摘 要:工藝流程題是高考的重點(diǎn)題型,題目設(shè)計(jì)以能力測(cè)試為主導(dǎo),主要考查物質(zhì)性質(zhì)、化學(xué)實(shí)驗(yàn)、化學(xué)方程式的書寫和定量計(jì)算,同時(shí)要求能應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)原理對(duì)反應(yīng)條件做出選擇與評(píng)價(jià)。解題時(shí)要熟悉工藝流程題的解題思路,掌握常規(guī)知識(shí)和答題要點(diǎn),培養(yǎng)獲取信息并進(jìn)行加工處理的能力。
關(guān)鍵詞:高考;工藝流程;方法與技巧;知識(shí)儲(chǔ)備
高考化學(xué)《考試大綱》在考核目標(biāo)與要求中明確提出化學(xué)科命題注重測(cè)量自主學(xué)習(xí)的能力,重視理論聯(lián)系實(shí)際。對(duì)化學(xué)學(xué)習(xí)能力的要求中提出考生要能從試題提供的信息中準(zhǔn)確提取實(shí)質(zhì)性內(nèi)容,將實(shí)際問(wèn)題分解并與已有知識(shí)整合,采用分析、綜合的方法,正確應(yīng)用化學(xué)術(shù)語(yǔ)做出合理解釋,全面檢測(cè)考生的化學(xué)科學(xué)素養(yǎng)?!肮に嚵鞒填}”是以真實(shí)的工藝生產(chǎn)為背景,要求熟悉生產(chǎn)過(guò)程中原料的處理、產(chǎn)品的分離提純、反應(yīng)條件的控制,并且作為一個(gè)實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程,還要考慮設(shè)備要求、循環(huán)利用、環(huán)境污染等事項(xiàng),題型體現(xiàn)了能力立意的命題指導(dǎo)思想。
近兩年《考試說(shuō)明》題型示例修改更換的例題中化學(xué)工藝流程題的變換較多,且在各套高考試卷中考查力度較大。2016年考查的省份有:新課標(biāo)Ι、Ⅲ、四川、北京;2017年考查的省份有:新課標(biāo)Ι、Ⅱ、Ⅲ、江蘇,因此該題型仍然是2018年高三復(fù)習(xí)備考的重點(diǎn)題型。
一、 解題思路與方法
工藝流程題一般由題目、流程圖和問(wèn)題三個(gè)部分組成。解題時(shí)的大致步驟如下:1. 先快速瀏覽題目和流程圖,明確原料的成分和制備的產(chǎn)品,判斷出關(guān)鍵元素和雜質(zhì)元素,同時(shí)也要注意已知信息,提醒自己在分析問(wèn)題時(shí)要回歸題目,尋找有用信息輔助解答。這個(gè)過(guò)程要快速完成,在分析問(wèn)題之前不做過(guò)多思考。2. 帶著問(wèn)題分析流程,注意前后結(jié)合。試題主要以某些重要物質(zhì)的工業(yè)制備為載體,重點(diǎn)考查氧化還原反應(yīng)、離子反應(yīng)、化學(xué)反應(yīng)原理、化學(xué)實(shí)驗(yàn)。我們要注意夯實(shí)元素化合物的基礎(chǔ)知識(shí)以及化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作,尤其是物質(zhì)分離、提純方面的內(nèi)容,并能夠?qū)⑦x修4的化學(xué)平衡知識(shí)靈活地遷移運(yùn)用,才能有效應(yīng)對(duì)該類試題。答題時(shí)要看清問(wèn)題,不能答非所問(wèn),要注意語(yǔ)言表達(dá)的科學(xué)性,注意化學(xué)專業(yè)術(shù)語(yǔ)的應(yīng)用,如看清是離子方程式還是化學(xué)方程式,務(wù)必按要求作答。方程式要配平并注明反應(yīng)條件,思考要有方向,答題要有模式和要點(diǎn)。
二、 流程題知識(shí)儲(chǔ)備
該題型是以實(shí)際生產(chǎn)為背景,所涉及的物質(zhì)和反應(yīng)是高中化學(xué)教材中沒(méi)有的知識(shí),尤其是方程式的書寫幾乎都是陌生信息方程式,但流程題的出題方式相對(duì)統(tǒng)一,也有一些固定的答題內(nèi)容和分析要點(diǎn)值得我們?nèi)タ偨Y(jié)歸納,以便考生能快速應(yīng)對(duì)基礎(chǔ)部分的問(wèn)題。常見(jiàn)的有:1. 原料預(yù)處理:粉碎、研磨,灼燒、煅燒、焙燒,酸浸、堿浸、水浸;2. 分離提純操作:重結(jié)晶、過(guò)濾、萃取分液、蒸餾、升華等,過(guò)濾環(huán)節(jié)還包括判斷沉淀是否完全、沉淀的洗滌、判斷是否洗凈三個(gè)重要知識(shí)點(diǎn);3. 反應(yīng)條件的控制:一般是利用選修4《化學(xué)反應(yīng)原理》知識(shí)分析溫度、濃度、壓強(qiáng)、催化劑對(duì)反應(yīng)的影響。
