摘要：化学工艺流程综合试题，是以化学工艺流程为背景的试题，对学生来讲，难度大、失分多。分析近三年全国III卷理综化学工艺流程综合试题，总结命题特点，提出教学启示，为高中化学教学提供参考，提高教师教学的针对性和学生学习的时效性，以期达到事半功倍的效果。
关键词：化学工艺流程综合试题；命题特点；教学启示；
自2007年第一次进行新课程高考以来，化学工艺流程综合试题就已经成为热点和难点题型，年年必考。笔者通过综合分析近三年全国III卷理综化学工艺流程综合试题，总结命题特点，提出教学启示，以期使这一“重灾区”变为“提分场”。
一、对比分析
2017、2018、2019年全国III卷理综化学工艺流程综合试题必备知识和关键能力
考查对比分析表
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二、原题呈现
1.【2017·全国III卷】重铬酸钾是一种重要的化工原料，一般由铬铁矿制备，铬铁矿的主要成分为FeO·Cr2O3，还含有硅、铝等杂质。制备流程如图所示：
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回答下列问题：
（1）步骤①的主要反应为：
FeO·Cr2O3+Na2CO3+NaNO3Na2CrO4+Fe2O3+CO2+NaNO2
上述反应配平后FeO·Cr2O3与NaNO3的系数比为___。该步骤不能使用陶瓷容器，原因__。
（2）滤渣1中含量最多的金属元素是_____，滤渣2的主要成分是_____及含硅杂质。
（3）步骤④调滤液2的pH使之变_____（填“大”或“小”），原因是_____（用离子方程式表示）。
（4）有关物质的溶解度如图所示。向“滤液3”中加入适量KCl，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤得到K2Cr2O7固体。冷却到_____（填标号）得到的K2Cr2O7固体产品最多。
a．80℃ b．60℃ c．40℃ d．10℃
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步骤⑤的反应类型是_____。
（5）某工厂用m1kg铬铁矿粉（含Cr2O340%）制备K2Cr2O7，最终得到产品m2kg，产率为_____。
【解析】（1）在步骤①的反应中，FeO·Cr2O3是还原剂，氧化产物为Na2CrO4和Fe2O3，每摩转移7mol电子，NaNO3是氧化剂，还原产物为NaNO2，每摩转移2mol电子，根据得失电子守恒可知，FeO·Cr2O3和NaNO3的系数比为2∶7；陶瓷中的主要成分为SiO2，在高温下会与Na2CO3反应生成Na2SiO3和CO2。（2）熔块中氧化铁不溶于水，过滤后进入滤渣1；滤液1中含有AlO2?、SiO32?及CrO42?，Cr最后转化为产品，所以滤渣2为Al(OH)3及含硅杂质。（3）滤液2调节pH的目的是使CrO42?转化为Cr2O72?，增大溶液中H+浓度，使2CrO42?+2H+Cr2O72?+H2O平衡正向移动。（4）由图示可知，温度越低，K2Cr2O7的溶解度越低，析出晶体越多；步骤⑤的反应为：2KCl+Na2Cr2O7=K2Cr2O7↓+2NaCl，为复分解反应。（5）m1kg铬铁矿粉样品中，含Cr2O3的质量为m1×40%kg，根据元素守恒，生成K2Cr2O7的理论质量为m1×40%×kg，最终得到产品m2kg，则所得产品的产率为m2kg÷（m1×40%kg×）×100%=×100%。
【答案】（1）2∶7 陶瓷在高温下会与Na2CO3反应（2）铁Al(OH)3
（3）小2+2H++H2O（4）d复分解反应（5）×100%
2.【2018·全国III卷】KIO3是一种重要的无机化合物，可作为食盐中的补碘剂。回答下列问题：
（1）KIO3的化学名称是_______。
（2）利用“KClO3氧化法”制备KIO3工艺流程如下图所示：
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“酸化反应”所得产物有KH(IO3)2、Cl2和KCl。“逐Cl2”采用的方法是____。“滤液”中的溶质主要是____。“调pH”中发生反应的化学方程式为_____。
（3）KIO3也可采用“电解法”制备，装置如图所示。
①写出电解时阴极的电极反应式______。
②电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为__，其迁移方向是_。
③与“电解法”相比，“KClO3氧化法”的主要不足之处有___（写出一点）。
【解析】（1）根据氯酸钾（KClO3）的名称可类比推测KIO3的名称为碘酸钾。（2）将溶解在溶液中的气体排出的一般方法是将溶液加热；根据图示，碘酸钾在最后得到，所以过滤时KH(IO3)2应该在滤渣中，所以滤液中主要为KCl；“调pH”的主要目的是加入KOH后与KH(IO3)2反应转化为KIO3。（3）①与电源负极相连的电解池的阴极，电解质溶液为氢KOH溶液，由水电离的H+放电；②电解时，溶液中的阳离子向阴极迁移，左侧的K+通过阳离子交换膜进入右侧；③“KClO3氧化法”会产生Cl2，污染环境、浪费资源。
【答案】(1)碘酸钾(2)加热KCl KH(IO3)2+KOH2KIO3+H2O
(3)①2H2O+2e－2OH－+H2↑②K+a到b③产生Cl2易污染环境等
3.【2019·全国III卷】高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料，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：
