市高考题，
【例8】（2024河北卷） 16.是制造钒铁合金、金属钒的原料，也是重要的催化剂。以苛化泥为焙烧添加剂从石煤中提取的工艺，具有钒回收率高、副产物可回收和不产生气体污染物等优点。工艺流程如图。
已知：i石煤是一种含的矿物，杂质为大量和少量CaO等；苛化泥的主要成分等。
高温下，苛化泥的主要成分可与反应生成偏铝酸盐；室温下，偏钒酸钙 和偏铝酸钙
均难溶于水。回答下列问题：
(1)钒原子的价层电子排布式为________；焙烧生成的偏钒酸盐中钒的化合价为____，
产生的气体①为_____(填化学式)。
+5
(2)水浸工序得到滤渣①和滤液，滤渣①中含钒成分为偏钒酸钙，滤液中杂质的主要
成分为________(填化学式)。
(3)在弱碱性环境下，偏钒酸钙经盐浸生成碳酸钙发生反应的离子方程式为
________________________________________________；加压导入盐浸工序可提
高浸出率的原因为________________________________________________________；
浸取后低浓度的滤液①进入__________(填工序名称)，可实现钒元素的充分利用。
提高溶液中浓度，促使偏钒酸钙转化为碳酸钙，释放
离子交换
离子交换
洗脱工艺
(4)洗脱工序中洗脱液的主要成分为______(填化学式)。
NaCl
(5)下列不利于沉钒过程的两种操作为____(填序号)。
延长沉钒时间 将溶液调至碱性 搅拌 降低溶液的浓度
bd
离子交换
洗脱工艺
THANKS

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