時(shí)間：2023-03-06 16:02:54
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【關(guān)鍵詞】高考 STS教學(xué) 解題思路 化學(xué)工藝題
【中圖分類號(hào)】G424 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1006-5962（2013）06（b）-0181-01
化學(xué)工藝題，早在20世紀(jì)末就多次出現(xiàn)在山東、上海、湖北等地的高考試題之中，但那時(shí)沒有給予這樣的專業(yè)稱呼。直到2007年新課程標(biāo)準(zhǔn)高考改革以來，全國(guó)各省的高考中頻繁出現(xiàn)類似題型時(shí)，才引起了我們教育工作者和高中學(xué)生的高度關(guān)注。該題型主要將現(xiàn)代化工生產(chǎn)過程或化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的主要環(huán)節(jié)以方框、箭頭和圖形的方式表達(dá)出來，并對(duì)環(huán)節(jié)中所涉及的中學(xué)化學(xué)知識(shí)巧妙提問，從而形成了現(xiàn)在讓學(xué)生感到畏懼的化學(xué)工藝試題。怎樣輔導(dǎo)學(xué)生，才能使學(xué)生很好的掌握這類題的解題方法正是一線教師非常關(guān)心的問題。
對(duì)于近幾年高考中出現(xiàn)的化學(xué)工藝題一般按生產(chǎn)原料可分為以下幾類：利用礦產(chǎn)資源生產(chǎn)的工藝流程題（工業(yè)制硫酸、冶鐵煉鋼等）、利用空氣資源生產(chǎn)的工藝流程題（如合成氨工藝流程題）、利用水資源生產(chǎn)的工藝流程題（如海水制鹽、氯堿工業(yè)、海水提溴碘、海水提鎂等）、利用化石燃料生產(chǎn)的工藝流程題（如有機(jī)合成工藝題）等等。
在學(xué)生做題時(shí)要準(zhǔn)確、順利完成工藝流程題的解答。首先學(xué)生必須要掌握物質(zhì)的性質(zhì)和物質(zhì)之間相互作用的基本知識(shí)，其次要掌握除雜分離提純物質(zhì)的基本技能，另外也要具備分析工藝生產(chǎn)流程的方法和能力。下面針對(duì)新課程高考改革后化學(xué)工藝類題型的解題思路作如下探討：
案例一：鹵代烴RX與金屬鈉作用，可增加碳鏈制取高級(jí)烴，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：RX+2Na+R’xR-R’+2NaX。其中x代表鹵素原子，R和R，為烴基，可以相同也可以不同。試以苯、乙炔、Br2、HBr、金屬鈉、金屬鐵等為原料，通過三步反應(yīng)制取苯乙烯，寫出制取該苯乙烯過程中的涉及的化學(xué)方程式。
解題思路：對(duì)于該類型題，我們可以在草稿紙上先畫出工藝流程圖，這時(shí)我們不難看出這是一類線型流程工藝（從原料到產(chǎn)品的生產(chǎn)工序）試題。為此分析整個(gè)生產(chǎn)流程示意圖中的所使用的原料與產(chǎn)品，從中找到原料與產(chǎn)品之間的聯(lián)系，弄清楚整個(gè)生產(chǎn)流程中原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的基本原理和除雜分離提純產(chǎn)品的化工工藝，然后再結(jié)合題設(shè)的問題，逐一推敲解答。
具體分析如下：從題目中可知（1）原料為苯、乙炔、Br2、HBr、金屬鈉、金屬鐵。目標(biāo)物質(zhì)為苯乙烯。（2）題中給定條件為利用鹵代烴RX與金屬鈉作用，可增加碳鏈制取高級(jí)烴，RX+2Na+R’xR-R’+2NaX。（3）在學(xué)生的已有學(xué)習(xí)了，苯、炔烴的性質(zhì)，比如乙炔的加成反應(yīng)，苯的取代反應(yīng)等。由此可得出答案。
當(dāng)然有些化工生產(chǎn)選用多組原材料，事先合成一種或幾種中間產(chǎn)品，再用這一中間產(chǎn)品與部分其它原材料生產(chǎn)所需的主要產(chǎn)品。以這種工藝生產(chǎn)方式設(shè)計(jì)的工藝流程題時(shí)，我們?yōu)榱吮阌诜治稣莆丈a(chǎn)流程的原理、方便解題，通常將提供的工藝流程示意圖畫分成幾條生產(chǎn)流水線，進(jìn)行交叉分析。也有些題型考查用同樣的原材料生產(chǎn)多種（兩種或兩種以上）產(chǎn)品（包括副產(chǎn)品）的類型的化學(xué)工藝題，這時(shí)用截段分析更容易找到解題的切入點(diǎn)，便可很快得出最有效的解題思路，從而得到正確答案。
案例二：合成氨的流程示意圖如下：（如圖1）
回答下列問題：
（1）工業(yè)合成氨的原料是氮?dú)夂蜌錃?。氮?dú)馐菑目諝庵蟹蛛x出來的，通常使用的兩種分離方法是______，______，氫氣的來源是水和碳?xì)浠衔?，寫出分別采用煤和天然氣為原料制取氫氣的化學(xué)方程式_____，_______。
（2）設(shè)備A中含有電加熱器，觸媒和熱交換器，設(shè)備A的名稱是_______，其中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為_______。
（3）設(shè)備B的名稱是_______，其中m和n是兩個(gè)通水口，入水口是
（填“m”或“n”）。不宜從相反方向通水的原因是_______。
（4）設(shè)備C的作用是_______。
（5）在原料氣制備過程中混有的CO對(duì)催化劑有毒害作用，欲除去原料氣中的CO，可通過如下反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)：CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g），已知1000K時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=0.672，若要使CO的。轉(zhuǎn)化率超過90%，則起始物中c（H2O）：c（CO）不低于________。
解題思路：這是2012年海南省的一道高考題，屬于一個(gè)典型的利用空氣資源進(jìn)行生產(chǎn)的工藝流程題（如合成氨工藝流程題）。在該化學(xué)工藝生產(chǎn)中，出現(xiàn)了循環(huán)壓縮機(jī)是為了充分利用原料，變廢為寶，設(shè)計(jì)的生產(chǎn)流水線除了主要考慮將原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品外，同時(shí)還要考慮將生產(chǎn)過程的副產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為原料的循環(huán)生產(chǎn)工藝。在解答這類題分析工藝生產(chǎn)流程時(shí)，必須考慮原料轉(zhuǎn)化的產(chǎn)品的同時(shí)也要充分考慮原料的充分利用和再生產(chǎn)問題。
具體分析過程如下：（1）利用空氣中氮?dú)獾姆悬c(diǎn)比氧氣的沸點(diǎn)低，先將空氣加壓降溫變成液態(tài)，然后再加熱，使氮?dú)馐紫葟囊簯B(tài)空氣中蒸發(fā)出來，留下的就是液態(tài)氧氣。故分離方法是液化和分餾。（2）合成氨的設(shè)備為合成塔。（3）冷凝分離氨氣的設(shè)備為冷卻塔，為了增強(qiáng)冷卻效果，冷卻水應(yīng)從下端進(jìn)入，逆向冷卻效果好。（4）設(shè)備C是分離器，能將液氨和未反應(yīng)的原料分離。（5）通過題中CO的轉(zhuǎn)化率求出CO、H2O的起始濃度，再求出它們的比值。
同時(shí)化學(xué)工藝題也存在如下的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；
一是試題源于現(xiàn)代生產(chǎn)和中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)。以解決化學(xué)面臨的實(shí)際問題進(jìn)行設(shè)疑，使問題情境真實(shí)呈現(xiàn)于生產(chǎn)生活中，意在培養(yǎng)學(xué)生利用所學(xué)理論知識(shí)分析和解決實(shí)際面臨的問題。
二是由于社會(huì)生產(chǎn)的多樣性，化學(xué)工藝試題內(nèi)容非常豐富，涉及的化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)各個(gè)方面的內(nèi)容，既能考查學(xué)生化學(xué)雙基知識(shí)的掌握情況，也能考查學(xué)生應(yīng)用雙基知識(shí)解決化工生產(chǎn)、化學(xué)實(shí)驗(yàn)中相關(guān)問題的能力。
【關(guān)鍵詞】高考 無機(jī)流程 復(fù)習(xí)策略
工業(yè)流程題目以能力立意為主，情境新，能考查學(xué)生的三種能力：接受吸收、整合化學(xué)信息能力；分析問題和解決化學(xué)問題能力；實(shí)驗(yàn)與探究能力?；瘜W(xué)工業(yè)流程題體現(xiàn)新課程理念，突出化學(xué)與實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)的聯(lián)系，是高中化學(xué)課程改革的重要內(nèi)容?？忌鷮?duì)此往往就會(huì)有畏懼感，解題時(shí)不知從何處入手突破。如果在復(fù)習(xí)時(shí)把握好高中化學(xué)知識(shí)和工業(yè)流程題目的聯(lián)系，注意知識(shí)在題目中的應(yīng)用，就能夠教會(huì)學(xué)生運(yùn)用已有知識(shí)解決工業(yè)流程題目中的設(shè)問。下面就工藝流程題的結(jié)構(gòu)、考查范圍、常見考點(diǎn)以及復(fù)習(xí)建議等方面來討論化學(xué)無機(jī)流程題目復(fù)習(xí)策略。
一、工業(yè)流程題目考查的范圍
