【讲座】高考命题视角下化工流程试题的研究与思考
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如何寻找反应物、生成物？
（2）写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式_______。 （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_________。
【2017新课标1卷】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：
废旧
放电
锂离子电池 处理
NaOH溶液 拆解 正极碱浸 过滤
滤液 调pH 过滤 滤渣 酸浸 调pH
萃取
水相（Li2SO4溶液） 有机相 反萃取
有机相
H2SO4、H2O2 再生回用
水相（CoSO4溶液） 沉钴 过滤
NH4HCO3溶液
滤液 Al(OH)3固体
滤渣 过滤
滤液
滤液 CoCO3固体
(2)实验知识：分离与提纯、实验操作、仪器及其使用、反应条件(含溶 剂)的控制、滴定、离子的检验、实验安全……
(3)工业知识：化工原型、工业术语(减压蒸馏、煅烧、浸出等)、提高产 率的措施、加快反应速率的措施、绿色化学……
(4)化学理论知识：四大平衡理论、氧化还原反应、离子反应、反应与能 量、电化化学、元素周期律…… (5)适应题目的描述方式，熟悉以下常用语言: 浸润、酸化、盐析、盐洗、 焙烧、熔融、浓缩结晶、趁热过滤、产率、转化率、损耗、纯度、滴定、母 液、煅烧、残留、残渣、热重法、循环使用、吸收、绿色化学、原子经济、 副反应、副产品、反应槽、喷雾干燥、氯化、水化、打浆……
化工流程试题常见类型
常见类型
以物质制备为基础考查 以物质分离、提纯为基础考查 以测定物质的组成（或含量）为 基础考查
考查角度
实验基本操作 基本化学原理 基本概念 简单计算 信息提取与处理 方案评价与改进
1、以操作为主线
[2019年全国3卷]
2、以产物为主线
【2017新课标1卷】
3、混合式：
[2019年全国2卷]
【思考】 请分析各种元素走向（复分解反应？氧化还原反应） 流程中怎样控制条件实现铁镁分离提纯？
（2013年全国新课标卷I ）27．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）。
（四）、培养有序性思维
①主动找：目的是什么？ 信息（性质？） ②理模型：预处理、核心反应、分离、提纯 ③携问题：前后结合，快速匹配 ④规范答：有理有据
感知信息 素养提升
捕捉关键信息 建构新知能
比较与分类 联想旧知 类比与迁移
选择思维策略
问题解决 分析与综合 证明与推理
（四）、精练精讲
[2019年全国2卷26题]立德粉ZnS·BaSO4（也称锌钡白），是一种常用白色颜料。 （1）利用焰色反应的原理既可制作五彩缤纷的节日烟花，亦可定性鉴别某些金属盐。灼 烧立德粉样品时，钡的焰色为__________（填标号）。
打破定势、反套路， 考查素养
回答下列问题：
学科素养
（1）在95 ℃“溶浸”硼镁矿粉，产生的气体在“吸收”中反应的化学方程式为___
（2）“滤渣1”的主要成分有______。为检验“过滤1”后的滤液中是否含有Fe3+离子，
可选用的化学试剂是____必__备__知_ 识
（3）根据H3BO3的解离反应：H3BO3+H2O ⇌ H++B(OH)−4，Ka=5.81×10−10，可判断 H3BO3是_____酸；在“过滤2”前，将溶液pH调节至3.5，目的是_____ 关键能力 （4）在“沉镁”中生成Mg(OH)2·MgCO3沉淀的离子方程式为________，母液经加热 后可返回_________工序循环使用。由碱式碳酸镁制备轻质氧化镁的方法是____
（三）、自主构建流程框架 最高效最合理的途径
以设计者的角度
绿色化学：能耗、环保、产率
碎、烧、浸？
预处理
原料
箭头、元素走向
原料的循环利用
核心化学 反应
结晶 过滤 洗涤 烘干等
分离提纯
产品
杂物或副产物 反应条件的控制
排放物的无害化处理
转化原理；
影响速率、平衡移动因素 如：PH、C、T、P、催化剂、环境物质
