高三化學(xué)工藝流程教學(xué)案例集錦化學(xué)工藝流程題是高考化學(xué)的重要組成部分，它以真實(shí)的工業(yè)生產(chǎn)為背景，融合元素化合物知識(shí)、化學(xué)反應(yīng)原理、實(shí)驗(yàn)操作技能以及化學(xué)計(jì)算于一體，能夠有效考查學(xué)生的綜合應(yīng)用能力和分析解決實(shí)際問(wèn)題的能力。在高三復(fù)習(xí)階段，精選典型案例，進(jìn)行深度剖析與系統(tǒng)歸納，對(duì)提升學(xué)生的解題素養(yǎng)至關(guān)重要。本集錦選取了若干具有代表性的教學(xué)案例，旨在為高三化學(xué)教師提供教學(xué)參考，助力學(xué)生突破此類(lèi)題型的難點(diǎn)。一、案例一：從鋁土礦到鋁合金——經(jīng)典無(wú)機(jī)化工流程（一）工藝流程簡(jiǎn)述以鋁土礦（主要成分為Al?O?，含SiO?、Fe?O?等雜質(zhì)）為原料制備鋁單質(zhì)的工藝流程是高三復(fù)習(xí)的重點(diǎn)。其核心步驟包括：原料預(yù)處理（破碎、研磨）→堿溶（NaOH溶液溶解Al?O?和SiO?）→過(guò)濾（除去Fe?O?等不溶性雜質(zhì)）→酸化（向?yàn)V液中通入CO?，析出Al(OH)?沉淀）→過(guò)濾洗滌（分離Al(OH)?）→灼燒（Al(OH)?分解為Al?O?）→電解（熔融Al?O?制備Al）。（二）核心問(wèn)題與教學(xué)聚焦1.原料預(yù)處理的目的：引導(dǎo)學(xué)生思考“為何要破碎研磨？”，理解增大反應(yīng)物接觸面積，加快反應(yīng)速率，提高原料利用率的基本原理。2.反應(yīng)條件的選擇與控制：*“堿溶”時(shí)，為何選用NaOH而非其他堿？（強(qiáng)調(diào)Al?O?的兩性，以及SiO?作為酸性氧化物與堿的反應(yīng)）。*“酸化”時(shí)，為何通入CO?而非HCl？（引導(dǎo)學(xué)生從產(chǎn)物純度、成本、環(huán)保等角度分析，CO?廉價(jià)易得，且過(guò)量不會(huì)溶解Al(OH)?）。此處可拓展“強(qiáng)酸制弱酸”原理及Al(OH)?的溶解范圍。3.雜質(zhì)的去除與分離：分析濾渣和濾液的主要成分，理解過(guò)濾操作的作用。討論“如何檢驗(yàn)Al(OH)?沉淀是否洗滌干凈？”（檢驗(yàn)最后一次洗滌液中是否含有特定離子，如OH?或Na?）。4.核心化學(xué)反應(yīng)方程式的書(shū)寫(xiě)與配平：這是基礎(chǔ)，必須強(qiáng)化。5.能量轉(zhuǎn)化與工業(yè)設(shè)計(jì)：電解熔融Al?O?時(shí)加入冰晶石的作用（降低熔點(diǎn)，節(jié)約能源），以及電解槽的構(gòu)造（陰陽(yáng)極材料及反應(yīng)）。（三）教學(xué)策略采用“問(wèn)題驅(qū)動(dòng)”模式，結(jié)合流程圖，引導(dǎo)學(xué)生自主分析每一步的目的和原理?？稍O(shè)計(jì)小組討論，讓學(xué)生扮演“工程師”角色，思考流程優(yōu)化的可能性。二、案例二：從海水中提取鎂——資源綜合利用與綠色化學(xué)思想（一）工藝流程簡(jiǎn)述海水（或苦鹵）提鎂的大致流程為：海水→（加石灰乳）沉淀Mg2?→過(guò)濾得Mg(OH)?→（加鹽酸）溶解得MgCl?溶液→蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶得MgCl?·6H?O→（在HCl氣氛中）加熱脫水得無(wú)水MgCl?→電解熔融MgCl?得Mg和Cl?。（二）核心問(wèn)題與教學(xué)聚焦1.原料的選擇：為何用石灰乳而非NaOH沉淀Mg2?？（成本角度，石灰乳可由海邊貝殼煅燒獲得，就地取材，成本低廉）。