化學(xué)高考考試大綱要求：化學(xué)科試題旨在測(cè)試考生對(duì)中學(xué)化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能的掌握情況和所應(yīng)具有的觀察能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α⑺季S能力和自學(xué)能力；試題還應(yīng)注意考查考生初步運(yùn)用所學(xué)化學(xué)知識(shí)觀察、分析生活、生產(chǎn)和社會(huì)中的各類有關(guān)化學(xué)問題的能力。以工業(yè)流程為載體對(duì)化學(xué)知識(shí)的考查滿足了這個(gè)要求，注重了源于教材高于教材，充分體現(xiàn)了對(duì)學(xué)科主干知識(shí)及學(xué)科內(nèi)綜合能力的考查?；瘜W(xué)工業(yè)流程題的設(shè)問角度一般涉及以下幾個(gè)方面：
1.化學(xué)反應(yīng)原理——涉及元素化合物、氧化還原、反應(yīng)方程式等。
2.如何控制成本低——原料的選取使用、設(shè)備的損耗等。
3.如何提高原料的利用率——利用好副產(chǎn)品、循環(huán)使用原料、能量盡可能利用。
4.如何使生產(chǎn)過程要快——化學(xué)反應(yīng)速率（從影響反應(yīng)速率的因素入手分析、解答）。
5.如何提高產(chǎn)率——化學(xué)平衡（從影響平衡的因素入手分析、解答）。
6.如何得到純的產(chǎn)品——產(chǎn)品的分離、提純等實(shí)驗(yàn)基本操作問題。
7.環(huán)保問題——反應(yīng)物盡可能無毒無害無副作用，“三廢”的處理，涉及綠色化學(xué)問題。
二、無機(jī)工業(yè)流程題的結(jié)構(gòu)、常見考點(diǎn)
1.原料處理階段的常見考點(diǎn)
①加快反應(yīng)速率——問那些加快反應(yīng)速率有哪些方法或給出操作如粉碎、研磨等作用。②溶解 浸出——通常用水或酸或堿溶解，如用硫酸、鹽酸、氫氧化鈉等得到可溶性離子進(jìn)入溶液，不溶物通過過濾除去的溶解過程；也有先加入固體物質(zhì)再用溶劑溶解的。③灼燒 焙燒——如從海帶中提取碘等。④煅燒——改變物質(zhì)結(jié)構(gòu)或者發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，如改變高嶺土中氧化鋁的結(jié)構(gòu)。
2.分離提純階段的常見考點(diǎn)
①調(diào)pH值除雜——控制溶液的酸堿性使某些金屬離子形成氫氧化物沉淀；本類考點(diǎn)題目中通常會(huì)給出一些金屬離子開始沉淀到完全沉淀的PH值，一般應(yīng)滿足兩點(diǎn)：①能與H+反應(yīng)，使溶液pH值增大；②不引入新雜質(zhì)。②試劑除雜——加入化學(xué)試劑除去雜質(zhì)，所加試劑應(yīng)過量，最好不引進(jìn)新的雜質(zhì)。③加熱——加快反應(yīng)速率或促進(jìn)平衡向某個(gè)方向移動(dòng)加熱。④降溫——防止某物質(zhì)在高溫時(shí)會(huì)溶解或?yàn)槭够瘜W(xué)平衡向著題目要求的方向移動(dòng)。⑤母液（濾液）——考慮回收利用或者對(duì)環(huán)境的污染。
3.獲得產(chǎn)品階段的常見考點(diǎn)
①洗滌（冰水 熱水）——洗去晶體表面的雜質(zhì)離子，并減少晶體在洗滌過程中的溶解損耗；有時(shí)也是為了防止環(huán)境污染。②蒸發(fā)、反應(yīng)時(shí)的氣體氛圍 抑制水解。③結(jié)晶。
4.其他考點(diǎn)
①方程式——考查化學(xué)方程式、離子方程式的書寫或配平，其中考查陌生方程式的書寫成為近年的熱點(diǎn)。②實(shí)驗(yàn)儀器——考查儀器的選用或用途。③計(jì)算——化學(xué)反應(yīng)原理（選修）中焓變、蓋斯定律、中和滴定、化學(xué)平衡常數(shù)表K、溶度積常數(shù)KSP等的應(yīng)用。④信息點(diǎn)——需要結(jié)合題目中所給信息進(jìn)行回答，常見的有金屬離子沉淀的PH值范圍、圖像等；也有一些是介紹物質(zhì)性質(zhì)或其他。
三、化學(xué)無機(jī)流程題目復(fù)習(xí)策略
1. 夯實(shí)基礎(chǔ)知識(shí)，重視高中化學(xué)知識(shí)在流程題目中的運(yùn)用
化工流程題目涉及的知識(shí)點(diǎn)多、綜合性強(qiáng)，由以上的分析可以看出工業(yè)流程題目考查內(nèi)容形式多樣，化學(xué)實(shí)驗(yàn)與元素化合物、化學(xué)計(jì)算、化學(xué)概念和原理等各個(gè)板塊中相關(guān)知識(shí)綜合在一起進(jìn)行考查，綜合能力要求較高，所涉及的知識(shí)大多比較基礎(chǔ)，因此在復(fù)習(xí)時(shí)要注意相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的落實(shí)，避免失去根基。
2.掌握一些解題方法
圍繞前面提到的工業(yè)流程題目考查范圍，在審題時(shí)首要明確制備的產(chǎn)品是什么；原料經(jīng)過怎樣的處理；后續(xù)分離操作怎樣進(jìn)行；如何獲得產(chǎn)品有無副產(chǎn)品。在回答題目的設(shè)問時(shí)要注意針對(duì)性，流程中無關(guān)的內(nèi)容不要深究。另外新課程考試大綱要求考生能夠從試題提供的新信息中，準(zhǔn)確地提取實(shí)質(zhì)性內(nèi)容，并經(jīng)與已有知識(shí)塊整合，重組為新知識(shí)塊的能力，所以很多試題的答案是隱藏在試題中的。一般解題方法有：
首尾分析法 對(duì)一些線型流程工藝（從原料到產(chǎn)品為一條龍生產(chǎn)工序）試題，首先對(duì)比分析生產(chǎn)流程示意圖中的第一種物質(zhì)原材料與最后一種物質(zhì)產(chǎn)品，從對(duì)比分析中找出原料與產(chǎn)品之間的關(guān)系，弄清生產(chǎn)流程過程中原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的基本原理和除雜分離提純產(chǎn)品的化工工藝，然后再結(jié)合題設(shè)的問題，逐一推敲解答。
截段分析法 對(duì)于用同樣的原材料生產(chǎn)多種（兩種或兩種以上）產(chǎn)品（包括副產(chǎn)品）的工藝流程題，用截段分析法更容易找到解題的切入點(diǎn)。
點(diǎn)線結(jié)合快速解題法由點(diǎn)到線，或者表述為“集中一點(diǎn)，通觀全局！”“點(diǎn)”就是只抓住流程圖中的一處或是題目中的某處信息進(jìn)行作答。
3.注意答題的規(guī)范
【關(guān)鍵詞】廣東高考化學(xué)；工業(yè)流程題；能力
教育部于2003年4月頒布了《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）》（人民教育出版社出版，以下簡(jiǎn)稱《課標(biāo)》），開始啟動(dòng)高中化學(xué)新課程改革。新課改下的高中化學(xué)課程無論是課程目標(biāo)、課程結(jié)構(gòu)還是課程內(nèi)容都是一次全新的嘗試。關(guān)于課程目標(biāo)，《課標(biāo)》明確提出：高中化學(xué)課程以進(jìn)一步提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)為宗旨，著眼于學(xué)生未來的發(fā)展，體現(xiàn)時(shí)代性、基礎(chǔ)性和選擇性，兼顧學(xué)生志趣、潛能的差異和發(fā)展的需要。以此為指導(dǎo)思想，高中化學(xué)新課程構(gòu)建了新的課程內(nèi)容和知識(shí)體系。隨著新課改的全面展開，教育部也頒布了新的化學(xué)高考《考試大綱》，《考試大綱》明確要求：化學(xué)科試題旨在測(cè)試考生對(duì)中學(xué)化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能的掌握情況和所應(yīng)具有的觀察能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α⑺季S能力和自學(xué)能力；試題還應(yīng)注意考查考生初步運(yùn)用所學(xué)化學(xué)知識(shí)，觀察、分析生活、生產(chǎn)和社會(huì)中的各類有關(guān)化學(xué)問題的能力。為了跟新課改相適應(yīng)，體現(xiàn)《考試大綱》的精神，高考命題在理念、模式、題型、內(nèi)容等方面都進(jìn)行了相應(yīng)的變革。在考查的重點(diǎn)上，更注重考查考生的綜合素質(zhì)和運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。在題型上，亮點(diǎn)之一是工業(yè)流程題的異軍突起，由于工業(yè)流程題是以工業(yè)生產(chǎn)為背景，以化學(xué)反應(yīng)原理為主線，結(jié)合實(shí)驗(yàn)操作，兼顧經(jīng)濟(jì)視角來考查考生獲取、整合化學(xué)知識(shí)的能力及運(yùn)用知識(shí)分析、解決生活實(shí)際和科學(xué)研究中的簡(jiǎn)單化學(xué)問題的能力，題目具有一定的難度和區(qū)分度，在體現(xiàn)《課標(biāo)》要求的同時(shí)，較好承接了高考選拔的功能，受到幾乎所有課改省份的青睞。
新課程改革背景下，以工業(yè)流程題考查的主要能力為切入點(diǎn)，就教學(xué)中如何轉(zhuǎn)變教師的教學(xué)方式和學(xué)生的學(xué)習(xí)方式進(jìn)行一些實(shí)際可操作的教學(xué)案例設(shè)計(jì)，使教學(xué)跟上《課標(biāo)》的步伐，便于學(xué)生更好的應(yīng)考，就成了值得我們努力的課題。下面就近五年的廣東高考化學(xué)工業(yè)流程題進(jìn)行分析匯總，就其考查的重點(diǎn)和能力，結(jié)合教學(xué)實(shí)際談?wù)劯咧谢瘜W(xué)教學(xué)如何培養(yǎng)學(xué)生的相關(guān)能力。