[2019年全国3卷26题]高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料原料，工业上可由天 然二氧化锰粉与硫化锰矿（还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素）制备，工艺如 下图所示。回答下列问题：
（1）“滤渣1”含有S和________________；写出“溶浸”中二氧化锰与硫化锰反应的 化学方程式_____________________________ （2）“氧化”中添加适量的MnO2的作用是将________________________ （3）“调pH”除铁和铝，溶液的pH范围应调节为_______~6之间。 （4）“除杂1”的目的是除去Zn2+和Ni2+，“滤渣3”的主要成分是_____________ （5）“除杂2”的目的是生成MgF2沉淀除去Mg2+。若溶液酸度过高，Mg2+沉淀不完全， 原因是_____________________________。 （6）写出“沉锰”的离子方程式__________________________ （7）层状镍钴锰三元材料可作为锂离子电池正极材料，其化学式为LiNixCoyMnzO2，其 中Ni、Co、Mn的化合价分别为+2、+3、+4。当x=y=时，z=_____
问题7－8空 2．步骤多: 5 步 ～ 8 步; 3．信息或明或暗， 陷阱多,时有新词， 图表解读能力要求高
第三板斧: 综合性强 —难住考生
化学原理、实验设计、 基本操作和元素化合物 知识、物质结构融合为 一体，多层次多角度、 多方式深入考查。
能力要求高，主要考 查学生对已学知识的掌 握、理解、迁移、转换、 重组和解决实际问题的 能力，突出考查考生的 综合分析判断能力、逻 辑推理能力。具有考查 知识面广、综合性强、 思维容量大的特点。
A．黄色 B．红色 C．紫色 D．绿色 （2）以重晶石（BaSO4）为原料，可按如下工艺生产立德粉：
①在回转炉中重晶石被过量焦炭还原为可溶性硫化钡，该过程的化学方程式为_____ 。回转炉尾气中含有有毒气体，生产上可通过水蒸气变换反应将其转化为CO2和一种清 洁能源气体，该反应的化学方程式为__________
，解决生产、生活、环境等问题。 化学中蕴涵哲学思想
2、抓本带形、化繁为简，培养素养 找准必备知识
形 本
系统性、科学性、深广度、结构化
在情境中感悟、分析，剥离情景，形成知识与思路，迁移到新情景
（二）、强化必备知识、重视知识融合、原理的深入理解
化工流程中的必备知识 (1)元素化学知识：物质的性质及转化关系
怎 基础性： 主干、今后所必备的 么 综合性： 触类旁通、多层面融合（知识、能力、素养） 考 应用性： 学以致用 ？ 创新性： 发觉缺陷与捕捉新萌芽；新颖推测与周密论证
以学科素养立意为主的命 题思路
学科素养
核 心新 价情 值景
真实、新颖 适当简化
设问
必备知识
关键能力
设问方式： 熟悉与陌生
[2019年1卷26题]硼酸（H3BO3）是一种重要的化工原料，广泛应用于 玻璃、医药、肥料等工艺。一种以硼镁矿（含Mg2B2O5·H2O、SiO2及 少量Fe2O3、Al2O3）为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下：
②在潮湿空气中长期放置的“还原料”，会逸出臭鸡蛋气味的气体，且水溶性变差。 其原因是“还原料”表面生成了难溶于水的_______（填化学式）。
③沉淀器中反应的离子方程式为_____________。 （3）成品中S2−的含量可以用“碘量法”测得。称取m g样品，置于碘量瓶中，移取 25.00 mL 0.1000 mol·L−1的I2−KI溶液于其中，并加入乙酸溶液，密闭，置暗处反应5 min，有单质硫析出。以淀粉溶液为指示剂，过量的I2用0.1000 mol·L−1Na2S2O3溶液滴 定，反应式为I2+ 2S2O32- =2I−+ S4O62-,测定时消耗Na2S2O3溶液体积V mL。终点颜色变 化为____，样品中S2−的含量为________（写出表达式）。
研究高考题，对师生都是再学习再提升的过程。
二、高考命题视角
为 立德树人：培养什么样的人？ 什 么 服务选才：定位？