三、 典例剖析
解題分析 本題是以鋰離子電池正極材料的制備為載體進(jìn)行考查,設(shè)問(wèn)點(diǎn)主要為反應(yīng)條件的選擇、信息方程式的書寫配平、溶度積常數(shù)的計(jì)算。即使流程圖看上去比較復(fù)雜,但因?yàn)樵O(shè)問(wèn)點(diǎn)是以基礎(chǔ)知識(shí)為主且相對(duì)獨(dú)立,所以問(wèn)題的分析解答并不困難。問(wèn)題(1)由圖示信息可知當(dāng)鐵的浸出率為80%時(shí)需要的時(shí)間最短、速率最快,則應(yīng)選擇的條件為100℃、3 h。問(wèn)題(2)“酸浸”后鈦主要以TiOCl2-4形式存在,而原料鈦鐵礦的主要成分FeTiO3中Ti的化合價(jià)為+4價(jià),反應(yīng)后價(jià)態(tài)不變,屬于非氧化還原反應(yīng),用觀察法可寫出并配平方程式:FeTiO3+4H++4Cl-Fe2++TiOCl2-4+2H2O。問(wèn)題(3)升高溫度能加快反應(yīng)速率,但H2O2在高溫下易分解、氨水易揮發(fā),當(dāng)溫度超過(guò)40℃時(shí),雙氧水會(huì)分解生成氧氣,同時(shí)氨水也會(huì)因?yàn)闇囟冗^(guò)高而逸出氨氣,所以TiO2·xH2O的轉(zhuǎn)化率會(huì)逐漸減小。
解題分析 本題是以CoCl2·6H2O的制備為載體進(jìn)行考查,重點(diǎn)是外界條件對(duì)反應(yīng)的影響。在很多流程圖的題目中,我們經(jīng)常會(huì)看到pH值、溫度等條件的出現(xiàn),所有的條件都是為了實(shí)驗(yàn)?zāi)康亩?wù),所以反應(yīng)條件的控制與選擇、流程步驟的優(yōu)化也是高考命題的方向。問(wèn)題(1)廢料加入鹽酸后生成氯化物,然后加入雙氧水,二價(jià)鐵離子被氧化為三價(jià)鐵離子,根據(jù)沉淀的pH值表格可以看出,當(dāng)溶液的pH值為5.2時(shí),鐵離子和鋁離子被完全沉淀,當(dāng)溶液的pH值為7.6時(shí),鈷離子才開(kāi)始產(chǎn)生沉淀,故答案為:使鐵離子和鋁離子水解生成氫氧化物沉淀而除去。問(wèn)題(2)從溶液中得到晶體的方法為:蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶和過(guò)濾。問(wèn)題(3)根據(jù)題意,CoCl2·6H2O常溫下穩(wěn)定無(wú)毒,加熱至110~120℃時(shí)會(huì)失去結(jié)晶水,為防止其分解,需減壓烘干,故答案為:降低烘干溫度,防止產(chǎn)品分解。問(wèn)題(4)計(jì)算發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品中CoCl2·6H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于100%,可能是降溫結(jié)晶時(shí)有少量氯化鈉晶體析出或者烘干時(shí)失去了部分結(jié)晶水。問(wèn)題(5)由CoCl2·6H2O制備無(wú)水CoCl2,因?yàn)殁掚x子會(huì)水解,因此要在氯化氫氣流中加熱。問(wèn)題(6)原工藝中用鹽酸與硝酸的混酸,雖然可直接得到三價(jià)鐵離子,簡(jiǎn)化了流程步驟,但會(huì)生成硝酸鹽,增加雜質(zhì)離子,同時(shí)生成一氧化氮?dú)怏w,污染環(huán)境。故答案為:減少有毒氣體排放,防止大氣污染;流程步驟少、工藝簡(jiǎn)化。
通過(guò)例1、例2的分析,我們不難發(fā)現(xiàn)工藝流程題由于知識(shí)點(diǎn)多且靈活多變,對(duì)學(xué)生讀題審題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題、文字表達(dá)等方面的能力要求很高,所以在做這一類題目時(shí)要善于歸納總結(jié),善于從題目或問(wèn)題中獲取信息來(lái)幫助自己解題,要知道一般的解題步驟,了解并熟悉??嫉闹R(shí)點(diǎn),分析問(wèn)題時(shí)有思路、有模式、有要點(diǎn),做到認(rèn)真審題、用心答題,一定可以克服這一難關(guān)。
作者簡(jiǎn)介:肖艷瓊,云南省玉溪市,玉溪師范學(xué)院附屬中學(xué)。endprint