1 近五年廣東高考化學(xué)工業(yè)流程題考查的主要知識(shí)點(diǎn)及能力
工業(yè)流程題的試題結(jié)構(gòu)包括三部分，分別是題頭、題干和題尾。題頭一般是簡(jiǎn)單介紹該工藝生產(chǎn)的原材料和工藝生產(chǎn)的目的（包括附產(chǎn)品）；題干部分是將原料到產(chǎn)品的主要生產(chǎn)工藝流程用框圖形式表示出來；題尾則是根據(jù)生產(chǎn)過程中所涉及的化學(xué)知識(shí)設(shè)置成四至五個(gè)問題，從而構(gòu)成一道完整的化學(xué)試題?？疾榈奶攸c(diǎn)是立意新穎、科學(xué)性強(qiáng)、范圍廣泛、難度較高?，F(xiàn)將近五年的廣東高考化學(xué)工業(yè)流程題考查的內(nèi)容、知識(shí)點(diǎn)和能力進(jìn)行分析匯總，如下表：
綜觀近五年的廣東高考化學(xué)工業(yè)流程題，考查的內(nèi)容多以元素化合物結(jié)合實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)為主；問題設(shè)問形式主要有填空（化學(xué)方程式、離子方程式、電極方程式等的書寫）和簡(jiǎn)答（工業(yè)過程中某些操作的措施、理由、評(píng)價(jià)等）兩大類；考查的知識(shí)點(diǎn)則遍布整個(gè)高中化學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域（除選修五《有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)》外）；考查能力方面主要是考查學(xué)生獲取信息的能力、實(shí)驗(yàn)探究的能力、知識(shí)遷移的能力和化學(xué)用語規(guī)范表達(dá)的能力。因此，在高中化學(xué)教學(xué)過程中應(yīng)著重培養(yǎng)學(xué)生的相關(guān)能力。才能更好的適應(yīng)《課標(biāo)》要求和更好的應(yīng)考。
2 高考工業(yè)流程題考查能力啟示下的化學(xué)教學(xué)反思
工業(yè)流程題是以真實(shí)的工業(yè)生產(chǎn)過程為背景，綜合考查學(xué)生各方面的基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能及將已有知識(shí)靈活應(yīng)用在生產(chǎn)實(shí)際中解決問題的能力，充分體現(xiàn)了《課標(biāo)》對(duì)培養(yǎng)學(xué)生相關(guān)能力的要求的指導(dǎo)思想。但在現(xiàn)行的《教學(xué)大綱》、《考試大綱》中均沒有對(duì)工業(yè)流程題進(jìn)行較詳細(xì)和完整的說明和解釋，多種新課程教材中也均無獨(dú)立的模塊和專題對(duì)其進(jìn)行講解。因此要跟上課改的步伐，我們只有在平時(shí)的教學(xué)中著重培養(yǎng)學(xué)生的相關(guān)能力。
2.1 培養(yǎng)學(xué)生獲取信息的能力。
“能力立意”是文科綜合能力測(cè)試的靈魂，考查的是運(yùn)用知識(shí)分析解決實(shí)際問題的能力。工業(yè)流程題是通過設(shè)置生活化學(xué)新情境，考查學(xué)生從材料中獲取有效信息、分析問題、運(yùn)用知識(shí)描述論證解決問題等一系列的能力。其中“獲取和解讀信息”的能力是“分析、運(yùn)用知識(shí)”與“論證和探討解決問題”的能力的重要前提。可見培養(yǎng)學(xué)生獲取和解讀信息能力顯得尤其重要。因此我們?cè)诮虒W(xué)過程的各個(gè)階段都不能忽視對(duì)學(xué)生獲取和解讀信息能力的培養(yǎng)和檢驗(yàn)。獲取和解讀信息過程實(shí)際上就是要求學(xué)生找出“已知什么”、“具備什么”、“要解決什么”，在獲取解讀信息過程中，關(guān)鍵是把信息中的“關(guān)鍵詞”、“關(guān)鍵信息”、“隱含信息”提取出來。
在教學(xué)過程中讓學(xué)生自己去獲取、篩選、處理信息，達(dá)到問題的解決。這樣的教學(xué)過程是以學(xué)生為學(xué)習(xí)的主體，所以他們的興致特別高，學(xué)得也特別認(rèn)真，不但掌握了新知識(shí)，而且有效地訓(xùn)練了學(xué)生獲取有效信息的能力。但值得注意的，一是學(xué)生信息獲取能力的提高是一個(gè)長(zhǎng)期的漸進(jìn)的過程，不能一厥而就，而應(yīng)該作為一種長(zhǎng)期習(xí)慣養(yǎng)成來培養(yǎng)；二是我們?cè)趯W(xué)生分析、整理有效信息的過程中，教師要給予及時(shí)的指導(dǎo)和適時(shí)的評(píng)價(jià)，保證學(xué)生思路的正確和獲得的信息有效。
2.2 培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)遷移能力。
知識(shí)的遷移指的是一種學(xué)習(xí)對(duì)另一種學(xué)習(xí)的影響。學(xué)生的遷移能力是指學(xué)生將學(xué)到的知識(shí)技能成功地遷移到新情境中，從而達(dá)到問題的解決的一種素質(zhì)和能力。工業(yè)流程題考查的知識(shí)來源于課本但又高出于課本，需要學(xué)生將已有的知識(shí)分解、重組來達(dá)到問題的解決。知識(shí)遷移能力是化學(xué)新課程的重要目標(biāo)之一，也是高考重點(diǎn)考查的能力之一，在平時(shí)的教學(xué)過程中培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)遷移能力就顯得尤為重要。
建構(gòu)主義認(rèn)為，學(xué)是與一定的社會(huì)生活的背景即“情境”相聯(lián)系的，在實(shí)際生活情境下進(jìn)行學(xué)習(xí)，尤其是在相似的“情景”中學(xué)習(xí)，更有利于激發(fā)運(yùn)用原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中的有關(guān)經(jīng)驗(yàn)，去同化和索引當(dāng)前學(xué)習(xí)到的新知識(shí)，從而在新舊知識(shí)之間建立起聯(lián)系，促進(jìn)知識(shí)的遷移。在課堂講授中，結(jié)合教學(xué)實(shí)際，從學(xué)生熟悉的已學(xué)過的知識(shí)入手，創(chuàng)設(shè)情景去激發(fā)他們發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，促進(jìn)知識(shí)的遷移。
2.3 培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力。
《課標(biāo)》明確指出“高中化學(xué)課程應(yīng)有利于學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探究的過程，學(xué)習(xí)科學(xué)研究的基本方法，加深對(duì)科學(xué)本質(zhì)的認(rèn)識(shí)，增強(qiáng)創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力”，并強(qiáng)調(diào)“通過以化學(xué)實(shí)驗(yàn)為主的多種探究活動(dòng)，激發(fā)學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，強(qiáng)化科學(xué)探究的意識(shí)，促進(jìn)學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變”。工業(yè)流程題正是以真實(shí)的工業(yè)生產(chǎn)為情景，以化學(xué)實(shí)驗(yàn)為載體，結(jié)合化學(xué)知識(shí)設(shè)置問題，考查學(xué)生自主學(xué)習(xí)的探究能力。因此，教師在深刻領(lǐng)會(huì)課程教材知識(shí)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)一些適合學(xué)生探究的教學(xué)過程，滲透工業(yè)流程題的思想和觀念，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中提高自身的探究能力。
試驗(yàn)證明，學(xué)生通過自身的探究，對(duì)知識(shí)掌握的牢固度和深度都較打開書，老師滿堂灌的效果更好。教育心理學(xué)也認(rèn)為，中學(xué)生有與生俱來的探究的需要和獲得新的體驗(yàn)的需要，而這些需要的滿足，需要在一定的教育環(huán)境下用適當(dāng)?shù)姆椒ú拍艿靡詫?shí)現(xiàn)。為此，我們要實(shí)現(xiàn)研究性學(xué)習(xí)，轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式就要做到：一是為學(xué)生提供一個(gè)開放性的學(xué)習(xí)環(huán)境；二是明確探究最重要的目的不是結(jié)果，而是通過對(duì)問題的不斷“追問”，學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)，學(xué)會(huì)思考，學(xué)會(huì)獲得知識(shí)的方法；三是老師要以表揚(yáng)鼓勵(lì)為主，充分肯定學(xué)生在探究過程中的主動(dòng)參與精神和創(chuàng)新意識(shí)，使他們體驗(yàn)探究的樂趣和成功的喜悅，樂于形成探究的習(xí)慣。
2.4 培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)用語規(guī)范表達(dá)能力。