考 ？
引导教学：导向
素养立意 思维立题 对学生和老师的高要求
考 必备知识：有哪些来源？ 什 关键能力：运用知识解决具体问题的能力 么 学科素养：不同的情境下处理复杂任务的内化后的综合素养 ？ 核心价值 ： 社会主义核心价值体系、社会责任感
相关金属离子[c0(Mn+)=0.1 mol·L−1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：
金属离子 开始沉淀的pH
Mn2+ Fe2+ Fe3+ 8.1 6.3 1.5
Al3+ Mg2+ 3.4 8.9
Zn2+ Ni2+ 6.2 6.9
沉淀完全的pH
10.1 8.3 2.8
4.7 10.9
8.2 8.9
【2016新课标1卷】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：
三、化工流程试题特点
第一板斧:陌生度高 —— “吓退”考生
选题内容丰富广 泛，密切联系生产、 生活实际，以真实化 工生产为情境，用框 图表述生产流程。 1．题干陌生 2．框图陌生
有限时间、陌生环 境，畏惧感，思维受 阻。公平性、基本功 和心理素质。
第二板斧: 信息量大 —“烦死”考生
1．文字多: 三四 百字左右，阅读量大， 专业术语多。
高考命题视角下化工流程试题 的研究与思考
一、为什么要wenku.baidu.com究高考真题？
高考题就是最好的复习资料。 ——高考化学命题组长 南京大学 段康宁教授
是精雕细磨的产物；对考试内容的深思熟虑、对设问和答案的准确拿捏； 如同与命题者对话。
—— 教育部考试中心研究员 刘芃
是能够考查、应该引导的内容；是基础教育和高等教育的良好衔接。 ----- 于涵 教育部考试中心副主任、研究员
框图呈现方式
四、学生障碍点
审题方法、规范表达欠缺 1、对核心知识点和原理没有真正掌握。学科素养不高， 运用知识不灵活。机械照搬知识 2、对信息的挖掘、提取能力不高。对关键信息视而不 见，也无法联想匹配 3、逻辑思维能力弱，容易思路中断
五、思考
（一）、反璞归真 1、明确学科价值，体现育人功能 化廉为贵，用最高效最合理的途径，创造最有价值的物质，服务于社会
（2）写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式_______。 （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_________。
【2017新课标1卷】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：
废旧
放电
锂离子电池 处理
NaOH溶液 拆解 正极碱浸 过滤
滤液 调pH 过滤 滤渣 酸浸 调pH
萃取
水相（Li2SO4溶液） 有机相 反萃取
有机相
H2SO4、H2O2 再生回用
水相（CoSO4溶液） 沉钴 过滤
NH4HCO3溶液
滤液 Al(OH)3固体
滤渣 过滤
滤液
滤液 CoCO3固体
(2)实验知识：分离与提纯、实验操作、仪器及其使用、反应条件(含溶 剂)的控制、滴定、离子的检验、实验安全……
(3)工业知识：化工原型、工业术语(减压蒸馏、煅烧、浸出等)、提高产 率的措施、加快反应速率的措施、绿色化学……
(4)化学理论知识：四大平衡理论、氧化还原反应、离子反应、反应与能 量、电化化学、元素周期律…… (5)适应题目的描述方式，熟悉以下常用语言: 浸润、酸化、盐析、盐洗、 焙烧、熔融、浓缩结晶、趁热过滤、产率、转化率、损耗、纯度、滴定、母 液、煅烧、残留、残渣、热重法、循环使用、吸收、绿色化学、原子经济、 副反应、副产品、反应槽、喷雾干燥、氯化、水化、打浆……
化工流程试题常见类型
常见类型
以物质制备为基础考查 以物质分离、提纯为基础考查 以测定物质的组成（或含量）为 基础考查
考查角度
实验基本操作 基本化学原理 基本概念 简单计算 信息提取与处理 方案评价与改进
1、以操作为主线
[2019年全国3卷]
2、以产物为主线
【2017新课标1卷】
3、混合式：
[2019年全国2卷]
【思考】 请分析各种元素走向（复分解反应？氧化还原反应） 流程中怎样控制条件实现铁镁分离提纯？