2.關(guān)鍵操作的原理：*“在HCl氣氛中加熱脫水”的目的是什么？（抑制MgCl?的水解，防止生成Mg(OH)Cl或MgO）。此處是理解鹽類(lèi)水解應(yīng)用的絕佳切入點(diǎn)。3.循環(huán)利用與綠色化學(xué)：電解產(chǎn)生的Cl?可用于與H?反應(yīng)制備HCl，HCl再用于溶解Mg(OH)?，形成Cl元素的循環(huán)，體現(xiàn)綠色化學(xué)的“原子經(jīng)濟(jì)性”思想。4.對(duì)比與遷移：將此流程與鋁的冶煉進(jìn)行對(duì)比，找出異同點(diǎn)（如都涉及沉淀、溶解、電解，但電解的物質(zhì)狀態(tài)和產(chǎn)物不同）。（三）教學(xué)策略引入“綠色化學(xué)”理念，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注工藝流程中的資源循環(huán)和環(huán)境保護(hù)。通過(guò)對(duì)比分析，加深對(duì)不同金屬冶煉方法的理解。可讓學(xué)生嘗試書(shū)寫(xiě)相關(guān)的水解反應(yīng)方程式，強(qiáng)化對(duì)水解原理的應(yīng)用。三、案例三：工業(yè)制備硫酸——連續(xù)氧化與反應(yīng)原理的綜合應(yīng)用（一）工藝流程簡(jiǎn)述以硫鐵礦（FeS?）或硫磺為原料制硫酸：造氣（S或FeS?與O?反應(yīng)生成SO?）→凈化（除去SO?中的雜質(zhì)，如礦塵、砷硒化合物等）→催化氧化（SO?在V?O?催化下氧化為SO?）→吸收（用98.3%的濃H?SO?吸收SO?生成發(fā)煙硫酸或直接得到濃硫酸）。（二）核心問(wèn)題與教學(xué)聚焦1.化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡原理的應(yīng)用：*“催化氧化”反應(yīng)（2SO?+O??2SO?ΔH<0）的條件選擇：高溫（考慮催化劑活性）、高壓（理論上有利，但實(shí)際因成本和轉(zhuǎn)化率已較高，采用常壓）、催化劑（V?O?）。引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用勒夏特列原理和反應(yīng)速率理論進(jìn)行綜合分析。2.設(shè)備與工藝的優(yōu)化：接觸室的構(gòu)造（如熱交換器的作用，利用反應(yīng)放出的熱量預(yù)熱反應(yīng)物），體現(xiàn)能量的充分利用。3.吸收原理與操作：為何用98.3%的濃H?SO?吸收SO?而非水？（防止形成酸霧，提高吸收效率）。4.環(huán)境保護(hù)：尾氣處理（未反應(yīng)的SO?用氨水等吸收，防止污染空氣，可制得副產(chǎn)品）。5.多步反應(yīng)的計(jì)算：利用關(guān)系式法進(jìn)行有關(guān)原料利用率、產(chǎn)物產(chǎn)率的計(jì)算。（三）教學(xué)策略此案例是化學(xué)反應(yīng)原理綜合應(yīng)用的典范。教學(xué)中應(yīng)充分結(jié)合《化學(xué)反應(yīng)原理》模塊的知識(shí)，通過(guò)繪制反應(yīng)能量圖、分析平衡移動(dòng)方向等方式，深化學(xué)生對(duì)理論指導(dǎo)實(shí)踐的認(rèn)識(shí)。可引入實(shí)際工業(yè)數(shù)據(jù)，讓學(xué)生體會(huì)理論與實(shí)際的聯(lián)系與差異。四、案例四：廢舊電池中金屬的回收——資源再生與環(huán)境保護(hù)（一）工藝流程簡(jiǎn)述（以某鋅錳干電池為例）廢舊電池拆解→分類(lèi)（外殼、碳棒、電解液、鋅皮、MnO?等混合物）→預(yù)處理（破碎、篩分）→酸浸（用適當(dāng)酸溶解可溶金屬離子）→過(guò)濾分離→凈化除雜（除去溶液中的Fe3?