化學(xué)科有其專用的化學(xué)名稱及化學(xué)符號(hào)。工業(yè)流程題除考查考生的一系列能力外，還考查了考生的規(guī)范用語能力，但從近年的高考閱卷分析結(jié)果來看，因化學(xué)用語表達(dá)不規(guī)范而失分的現(xiàn)象十分驚人，如化學(xué)專用名詞漢字書寫不正確、化學(xué)式寫錯(cuò)或不規(guī)范、化學(xué)方程式不配平或配平錯(cuò)誤、生成物中的沉淀“”和氣體“”未注明等等。因此強(qiáng)調(diào)化學(xué)用語表達(dá)的規(guī)范性，減少因文字和用語表達(dá)不規(guī)范這一非智力因素而導(dǎo)致的失分顯得尤其重要。規(guī)范書寫專用化學(xué)名稱及化學(xué)符號(hào)既是一種能力也是一種習(xí)慣，教師應(yīng)該在學(xué)生學(xué)習(xí)的每個(gè)階段，每一堂課中加以強(qiáng)調(diào)，保證學(xué)生養(yǎng)成良好的用語習(xí)慣，才不至于在高考中失去不該失去的分?jǐn)?shù)。要培養(yǎng)學(xué)生良好的化學(xué)用語表達(dá)能力，教師要做好下面幾方面：
一是在平時(shí)的教學(xué)中教師應(yīng)幫助他們?nèi)ソ?gòu)語言表達(dá)的有關(guān)模式，給學(xué)生提供可模仿、學(xué)習(xí)的范本，突破典型的問題。
二是在平時(shí)的教學(xué)中，有意識(shí)地訓(xùn)練學(xué)生的“化學(xué)表述”能力。努力創(chuàng)造機(jī)會(huì)讓學(xué)生發(fā)言，凡是學(xué)生通過思考能夠表達(dá)的要讓學(xué)生用清晰的化學(xué)語言有條理地?cái)⑹?，這不僅有利于檢查學(xué)生思維的正確性和知識(shí)的掌握程度，而且有利于培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)語言表達(dá)能力。
三是要重視學(xué)生“書寫”習(xí)慣的養(yǎng)成。實(shí)驗(yàn)是學(xué)習(xí)化學(xué)的基礎(chǔ)，實(shí)驗(yàn)在化學(xué)考查中所占的比重較大，因此，借助實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練學(xué)生的“化學(xué)表述”能力成為可能。在指導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，要注意多讓學(xué)生用化學(xué)語言有條理地?cái)⑹霾僮鬟^程，表述獲取知識(shí)的思維過程，把動(dòng)手操作、動(dòng)腦理解、動(dòng)口表達(dá)、動(dòng)手記述有機(jī)地結(jié)合起來。只有這樣，才能有效地培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)用語規(guī)范表達(dá)能力。
四是及時(shí)的評(píng)價(jià)。教師善于抓住學(xué)生的規(guī)范用語表達(dá)過程中的閃光點(diǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，讓學(xué)體驗(yàn)成功的喜悅，激發(fā)其后繼努力。
工業(yè)流程題作為新高考中的新題型，由于其取材于真實(shí)的工業(yè)生產(chǎn)過程，在考查的重點(diǎn)上測(cè)重考查考生的各方面能力，它較好地體現(xiàn)了《課標(biāo)》要求化學(xué)課程著重培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作和探究的能力，也由于題型具有一定的難度和區(qū)分度，也較好地承接了高考選拔的功能。因此無論是出于應(yīng)試還是改進(jìn)自我的教學(xué)跟上新課改的步伐，對(duì)工業(yè)流程題進(jìn)行研究都具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。本文在匯總工業(yè)流程題考查的知識(shí)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，分析其考查的主要能力，據(jù)此結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，進(jìn)行一些教學(xué)案例片斷的設(shè)計(jì)并進(jìn)行反思，期望以此改進(jìn)自我的教學(xué)方式和為同行提供一些可借鑒的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
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關(guān)鍵詞：化學(xué)工藝流程圖題；習(xí)題解析；教學(xué)策略；中學(xué)化學(xué)教學(xué)
文章編號(hào)：1005–6629（2013）8–0064–04 中圖分類號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B
化學(xué)知識(shí)在工業(yè)生產(chǎn)和生活實(shí)際中，有著廣泛的應(yīng)用。在高考命題中為了體現(xiàn)化學(xué)學(xué)科知識(shí)的實(shí)用性，試題有時(shí)會(huì)以流程圖的形式出現(xiàn)。這類習(xí)題往往以真實(shí)的化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)過程為命題素材，體現(xiàn)能力立意的高考命題指導(dǎo)思想。工藝流程圖題能夠綜合考查學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)及應(yīng)用解決實(shí)際問題的能力[1]。解答這類習(xí)題需要學(xué)生既要熟知工業(yè)生產(chǎn)的基本反應(yīng)原理，同時(shí)要能對(duì)流程圖中所給出的關(guān)鍵信息進(jìn)行解讀，理解有關(guān)的反應(yīng)原理，對(duì)學(xué)生的能力要求較高。特別是江蘇高考試題Ⅱ卷中有2道大題都是以真實(shí)的化學(xué)工藝流程圖呈現(xiàn)出來，給考生答題帶來了不小的壓力。研究化學(xué)工藝流程圖題的命題特點(diǎn)，并有針對(duì)性地采用適當(dāng)?shù)膽?yīng)對(duì)策略，已是擺在廣大師生面前的課題。李新勇、劉全明等人對(duì)江蘇高考試題進(jìn)行評(píng)價(jià)，指出流程圖的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)和分類，孫國(guó)虎、王滋曼等結(jié)合命題趨勢(shì)，嘗試從命題的角度分析流程圖，許國(guó)霞等分析了無機(jī)流程圖的常見解法。結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，本文試圖分析工藝流程圖題的命題特點(diǎn)，提出分析的方法和技巧，給出教學(xué)建議，從而提高課堂教學(xué)質(zhì)量。
1 認(rèn)識(shí)化學(xué)工藝流程圖題的命題特點(diǎn)
課程標(biāo)準(zhǔn)明確指出高中化學(xué)要使學(xué)生能夠運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解釋生產(chǎn)、生活中的化學(xué)現(xiàn)象，解決與化學(xué)有關(guān)的一些實(shí)際問題[2]?；瘜W(xué)工藝流程圖題由于它更能體現(xiàn)生產(chǎn)實(shí)際，得到命題專家的青睞而逐漸成為一種流行的題型?；ち鞒虉D題就是對(duì)化工生產(chǎn)過程進(jìn)行概括和抽象，將主要操作步驟或物質(zhì)轉(zhuǎn)化用框圖和箭頭連接起來，并以文字、表格或圖像補(bǔ)充相關(guān)的信息，然后根據(jù)流程中涉及的中學(xué)化學(xué)知識(shí)進(jìn)行設(shè)問，從而構(gòu)成與化工生產(chǎn)緊密聯(lián)系的試題。從考查內(nèi)容上看，工藝流程圖題以原料到產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為線索背景，以物質(zhì)性質(zhì)和物質(zhì)的轉(zhuǎn)化為考點(diǎn)；從呈現(xiàn)方式上看，流程圖其基本結(jié)構(gòu)包括題頭、題干和題尾三個(gè)部分，其核心部分是用框圖、箭頭和文字等形式將操作或物質(zhì)轉(zhuǎn)換或反應(yīng)設(shè)備等主要生產(chǎn)工藝流程表示出來；從設(shè)問形式上看，流程圖比較新穎并且隱含的知識(shí)量較大，往往把化學(xué)理論、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、基本操作和元素化合物知識(shí)與流程融合在一起，問題設(shè)問對(duì)學(xué)生的能力要求明顯高于單一的圖表題，因而在教學(xué)中學(xué)生普遍反映化學(xué)工藝流程圖題較難解答[3]。針對(duì)這種情況，教學(xué)中要引導(dǎo)學(xué)生抓住命題特點(diǎn)，建立分析框架，總結(jié)出流程圖分析的一般思路，從而弄清和完成命題者的設(shè)問要求。
2 解析化學(xué)工藝流程圖題的方法和技巧
流程圖題包含的信息量比較大，需要在分析時(shí)理清解決問題的基本框架，避免“只見樹木不見森林”和“眉毛胡子一把抓”的現(xiàn)象。在面對(duì)大信息量的流程圖題時(shí)，要抓住流程圖的關(guān)鍵詞語，準(zhǔn)確解讀其化學(xué)含義，同時(shí)要抽象出問題分析的本質(zhì)特征，建立起信息分析的基本模型，即構(gòu)建分析框架。
2.1 建立流程圖題的分析框架
通過抽象、簡(jiǎn)化、假設(shè)、歸納等處理過程后，可以將某類實(shí)際問題用具體方式表達(dá)、建立起分析框架，然后用類比的方法對(duì)具體問題進(jìn)行處理，找出解題的方法和思路。結(jié)合流程圖的命題特點(diǎn)，可以建立流程圖題的分析框架如下（圖1）：