（2013年全国新课标卷I ）27．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）。
（四）、培养有序性思维
①主动找：目的是什么？ 信息（性质？） ②理模型：预处理、核心反应、分离、提纯 ③携问题：前后结合，快速匹配 ④规范答：有理有据
感知信息 素养提升
捕捉关键信息 建构新知能
比较与分类 联想旧知 类比与迁移
选择思维策略
问题解决 分析与综合 证明与推理
（四）、精练精讲
[2019年全国2卷26题]立德粉ZnS·BaSO4（也称锌钡白），是一种常用白色颜料。 （1）利用焰色反应的原理既可制作五彩缤纷的节日烟花，亦可定性鉴别某些金属盐。灼 烧立德粉样品时，钡的焰色为__________（填标号）。
打破定势、反套路， 考查素养
回答下列问题：
学科素养
（1）在95 ℃“溶浸”硼镁矿粉，产生的气体在“吸收”中反应的化学方程式为___
（2）“滤渣1”的主要成分有______。为检验“过滤1”后的滤液中是否含有Fe3+离子，
可选用的化学试剂是____必__备__知_ 识
（3）根据H3BO3的解离反应：H3BO3+H2O ⇌ H++B(OH)−4，Ka=5.81×10−10，可判断 H3BO3是_____酸；在“过滤2”前，将溶液pH调节至3.5，目的是_____ 关键能力 （4）在“沉镁”中生成Mg(OH)2·MgCO3沉淀的离子方程式为________，母液经加热 后可返回_________工序循环使用。由碱式碳酸镁制备轻质氧化镁的方法是____
（三）、自主构建流程框架 最高效最合理的途径
以设计者的角度
绿色化学：能耗、环保、产率
碎、烧、浸？
预处理
原料
箭头、元素走向
原料的循环利用
核心化学 反应
结晶 过滤 洗涤 烘干等
分离提纯
产品
杂物或副产物 反应条件的控制
排放物的无害化处理
转化原理；
影响速率、平衡移动因素 如：PH、C、T、P、催化剂、环境物质
[2019年全国3卷26题]高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料原料，工业上可由天 然二氧化锰粉与硫化锰矿（还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素）制备，工艺如 下图所示。回答下列问题：
（1）“滤渣1”含有S和________________；写出“溶浸”中二氧化锰与硫化锰反应的 化学方程式_____________________________ （2）“氧化”中添加适量的MnO2的作用是将________________________ （3）“调pH”除铁和铝，溶液的pH范围应调节为_______~6之间。 （4）“除杂1”的目的是除去Zn2+和Ni2+，“滤渣3”的主要成分是_____________ （5）“除杂2”的目的是生成MgF2沉淀除去Mg2+。若溶液酸度过高，Mg2+沉淀不完全， 原因是_____________________________。 （6）写出“沉锰”的离子方程式__________________________ （7）层状镍钴锰三元材料可作为锂离子电池正极材料，其化学式为LiNixCoyMnzO2，其 中Ni、Co、Mn的化合价分别为+2、+3、+4。当x=y=时，z=_____
问题7－8空 2．步骤多: 5 步 ～ 8 步; 3．信息或明或暗， 陷阱多,时有新词， 图表解读能力要求高
第三板斧: 综合性强 —难住考生
化学原理、实验设计、 基本操作和元素化合物 知识、物质结构融合为 一体，多层次多角度、 多方式深入考查。
能力要求高，主要考 查学生对已学知识的掌 握、理解、迁移、转换、 重组和解决实际问题的 能力，突出考查考生的 综合分析判断能力、逻 辑推理能力。具有考查 知识面广、综合性强、 思维容量大的特点。
A．黄色 B．红色 C．紫色 D．绿色 （2）以重晶石（BaSO4）为原料，可按如下工艺生产立德粉：
①在回转炉中重晶石被过量焦炭还原为可溶性硫化钡，该过程的化学方程式为_____ 。回转炉尾气中含有有毒气体，生产上可通过水蒸气变换反应将其转化为CO2和一种清 洁能源气体，该反应的化学方程式为__________