、Cu2?等）→提取目標(biāo)金屬（如Zn2?的電解或沉淀回收，MnO?的提純）。（二）核心問(wèn)題與教學(xué)聚焦1.物質(zhì)的鑒別與分離提純：分析電池各組成部分的主要成分，思考如何有效分離。2.實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)：*選擇何種酸進(jìn)行“酸浸”？（如稀H?SO?或稀HCl，考慮后續(xù)分離和產(chǎn)物純度）。*如何除去溶液中的Fe3?？（調(diào)節(jié)pH使Fe3?水解生成Fe(OH)?沉淀，選擇合適的氧化劑或還原劑將Fe2?氧化為Fe3?以便除去）。3.綠色化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展理念：強(qiáng)調(diào)廢舊電池隨意丟棄的危害，回收利用的意義（節(jié)約資源、減少污染）。討論回收過(guò)程中可能產(chǎn)生的二次污染及應(yīng)對(duì)措施。4.實(shí)驗(yàn)操作與安全：涉及強(qiáng)酸等，強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)安全規(guī)范。（三）教學(xué)策略這是一個(gè)很好的體現(xiàn)STSE（科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)、環(huán)境）教育的案例。可組織學(xué)生進(jìn)行小型探究性學(xué)習(xí)，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的回收方案，培養(yǎng)其問(wèn)題解決能力和環(huán)保意識(shí)。強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的邏輯性和可行性。五、案例間的比較與歸納提升通過(guò)以上不同類(lèi)型的案例分析，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)解答化學(xué)工藝流程題的一般思路和方法：1.審題干，明目的：明確工藝流程的原料、目標(biāo)產(chǎn)物及可能的副產(chǎn)物。2.看流程，辨環(huán)節(jié)：大致看懂流程圖的走向，區(qū)分原料預(yù)處理、核心反應(yīng)、分離提純、產(chǎn)品獲取等主要環(huán)節(jié)。3.抓關(guān)鍵，析原理：針對(duì)每個(gè)環(huán)節(jié)，思考“為何做？”（目的）、“怎么做？”（操作）、“依據(jù)是什么？”（化學(xué)原理，如反應(yīng)規(guī)律、平衡移動(dòng)、物質(zhì)性質(zhì)等）。4.聯(lián)知識(shí)，用術(shù)語(yǔ)：將題目信息與所學(xué)化學(xué)知識(shí)聯(lián)系起來(lái)，準(zhǔn)確運(yùn)用化學(xué)術(shù)語(yǔ)回答問(wèn)題，特別是方程式的書(shū)寫(xiě)、實(shí)驗(yàn)操作名稱(chēng)、現(xiàn)象描述等。5.重細(xì)節(jié)，慎作答：注意題目中的關(guān)鍵詞、數(shù)據(jù)、圖表信息，規(guī)范答題，避免非知識(shí)性失分?？偨Y(jié)與展望化學(xué)工藝流程題是對(duì)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的綜合考查，它不僅要求學(xué)生掌握扎實(shí)的化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，更要具備分析問(wèn)題、解決問(wèn)題以及知識(shí)遷移應(yīng)用的能