從上圖可以看出，化學(xué)工藝流程圖題從結(jié)構(gòu)上看是由三個(gè)部分組成，這三個(gè)部分都能提供不同的化學(xué)信息。在解題時(shí)可以先全面認(rèn)識(shí)流程圖的基本結(jié)構(gòu)，明確題中關(guān)鍵詞的基本含義，進(jìn)而理解由多個(gè)化學(xué)反應(yīng)組成的實(shí)驗(yàn)流程。教師在對(duì)這類習(xí)題進(jìn)行歸納提煉時(shí)，可以從流程圖題呈現(xiàn)方式、化學(xué)規(guī)律和知識(shí)及解題方法進(jìn)行剖析，提升學(xué)生對(duì)流程圖的整體認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的思維品質(zhì)。
2.2 理解流程圖中常用的關(guān)鍵詞
工藝流程圖題中給出部分文字信息，是流程圖中化學(xué)反應(yīng)的關(guān)鍵提示信息，可能是具體物質(zhì)，可能是實(shí)驗(yàn)操作。對(duì)這些信息要進(jìn)行仔細(xì)解讀，特別是表示相應(yīng)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作的文字信息。因?yàn)檫@些操作目的是使相關(guān)的物質(zhì)發(fā)生相應(yīng)的物理或化學(xué)變化。表1列出了流程圖題中常見的有關(guān)實(shí)驗(yàn)操作的關(guān)鍵詞[4]。
2.3 利用流程圖解題的常用方法
在解答流程圖題時(shí)，由于題干中大都是教材中沒有出現(xiàn)過的物質(zhì)，學(xué)生容易被陌生情景和專業(yè)術(shù)語嚇倒，甚至造成很多學(xué)生放棄解答。其實(shí)，很多設(shè)問都是各自獨(dú)立，無連帶效應(yīng)的，一個(gè)問題解決不了不會(huì)影響下一個(gè)問題的解決。而且每題中都有與流程圖無關(guān)的問題，可以直接根據(jù)已有的知識(shí)去完成。盡管流程圖題有不同的解題方法，在教學(xué)中首尾分析法是最常用的解題方法。它是指在了解工藝流程試題的題干結(jié)構(gòu)后，對(duì)比分析流程示意圖中的初始原料與目標(biāo)產(chǎn)品，從對(duì)比分析中找出原料與產(chǎn)品之間的關(guān)系，如純度、濃度、成分等不同的變化。這樣就需要弄清生產(chǎn)流程過程中原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的基本原理和除雜分離提純產(chǎn)品的化工工藝，然后結(jié)合題設(shè)的問題回答相關(guān)的化學(xué)原理或化學(xué)操作內(nèi)容。
3 典型例題解析
從2012年高考試題中有關(guān)流程圖試題來看，工藝流程圖題常常以元素化合物知識(shí)為依托，以反應(yīng)原理、實(shí)驗(yàn)操作為考點(diǎn)，以物質(zhì)制備為主要實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹，F(xiàn)以2012年部分高考試題為例，分析其命題特點(diǎn)，剖析其解題的思維過程。
例題1 （2012·廣東）難溶性雜鹵石（K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O）屬于“呆礦”，在水中存在如下平衡：
K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O（s） 2Ca2++2K++ Mg2++4SO4
為能充分利用鉀資源，用飽和Ca（OH）2溶液浸雜鹵石制備硫酸鉀，工藝流程（見圖2）如下：
（1）濾渣的主要成分有 和 以及未溶雜鹵石。
（2）用化學(xué)平衡移動(dòng)原理解釋Ca（OH）2溶液能溶解雜鹵石浸出K+的原因： 。
（3）“除雜”環(huán)節(jié)中，先加入 溶液，經(jīng)攪拌等操作后，過濾，再加入 溶液調(diào)濾液pH至中性。
分析：此題是以雜鹵石為原料經(jīng)過一系列物理、化學(xué)反應(yīng)制取硫酸鉀的工藝流程圖題。從呈現(xiàn)方式來看，試題是以物質(zhì)轉(zhuǎn)化的操作為主線的原料轉(zhuǎn)化工藝流程圖。題中溶浸操作是用Ca（OH）2溶液與雜鹵石進(jìn)行充分反應(yīng)，加入Ca（OH）2實(shí)際上包含Ca2+和OH-，Ca2+可以與雜鹵石中SO4 2-反應(yīng)，OH-可以與Mg2+反應(yīng)，生成Mg（OH）2、CaSO4兩種沉淀然后進(jìn)行過濾操作。在剩下的濾液中需要加入一種物質(zhì)除去Ca（OH）2，根據(jù)首尾分析法的原理，加入的物質(zhì)可以與Ca（OH）2發(fā)生反應(yīng)，同時(shí)根據(jù)此題的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖侵迫×蛩徕?，這種加入的物質(zhì)必須為鉀鹽，分析應(yīng)該是K2CO3。濾液中剩余的是硫酸鉀溶液，進(jìn)行蒸發(fā)濃縮得到固體硫酸鉀。
答案：（1）根據(jù)題目給出的可逆溶解平衡，加Ca（OH）2后，Mg2+變成Mg（OH）2。硫酸鈣是微溶物，因此濾渣成分是Mg（OH）2 、CaSO4和未溶雜鹵石；（2）根據(jù)勒夏特列原理，加入Ca（OH）2后，Mg2+不斷沉淀，硫酸鈣也析出，平衡正向移動(dòng)，因此浸出K+；（3）為了使生成的K2SO4純凈，要除去加入的過量Ca（OH）2，因此加入K2CO3，最后用H2SO4除去過量的K2CO3并調(diào)節(jié)溶液的pH。
例題2 （2012·江蘇）廢棄物的綜合利用既有利于節(jié)約資源，又有利于保護(hù)環(huán)境。實(shí)驗(yàn)室利用廢舊電池的銅帽（Cu、Zn 總含量約為99%）回收Cu并制備ZnO的部分實(shí)驗(yàn)過程如下（見圖3）：
（1）①銅帽溶解時(shí)加入H2O2 的目的是
（用化學(xué)方程式表示）。②銅帽溶解完全后，需將溶液
中過量的H2O2除去。除去H2O2的簡(jiǎn)便方法是
。
（2）已知pH>11 時(shí)Zn（OH）2 能溶于NaOH溶液生成[Zn（OH）4]2-。表2列出了幾種離子生成氫氧化物沉淀的pH（開始沉淀的pH 按金屬離子濃度為1.0 mol·L-1計(jì)算）。
實(shí)驗(yàn)中可選用的試劑：30% H2O2、1.0 mol·L-1 HNO3、1.0 mol·L-1 NaOH。由除去銅的濾液制備ZnO 的實(shí)驗(yàn)步驟依次為：① ；② ；③過濾；④ ；⑤過濾、洗滌、干燥；⑥900℃煅燒。
分析：此題是以廢舊電池為原料經(jīng)過綜合利用回收銅并制備氧化鋅的工藝流程圖題。從呈現(xiàn)方式來看，試題是以物質(zhì)轉(zhuǎn)化的操作為主線的原料轉(zhuǎn)化工藝流程圖。（1）電池銅帽溶解在稀H2SO4和H2O2 中，說明單質(zhì)銅可以轉(zhuǎn)化為可溶于水的二價(jià)銅離子。根據(jù)電子守恒可知H2O2被還原為H2O。（2）此題的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖侵苽鋃nO，可以分析出步驟⑥是Zn（OH）2固體受熱分解，步驟⑤應(yīng)該是Zn（OH）2從溶液中析出，且不會(huì)有其他固體雜質(zhì)析出。流程圖中制備的原料是除去銅之后的濾液，其中含有Fe3+、Fe2+和Zn2+。①②兩步應(yīng)把Fe3+、Fe2+轉(zhuǎn)化為沉淀，同時(shí)保持Zn2+不會(huì)沉淀。根據(jù)題目給出的離子生成沉淀所需pH的信息，可以得知應(yīng)先將Fe2+氧化為Fe3+，然后調(diào)節(jié)pH使Fe3+全部沉淀，過濾后使Zn2+轉(zhuǎn)化為沉淀。
答案：（1）①Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O；②加熱（至沸）
（2）①向?yàn)V液中加入適量30% H2O2，使其充分反應(yīng)；②滴加1.0 mol·L-1NaOH，調(diào)節(jié)溶液pH 約為5（或3.2≤pH
4 化學(xué)工藝流程圖題的教學(xué)策略
要想準(zhǔn)確、順利地解答好工藝流程圖題，一方面要掌握物質(zhì)的性質(zhì)及其相互轉(zhuǎn)化規(guī)律，掌握除雜、分離提純物質(zhì)等基本化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能；另一方面要應(yīng)用行之有效的解題方法，提升分析工藝流程圖題的能力。
4.1 注意對(duì)流程圖題的整體解讀
在教學(xué)中，有的學(xué)生拿到流程圖后，立即對(duì)題中的所有關(guān)鍵詞一個(gè)一個(gè)地進(jìn)行解讀，希望能挖掘出深刻的含義。其實(shí)通過對(duì)流程圖結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析可以知道，命題者對(duì)流程圖題的信息是通過不同的結(jié)構(gòu)部分給出的。教學(xué)中教師要訓(xùn)練學(xué)生從整體上把握命題者的意圖，通過閱讀題頭，了解流程圖以外的文字描述、表格信息、后續(xù)設(shè)問中的提示性信息，進(jìn)而明確生產(chǎn)目的——制備什么物質(zhì)，找到制備物質(zhì)時(shí)所需的原料及所含雜質(zhì)，提取出所給的相關(guān)信息——物質(zhì)反應(yīng)的化學(xué)方程式、物質(zhì)穩(wěn)定性、物質(zhì)溶解性等。然后對(duì)比分析生產(chǎn)流程示意圖中的第一種物質(zhì)原材料與最后一種物質(zhì)產(chǎn)品，從對(duì)比分析中找出原料與產(chǎn)品之間的關(guān)系，弄清生產(chǎn)流程過程中原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的過程中依次進(jìn)行的反應(yīng)。在解讀時(shí)要注意從整體上把握命題者的目的和意圖，不要拘泥于一個(gè)小問題的疑問，應(yīng)把握題目的主線，對(duì)整個(gè)流程形成完整、系統(tǒng)的理解。
4.2 注意基礎(chǔ)知識(shí)和常用方法的歸納掌握