，解决生产、生活、环境等问题。 化学中蕴涵哲学思想
2、抓本带形、化繁为简，培养素养 找准必备知识
形 本
系统性、科学性、深广度、结构化
在情境中感悟、分析，剥离情景，形成知识与思路，迁移到新情景
（二）、强化必备知识、重视知识融合、原理的深入理解
化工流程中的必备知识 (1)元素化学知识：物质的性质及转化关系
怎 基础性： 主干、今后所必备的 么 综合性： 触类旁通、多层面融合（知识、能力、素养） 考 应用性： 学以致用 ？ 创新性： 发觉缺陷与捕捉新萌芽；新颖推测与周密论证
以学科素养立意为主的命 题思路
学科素养
核 心新 价情 值景
真实、新颖 适当简化
设问
必备知识
关键能力
设问方式： 熟悉与陌生
[2019年1卷26题]硼酸（H3BO3）是一种重要的化工原料，广泛应用于 玻璃、医药、肥料等工艺。一种以硼镁矿（含Mg2B2O5·H2O、SiO2及 少量Fe2O3、Al2O3）为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下：
②在潮湿空气中长期放置的“还原料”，会逸出臭鸡蛋气味的气体，且水溶性变差。 其原因是“还原料”表面生成了难溶于水的_______（填化学式）。
③沉淀器中反应的离子方程式为_____________。 （3）成品中S2−的含量可以用“碘量法”测得。称取m g样品，置于碘量瓶中，移取 25.00 mL 0.1000 mol·L−1的I2−KI溶液于其中，并加入乙酸溶液，密闭，置暗处反应5 min，有单质硫析出。以淀粉溶液为指示剂，过量的I2用0.1000 mol·L−1Na2S2O3溶液滴 定，反应式为I2+ 2S2O32- =2I−+ S4O62-,测定时消耗Na2S2O3溶液体积V mL。终点颜色变 化为____，样品中S2−的含量为________（写出表达式）。
研究高考题，对师生都是再学习再提升的过程。
二、高考命题视角
为 立德树人：培养什么样的人？ 什 么 服务选才：定位？
考 ？
引导教学：导向
素养立意 思维立题 对学生和老师的高要求
考 必备知识：有哪些来源？ 什 关键能力：运用知识解决具体问题的能力 么 学科素养：不同的情境下处理复杂任务的内化后的综合素养 ？ 核心价值 ： 社会主义核心价值体系、社会责任感
相关金属离子[c0(Mn+)=0.1 mol·L−1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：
金属离子 开始沉淀的pH
Mn2+ Fe2+ Fe3+ 8.1 6.3 1.5
Al3+ Mg2+ 3.4 8.9
Zn2+ Ni2+ 6.2 6.9
沉淀完全的pH
10.1 8.3 2.8
4.7 10.9
8.2 8.9
【2016新课标1卷】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：
三、化工流程试题特点
第一板斧:陌生度高 —— “吓退”考生
选题内容丰富广 泛，密切联系生产、 生活实际，以真实化 工生产为情境，用框 图表述生产流程。 1．题干陌生 2．框图陌生
有限时间、陌生环 境，畏惧感，思维受 阻。公平性、基本功 和心理素质。
第二板斧: 信息量大 —“烦死”考生
1．文字多: 三四 百字左右，阅读量大， 专业术语多。
高考命题视角下化工流程试题 的研究与思考
一、为什么要wenku.baidu.com究高考真题？
高考题就是最好的复习资料。 ——高考化学命题组长 南京大学 段康宁教授
是精雕细磨的产物；对考试内容的深思熟虑、对设问和答案的准确拿捏； 如同与命题者对话。
—— 教育部考试中心研究员 刘芃
是能够考查、应该引导的内容；是基础教育和高等教育的良好衔接。 ----- 于涵 教育部考试中心副主任、研究员
框图呈现方式
四、学生障碍点
审题方法、规范表达欠缺 1、对核心知识点和原理没有真正掌握。学科素养不高， 运用知识不灵活。机械照搬知识 2、对信息的挖掘、提取能力不高。对关键信息视而不 见，也无法联想匹配 3、逻辑思维能力弱，容易思路中断
五、思考
（一）、反璞归真 1、明确学科价值，体现育人功能 化廉为贵，用最高效最合理的途径，创造最有价值的物质，服务于社会