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相关金属离子[c0(Mn+)=0.1mol·L?1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：
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（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________________________。
（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=___________。
【解析】（1）硫化锰矿中Si元素以SiO2或不溶性硅盐存在，SiO2与硫酸不反应，所以滤渣1中除了S还有SiO2；结合滤渣1中含有S，可知在硫酸的溶浸过程中，二氧化锰和硫化锰发生了氧化还原反应，生成MnSO4和S，根据化合价升降法配平该反应即可。（2）溶浸所得的溶液中含有Fe2+，“氧化”中添加适量的MnO2，将Fe2+氧化为Fe3+。（3）“调pH”除铁和铝，结合表中数据可知，pH在4.7时，Fe3+和Al3+沉淀完全，所以应该控制pH在4.7~6之间。（4）加入Na2S是为了除去Zn2+和Ni2+，所以“滤渣3”的主要成分是ZnS和NiS。（5）“除杂2”中，F-与Mg2+结合生成MgF2沉淀。若酸度过高，F?与H+结合形成弱电解质HF，导致F-浓度降低，使MgF2Mg2++2F-平衡向右移动，导致Mg2+沉淀不完全。（6）“沉锰”时，Mn2+与HCO3-反应生成MnCO3沉淀，根据电荷守恒和元素守恒即可书写该反应。（7）根据化合物中各元素正负化合价代数代数和为0的规律，得：1+2x+3y+4z=6，又知，x=y=1/3，计算得：z=1/3。
【答案】（1）SiO2（不溶性硅酸盐）MnO2+MnS+2H2SO42MnSO4+S+2H2O
（2）将Fe2+氧化为Fe3+（3）4.7（4）NiS和ZnS
（5）F?与H+结合形成弱电解质HF，MgF2Mg2++2F?平衡向右移动
（6）Mn2++2MnCO3↓+CO2↑+H2O（7）1/3
三、命题特点
（一）注重基础，考查必备知识和关键能力
综上可知，试题难度适中，关注教材、关注基础，在必备知识和关键能力上做足文章，实现教、学、考自然融合。
（二）提供流程信息，考查信息提取和应用能力
化学工艺流程综合试题的内容大多来自化工生产，一般包含题干信息、流程图、数据表、关系曲线、装置图等，信息量大，且情境相对陌生，要让学生结合已有知识，合理对信息进行推理，提取有效信息并进行实际应用。因此，化学工艺流程综合试题很好的考查了学生观察、分析、归纳、推理等能力。
（三）创新设问方式，考查综合分析和独立思考能力
通过合理创设问题情境、设置新颖的试题呈现方式，鼓励学生主动思考，促进创新思维能力的发展。[1]
四、教学启示
（一）立足教材，重视实验教学
通过分析发现，化学工艺流程试题的综合性强、知识点覆盖面广、灵活性强，对学生运用所学知识解决实际问题的能力要求高，但不难看出，考查的知识点全部来自于《必修1》、
《必修2》和《选修4》。因此，在平时的教学中要立足教材，夯实基础，严格贯彻落实普通高中化学课程标准(2017版)要求，务实完成教学任务，做到“两个不代替”，即学生能做的实验教师不代替，教师演示能做的实验视频不代替。
（二）跳出题海，形成“模板套路”
高三教师在教学时，要精选训练试题；学生在备考时，要跳出题海战术，学会归纳总结。在精练精讲中固化方法，形成模板，提升能力。
(1)粗读题干，明确目的。流程中一般会出现超出教材范围的知识，但题目中往往会有提示或者问题中不会涉及，所以一定要先跳出陷进（不死抠流程），找出题干中的关键信息（勾画出来），明确生产目的，找到制备物质所需的原料及所含杂质。
(2)携带问题，精读信息。跳过流程看问题，有些与流程无关的独立设问，可直接作答或简要分析作答；与流程相关的问题，带着问题研究信息，重点抓住关键信息，截段研究流程图，重点抓住物质流向(进入与流出)、实验操作方法。
(3)看清问题，规范作答。答题时不能答非所问，注意答题的完整性，语言表达的科学性，计算的准确性。
(三)注重概念和原理教学，提高化学教学质量
通过对化学物质的分类教学，让学生掌握物质分类的基本方法，形成分类观；通过对典型元素和物质的教学，让学生领悟研究物质的基本方法，形成元素观和微粒观，能应用“物质决定性质”的思想认知更多的元素和物质；通过对不同类型化学反应的研究，让学生把握不同类型化学反应的本质特征，建立变化观和守恒观，能动态的多角度分析化学反应。
总之，化学工艺流程综合试题以生活和化工生产的真实过程为问题情境，以流程为依托，以中学化学基础知识为载体，将化学的基本思想和方法、基本概念与原理、重要物质的性质与应用巧妙的融合在试题中，落实了“基础性、应用性、综合性和创新性”的考查要求[2]。因此，我们在化学教学中，要把握高考改革的基本脉络，创设真实的教学情境，有效实施实验探究，培养学生思维的敏捷性、严密性、整体性、创造性，实现学生的思维品质和综合能力提升。
参考文献：
[1]江合佩.聚焦关键能力培育，创新核心素养考查[J].中国考试，2018（9）：25-36
[2]教育部考试中心.贯彻改革要求，推动素质教育——2018年高考化学试题评析[J].中国考试，2018（7）：24-28