掌握常見問題的分析思路和方法，有利于化工流程題的解答。如在很多的工藝流程題中，經(jīng)常標(biāo)出溫度、濃度等外界條件，對(duì)外界條件的分析主要從對(duì)反應(yīng)速率和平衡轉(zhuǎn)化率的影響兩個(gè)角度入手。反應(yīng)速率應(yīng)從反應(yīng)物接觸面積、接觸機(jī)會(huì)、溫度、反應(yīng)物濃度、催化劑等方面思考，同時(shí)要結(jié)合試題的實(shí)際情境和物質(zhì)的性質(zhì)。若為不同狀態(tài)物質(zhì)之間的反應(yīng)，則會(huì)有接觸面的問題，而增大接觸面的具體措施又各不相同，如固體可以用粉碎的方法、液體可以用噴灑的方法等。溫度措施在運(yùn)用時(shí)須確保反應(yīng)物或生成物的性質(zhì)保持穩(wěn)定，加熱一般是加快反應(yīng)速率或加速固體溶解；降溫是防止某物質(zhì)在高溫時(shí)溶解，也可能是適當(dāng)降低反應(yīng)速率或使化學(xué)平衡向著放熱方向移動(dòng)等；控制一定的溫度可能是防止某物質(zhì)在高溫時(shí)分解、揮發(fā)（如Br2）或發(fā)生副反應(yīng)，也可能是使催化劑活性達(dá)到最高。
很多學(xué)生解答工藝流程圖題時(shí)感到困難，這與學(xué)生平時(shí)基礎(chǔ)知識(shí)未掌握好、方法不靈活有一定關(guān)系，同時(shí)這與工藝流程圖題信息量較大，學(xué)生解讀困難也不無關(guān)系。教學(xué)中，教師要結(jié)合各地的命題趨勢(shì)，有針對(duì)性地解讀和訓(xùn)練，幫助學(xué)生建立流程圖題分析的一般框架結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到掌握流程圖題的目的。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞：高考化學(xué)；工業(yè)流程題；能力
中圖分類號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1672-1578（2015）05-0350-01
新課程改革背景下，以工業(yè)流程題考查的主要能力為切入點(diǎn)，就教學(xué)中如何轉(zhuǎn)變教師的教學(xué)方式和學(xué)生的學(xué)習(xí)方式進(jìn)行一些實(shí)際可操作的教學(xué)案例設(shè)計(jì)，使教學(xué)跟上《課標(biāo)》的步伐，便于學(xué)生更好的應(yīng)考，就成了值得我們努力的課題。下面就貴州省高考化學(xué)工業(yè)流程題進(jìn)行分析匯總，就其考查的重點(diǎn)和能力，結(jié)合教學(xué)實(shí)際談?wù)劯咧谢瘜W(xué)教學(xué)如何培養(yǎng)學(xué)生的相關(guān)能力。
1.近幾年貴州高考化學(xué)工業(yè)流程題考查的主要知識(shí)點(diǎn)及能力
工業(yè)流程題的試題結(jié)構(gòu)包括三部分，分別是題頭、題干和題尾。題頭一般是簡(jiǎn)單介紹該工藝生產(chǎn)的原材料和工藝生產(chǎn)的目的（包括附產(chǎn)品）；題干部分是將原料到產(chǎn)品的主要生產(chǎn)工藝流程用框圖形式表示出來；題尾則是根據(jù)生產(chǎn)過程中所涉及的化學(xué)知識(shí)設(shè)置成四至五個(gè)問題，從而構(gòu)成一道完整的化學(xué)試題?？疾榈奶攸c(diǎn)是立意新穎、科學(xué)性強(qiáng)、范圍廣泛、難度較高?，F(xiàn)將近幾年貴州高考化學(xué)工業(yè)流程題考查的內(nèi)容、知識(shí)點(diǎn)和能力進(jìn)行分析匯總，如下表：
綜觀近幾年貴州高考化學(xué)工業(yè)流程題，考查的內(nèi)容多以元素化合物結(jié)合實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)為主；問題設(shè)問形式主要有填空（化學(xué)方程式、離子方程式、電極方程式等的書寫）和簡(jiǎn)答（工業(yè)過程中某些操作的措施、理由、評(píng)價(jià)等）兩大類；考查的知識(shí)點(diǎn)則遍布整個(gè)高中化學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域（除選修五《有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)》外）；考查能力方面主要是考查學(xué)生獲取信息的能力、實(shí)驗(yàn)探究的能力、知識(shí)遷移的能力和化學(xué)用語規(guī)范表達(dá)的能力。因此，在高中化學(xué)教學(xué)過程中應(yīng)著重培養(yǎng)學(xué)生的相關(guān)能力。才能更好的適應(yīng)《課標(biāo)》要求和更好的應(yīng)考。
2.高考工業(yè)流程題考查能力啟示下的化學(xué)教學(xué)及教學(xué)反思
工業(yè)流程題是以真實(shí)的工業(yè)生產(chǎn)過程為背景，綜合考查學(xué)生各方面的基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能及將已有知識(shí)靈活應(yīng)用在生產(chǎn)實(shí)際中解決問題的能力，充分體現(xiàn)了《課標(biāo)》對(duì)培養(yǎng)學(xué)生相關(guān)能力的要求的指導(dǎo)思想。但在現(xiàn)行的《教學(xué)大綱》、《考試大綱》中均沒有對(duì)工業(yè)流程題進(jìn)行較詳細(xì)和完整的說明和解釋，多種新課程教材中也均無獨(dú)立的模塊和專題對(duì)其進(jìn)行講解。因此要跟上課改的步伐，我們只有在平時(shí)的教學(xué)中著重培養(yǎng)學(xué)生的相關(guān)能力。
2.1 培養(yǎng)學(xué)生獲取信息的能力。"能力立意"是文科綜合能力測(cè)試的靈魂，考查的是運(yùn)用知識(shí)分析解決實(shí)際問題的能力。工業(yè)流程題是通過設(shè)置生活化學(xué)新情境，考查學(xué)生從材料中獲取有效信息、分析問題、運(yùn)用知識(shí)描述論證解決問題等一系列的能力。其中"獲取和解讀信息"的能力是"分析、運(yùn)用知識(shí)"與"論證和探討解決問題"的能力的重要前提?？梢娕囵B(yǎng)學(xué)生獲取和解讀信息能力顯得尤其重要。因此我們?cè)诮虒W(xué)過程的各個(gè)階段都不能忽視對(duì)學(xué)生獲取和解讀信息能力的培養(yǎng)和檢驗(yàn)。獲取和解讀信息過程實(shí)際上就是要求學(xué)生找出"已知什么"、"具備什么"、"要解決什么"，在獲取解讀信息過程中，關(guān)鍵是把信息中的"關(guān)鍵詞"、"關(guān)鍵信息"、"隱含信息"提取出來。
[教學(xué)反思]在教學(xué)過程中讓學(xué)生自己去獲取、篩選、處理信息，達(dá)到問題的解決。這樣的教學(xué)過程是以學(xué)生為學(xué)習(xí)的主體，所以他們的興致特別高，學(xué)得也特別認(rèn)真，不但掌握了新知識(shí)，而且有效地訓(xùn)練了學(xué)生獲取有效信息的能力。但值得注意的，一是學(xué)生信息獲取能力的提高是一個(gè)長(zhǎng)期的漸進(jìn)的過程，不能一厥而就，而應(yīng)該作為一種長(zhǎng)期習(xí)慣養(yǎng)成來培養(yǎng)；二是我們?cè)趯W(xué)生分析、整理有效信息的過程中，教師要給予及時(shí)的指導(dǎo)和適時(shí)的評(píng)價(jià)，保證學(xué)生思路的正確和獲得的信息有效。
2.2 培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力。《課標(biāo)》明確指出"高中化學(xué)課程應(yīng)有利于學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探究的過程，學(xué)習(xí)科學(xué)研究的基本方法，加深對(duì)科學(xué)本質(zhì)的認(rèn)識(shí)，增強(qiáng)創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力"，并強(qiáng)調(diào)"通過以化學(xué)實(shí)驗(yàn)為主的多種探究活動(dòng)，激發(fā)學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，強(qiáng)化科學(xué)探究的意識(shí)，促進(jìn)學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變"。工業(yè)流程題正是以真實(shí)的工業(yè)生產(chǎn)為情景，以化學(xué)實(shí)驗(yàn)為載體，結(jié)合化學(xué)知識(shí)設(shè)置問題，考查學(xué)生自主學(xué)習(xí)的探究能力。因此，教師在深刻領(lǐng)會(huì)課程教材知識(shí)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)一些適合學(xué)生探究的教學(xué)過程，滲透工業(yè)流程題的思想和觀念，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中提高自身的探究能力。
[教學(xué)反思]試驗(yàn)證明，學(xué)生通過自身的探究，對(duì)知識(shí)掌握的牢固度和深度都較打開書，老師滿堂灌的效果更好。教育心理學(xué)也認(rèn)為，中學(xué)生有與生俱來的探究的需要和獲得新的體驗(yàn)的需要，而這些需要的滿足，需要在一定的教育環(huán)境下用適當(dāng)?shù)姆椒ú拍艿靡詫?shí)現(xiàn)。為此，我們要實(shí)現(xiàn)研究性學(xué)習(xí)，轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式就要做到：一是為學(xué)生提供一個(gè)開放性的學(xué)習(xí)環(huán)境；二是明確探究最重要的目的不是結(jié)果，而是通過對(duì)問題的不斷"追問"，學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)，學(xué)會(huì)思考，學(xué)會(huì)獲得知識(shí)的方法；三是老師要以表揚(yáng)鼓勵(lì)為主，充分肯定學(xué)生在探究過程中的主動(dòng)參與精神和創(chuàng)新意識(shí)，使他們體驗(yàn)探究的樂趣和成功的喜悅，樂于形成探究的習(xí)慣。
工業(yè)流程題作為新高考中的新題型，由于其取材于真實(shí)的工業(yè)生產(chǎn)過程，在考查的重點(diǎn)上測(cè)重考查考生的各方面能力，它較好地體現(xiàn)了《課標(biāo)》要求化學(xué)課程著重培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作和探究的能力，也由于題型具有一定的難度和區(qū)分度，也較好地承接了高考選拔的功能。因此無論是出于應(yīng)試還是改進(jìn)自我的教學(xué)跟上新課改的步伐，對(duì)工業(yè)流程題進(jìn)行研究都具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。本文在匯總工業(yè)流程題考查的知識(shí)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，分析其考查的主要能力，據(jù)此結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，進(jìn)行一些教學(xué)案例片斷的設(shè)計(jì)并進(jìn)行反思，期望以此改進(jìn)自我的教學(xué)方式和為同行提供一些可借鑒的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
參考文獻(xiàn)：
高中化學(xué)課程改革的一個(gè)顯著特點(diǎn)是,非常重視教材內(nèi)容與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活的緊密聯(lián)系。因此,反映化工生產(chǎn)技術(shù)的工藝流程題,便成為新課改后的高中化學(xué)練習(xí)題的新增點(diǎn)和主流題型之一,不少省區(qū),還將化學(xué)工藝流程題,作為一年一度的化學(xué)高考試題。為此,本文建議化學(xué)教學(xué)要充分利用生產(chǎn)、生活中的鮮活實(shí)例,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣,“活化”學(xué)生的知識(shí)。本文將重點(diǎn)談化學(xué)工藝流程題的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)與解法技巧。
1 工藝流程題的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)和作用
化學(xué)工藝流程題,顧名思議,就是將化工生產(chǎn)過程中的主要生產(chǎn)階段用框圖流程形式表示出來,并根據(jù)生產(chǎn)流程中有關(guān)的化學(xué)知識(shí)步步設(shè)問,形成與化工生產(chǎn)緊密聯(lián)系的化工工藝試題。工藝流程題的結(jié)構(gòu)分題頭、題干和題尾三部分。題頭一般簡(jiǎn)單介紹該工藝生產(chǎn)的原材料和工藝生產(chǎn)的目的(包括附產(chǎn)品);題干部分主要用框圖形式表示從原料到產(chǎn)品的主要生產(chǎn)工藝流程;題尾則是根據(jù)生產(chǎn)過程中涉及到的化學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)成系列問題,構(gòu)成一道完整的化學(xué)試題。
其特點(diǎn)與作用有三:一是試題源于生產(chǎn)實(shí)際,以解決化學(xué)實(shí)際問題作思路進(jìn)行設(shè)問,使問題情境真實(shí),以培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際,學(xué)以致用的學(xué)習(xí)觀;二是試題內(nèi)容豐富,涉及多方面的化學(xué)基礎(chǔ),能考查學(xué)生化學(xué)雙基知識(shí)的掌握情況和應(yīng)用雙基解決化工生產(chǎn)中有關(guān)問題的遷移推理能力;三是試題新穎,一般較長(zhǎng),閱讀量大,能考查學(xué)生的閱讀能力和資料的收集處理能力。
2 化學(xué)工藝流程題的分類
就目前已有試題來看,從化工工藝來分可分為基礎(chǔ)化工和精細(xì)化工題;以生產(chǎn)過程中主要工序可分為除雜提純工藝流程題(如海水純化工藝流程題)、原材料轉(zhuǎn)化流程題、電解流程題、有機(jī)合成題和資源能源綜合利用生產(chǎn)流程題等;按資源的不同,可將工藝流程分為利用空氣資源(如合成氨工藝流程)、利用水資源生產(chǎn)的(如海水制鹽、氯堿工業(yè)、海水提溴碘、海水提鎂等)、利用礦產(chǎn)資源生產(chǎn)的(工業(yè)制硫酸、交通法規(guī)鐵煉鋼等)、利用化石燃料生產(chǎn)的工藝流程題(如有機(jī)合成工藝題)等。本文偏重于以原料轉(zhuǎn)化為依據(jù)的分類方法,這樣,更方便于學(xué)生聯(lián)系已學(xué)化學(xué)知識(shí)并進(jìn)行歸類、分析,有利于掌握解題技巧。
3 解題方法
化學(xué)工藝生產(chǎn)主要解決的矛盾,歸納起來主要有六個(gè)方面:一是解決將原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的生產(chǎn)原理;二是除去所有雜質(zhì)并分離提純產(chǎn)品;三是提高產(chǎn)量與產(chǎn)率;四是減少污染,實(shí)施“綠色化學(xué)”生產(chǎn);五是原料的來源既要豐富,還要考慮成本問題;六是生產(chǎn)設(shè)備簡(jiǎn)單,生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)便可行等工藝生產(chǎn)問題。化工流程題,一般也就圍繞這六個(gè)方面設(shè)問求解。為要準(zhǔn)確、順利解題,學(xué)生除了必須掌握物質(zhì)的性質(zhì)和物質(zhì)之間相互作用的基本知識(shí)以及除雜分離提純物質(zhì)的基本技能外,最關(guān)鍵的問題要具備分析工藝生產(chǎn)流程的方法和能力。為此,特提出下列四種解題基本方法供參考。
3.1首尾分析法
對(duì)一些線型流程工藝(從原料到產(chǎn)品為一條龍的生產(chǎn)工序)試題,首先對(duì)比分析流程圖(見圖1)中第一種物質(zhì)(原材料)與最后一種物質(zhì)(產(chǎn)品),從對(duì)比分析中找出原料與產(chǎn)品之間的關(guān)系,弄清生產(chǎn)過程中原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的基本原理和除雜、分離、提純產(chǎn)品的化工工藝,然后再結(jié)合題設(shè)的問題,逐一推敲解答。
例1(廣州2008 年高考一模23題)聚合氯化鋁是一種新型、高效絮凝劑和凈水劑,其單體是液態(tài)的堿式氯化鋁[Al2(OH)nCl6-n]。該實(shí)驗(yàn)采用鋁鹽溶液水解絮凝法制堿式氯化鋁。其制備原料為分布廣、價(jià)格廉的高嶺土,化學(xué)組成為:Al2O3(25 %～34 %)、SiO2(40 %～50 %)、 Fe2O3(0.5 %～3.0 %)以及少量雜質(zhì)和水分。已知氧化鋁有多種結(jié)構(gòu),化學(xué)性質(zhì)也有差異,且一定條件下可相互轉(zhuǎn)化;高嶺土中的氧化鋁難溶于酸。制備堿式氯化鋁的實(shí)驗(yàn)流程如下:
根據(jù)流程圖回答下列問題:
(1)“燃燒”的目的是________________。
(2)配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)15 %的鹽酸需要200 mL 30 %的濃鹽酸(密度約為1.15 g/cm3)和____g蒸餾水,配制用到的儀器有燒杯、玻璃棒、______。
(3)“溶解”過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_____________。
(4)加少量鋁粉的主要作用是_________。
(5)“調(diào)節(jié)溶液pH在4.2～4.5”的過程中,除添加必要時(shí)試劑,還需借助的實(shí)驗(yàn)用品是_________;“蒸發(fā)濃縮”需保持溫度在90～100 ℃,控制溫度的實(shí)驗(yàn)方法是______。
解析:對(duì)比原料與產(chǎn)品可知,該生產(chǎn)的主要工序:一是除去原料高嶺土中的雜質(zhì),二是將Al2O3難溶于酸,必須經(jīng)過煅燒以改變其結(jié)構(gòu)。該題經(jīng)這樣分析,題設(shè)的所有問題的答案便在分析之中。
參考答案:(1)改變高嶺土的結(jié)構(gòu),使其能溶于酸。(2)230;量筒。
(3)Al2O3+6H+=2Al3++3H2O
Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O
(4)除去溶液中的鐵離子;
(5)pH計(jì)(或精密pH試紙);水浴加熱
[點(diǎn)評(píng)]首尾分析法是一種解讀工藝流程題的常見方法,該法特點(diǎn):簡(jiǎn)單、直觀,容易抓住解題的關(guān)鍵,用起來方便有效。使用這一方法解題,關(guān)鍵在于認(rèn)真對(duì)比分析原材料與產(chǎn)品的組成,從中產(chǎn)生將原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品和除去原材料中所含雜質(zhì)的基本原理和所用工藝的生產(chǎn)措施。當(dāng)把生產(chǎn)的主線弄清楚了,圍繞這條主線所設(shè)計(jì)的系列問題,也就可解答了。
3.2截段分析法
對(duì)于用同樣的原材料生產(chǎn)多種(兩種或兩種以上)產(chǎn)品(包括副產(chǎn)品)的工藝流程題,用截段分析法更容易找到解題的切入點(diǎn)。
例2(廣東2007 年高考第21題)以氯化鈉和硫酸銨為原料制備氯化銨及副產(chǎn)品硫酸鈉,工藝流程如下:
氯化銨和硫酸鈉的溶解度隨溫度變化如圖1所示?；卮鹣铝袉栴}:
(1)欲制備10.7 g NH4Cl,理論上需NaCl____g。
(2)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行蒸發(fā)濃縮用到的主要儀器有_____、燒杯、玻璃棒、酒精燈等。
(3)“冷卻結(jié)晶”過程中,析出NH4Cl晶體的合適溫度為_____。
(4)不用其他試劑,檢查NH4Cl產(chǎn)品是否純凈的方法及操作是_______。
(5)若NH4Cl產(chǎn)品中含有硫酸鈉雜質(zhì),進(jìn)一步提純產(chǎn)品的方法是_____________。
解析:該生產(chǎn)流程的特點(diǎn):用同樣原材料既生產(chǎn)主要產(chǎn)品氯化銨,同時(shí)又要生產(chǎn)副產(chǎn)品硫酸鈉。因此,為了弄清整個(gè)生產(chǎn)流程工藝,只能分段分析,即先分析流程線路中如何將原料轉(zhuǎn)化為硫酸鈉的,然后再分析如何從生產(chǎn)硫酸鈉的母液中生產(chǎn)氯化銨。如此,將題供的流程路線截成兩段分析,這樣,便可以降低解題的難度。
結(jié)合溶解度曲線和流程示意圖分析,生產(chǎn)硫酸鈉用的是熱結(jié)晶法,而生產(chǎn)氯化銨必須用冷結(jié)晶法,因?yàn)闇囟冉档?5 ℃以下,結(jié)晶得到的產(chǎn)品為Na2SO4?10H2O。
參考答案:(1)11.7 g;(2)蒸發(fā)皿;(3)35 ℃(或33℃～40 ℃之間);(4)加熱法。取少量氯化銨產(chǎn)品于試管底部,加熱,若試管底部無殘留物,表明氯化銨產(chǎn)品純凈。(5)重結(jié)晶。
[簡(jiǎn)評(píng)]用截?cái)喾治龇ń夤に嚵鞒填}是一種主流解題方法。因?yàn)楫?dāng)前化工生產(chǎn),為了降低成本,減少污染,增加效益,都設(shè)計(jì)成綜合利用原材料,生產(chǎn)多種產(chǎn)品的工藝生產(chǎn)線。用截?cái)喾治龇ń夤に嚵鞒填}關(guān)鍵在于看清主副產(chǎn)品是如何分開的,以此確定如何截段,截幾段更合理。一般截段以生產(chǎn)的產(chǎn)品為準(zhǔn)點(diǎn)。但也不一定,必須對(duì)情況作具體分析。學(xué)生必須好好總結(jié)一下物質(zhì)的分離、提純的各種方法及其所依托的化學(xué)原理。
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3.3交叉分析法
有些化工生產(chǎn)選用多組原材料,率先合成一種或幾種中間產(chǎn)品,再用這一中間產(chǎn)品與部分其他原材料生產(chǎn)所需的主流產(chǎn)品。為了便于分析以這種生產(chǎn)方式設(shè)計(jì)的工藝流程題,掌握生產(chǎn)流程的原理,最簡(jiǎn)單的方法,就是將提供的工藝流程示意圖結(jié)合常見化合物的制取原理畫分成幾條生產(chǎn)流水線,然后上下交叉分析。
例3.某一化工廠的生產(chǎn)流程如下(圖2)
(1)L、M的名稱分別是______、________。
(2)GH過程中為什么通入過量空氣:____。
(3)用電子式表示J:___________________。
(4)寫出飽和食鹽水、E、F生成J和K(此條件下K為沉淀)的化學(xué)方程式:__________,要實(shí)現(xiàn)該反應(yīng),你認(rèn)為應(yīng)該如何操作:______________。
解析:根據(jù)流程示意圖,若用空氣、焦炭和水為原材料,最終生產(chǎn)L和J、M產(chǎn)品,首先,必須生產(chǎn)中間產(chǎn)物E。這樣,主要生產(chǎn)流水線至少有兩條(液態(tài)空氣―E―L;焦炭―E―F―JM)。為了弄清該化工生產(chǎn)的工藝,須將這兩條生產(chǎn)流水線,進(jìn)行交叉綜合分析,最終解答題設(shè)的有關(guān)問題。
參考答案:(1)硝酸銨;碳酸鈉;(2)提高NO的轉(zhuǎn)化率
(4)NH3+H2O+NaCl+CO2=NaHCO3+NH4Cl
向飽和的食鹽水中先通入足量的NH3,再通入足的CO2。
[簡(jiǎn)評(píng)]從本題構(gòu)成交叉分析的題形,從提供的工藝流程看至少有三個(gè)因素(多組原材料;有中間產(chǎn)品;多種產(chǎn)品)和兩條或多條生產(chǎn)流水線的生產(chǎn)工藝。利用交叉分析法解工藝流程題的關(guān)鍵,在于找準(zhǔn)中間產(chǎn)品(因?yàn)橛袝r(shí)會(huì)出現(xiàn)多種中間產(chǎn)品)和生產(chǎn)流程中的幾條分線,在分析過程中,需抓住中間物質(zhì)的關(guān)聯(lián)作用,結(jié)合已學(xué)化學(xué)物質(zhì)的制取方法逐一破解。
3.4“瞻前顧后”分析法
有些化工生產(chǎn),為了充分利用原料,變廢為寶,設(shè)計(jì)的生產(chǎn)流水線除了主要考慮將原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品外,還要考慮將生產(chǎn)過程的副產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為原料的循環(huán)生產(chǎn)工藝。解答這類題型,可用“瞻前顧后”分析法。瞻前顧后,指分析流程時(shí),不僅要考慮原料轉(zhuǎn)化的產(chǎn)品(瞻前),同時(shí)也要考慮原料的充分利用和再生產(chǎn)問題(顧后)。
例4.(上海2001 年高考第21題)利用天然氣合成氨的工藝流程示意如下:
依據(jù)上述流程,完成下列填空:
(1)天然氣脫流時(shí)的化學(xué)方程式是________。
(2)n mol CH4經(jīng)一次轉(zhuǎn)化后產(chǎn)生CO 0.9 n mol,產(chǎn)生H2_______mol(用含n的代數(shù)式表示)。
(3)K2CO3(aq)和CO2反應(yīng)在加壓下進(jìn)行,加壓的理論依據(jù)是_______
A. 相似相容原理B. 勒沙特列原理
C. 酸堿中和原理
(4)分析流程示意圖回答,該合成氨工藝主要原料是_____輔助原料有______。
(5)請(qǐng)寫出由CH4為基本原料經(jīng)四次轉(zhuǎn)化得到N2、H2的方程式_____________。
(6)整個(gè)流程有三處循環(huán),一是Fe(OH)3 循環(huán), 二是K2CO3(aq)循環(huán),請(qǐng)?jiān)谏鲜隽鞒虉D上標(biāo)出第三處循環(huán)(循環(huán)方向和循環(huán)物質(zhì))。
解析:本題對(duì)原高考題稍作了改編。該生產(chǎn)工藝屬于循環(huán)生產(chǎn)工藝,因此分析工藝流程示意圖時(shí),分析的主線是弄清基本原料CH4轉(zhuǎn)化為合成氨的原料氣N2和H2的生產(chǎn)工藝原理。但還要回頭分析循環(huán)生產(chǎn)的理由和工藝。通過這樣的考慮,試題的問題也就可以解答了。
參考答案:(1)3H2S+2Fe(OH)3=Fe2S3+6H2O; (2)2.7 n; (3)B; (4)CH4、H2O、空氣; K2CO3; Fe(OH)3;(5)CH4+H2O=CO+3H2; 2CH4+3O2=2CO+4H2OCO2+H2O+K2CO3=2KHCO3
(6)
[點(diǎn)評(píng)]用“瞻前顧后”分析循環(huán)工藝生產(chǎn)流程題,關(guān)鍵是找到循環(huán)生產(chǎn)點(diǎn),即在什么情況下,什么生產(chǎn)階段實(shí)施循環(huán)生產(chǎn)。判斷循環(huán)生產(chǎn)點(diǎn)的方法:一是看反應(yīng)是否為可逆反應(yīng),如果是可逆反應(yīng),要考慮原料的循環(huán)利用。如本題合成氨反應(yīng)是可逆反應(yīng),分離氨后的中尾氣中還含有大量原料氣N2和H2,千萬不能隨便放掉,必須送入合成塔,實(shí)施循環(huán)生產(chǎn)。二是看副產(chǎn)品的分子組成與某種原料的組成中有無相同的元素,如果有,而且該副產(chǎn)品又容易轉(zhuǎn)化為這種原料,就可以考慮循環(huán)生產(chǎn)工藝。
[關(guān)鍵詞]高考；工藝流程；解題策略
化學(xué)是一門實(shí)用性學(xué)科?！陡咧谢瘜W(xué)學(xué)科考試說明》中指出：“化學(xué)學(xué)科命題注重考查自主學(xué)習(xí)能力，重視理論聯(lián)系實(shí)際，關(guān)注與化學(xué)有關(guān)的科學(xué)技術(shù)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展，促進(jìn)學(xué)生在知識(shí)和技能、過程和方法、情感態(tài)度和價(jià)值觀等方面的全面提升，促進(jìn)學(xué)生德智體美勞全面發(fā)展?！被瘜W(xué)工藝流程題正是考查學(xué)生分析、解決實(shí)際問題能力的具體體現(xiàn)。
一、高考化學(xué)實(shí)驗(yàn)題中關(guān)于工藝流程題的考查概況
1.工藝流程題的來源
工藝流程題脫胎于無機(jī)框圖推斷題，它創(chuàng)設(shè)了一個(gè)以工藝生產(chǎn)為背景的真實(shí)情景，將主要的生產(chǎn)階段用框圖表示，用箭頭將反應(yīng)原料與目標(biāo)產(chǎn)品聯(lián)系到一起?；诖?，出題人可將科學(xué)發(fā)展、綠色化學(xué)的思想滲透其中，以體現(xiàn)新課程的要求。工藝流程題的知識(shí)主線仍然是無機(jī)化學(xué)反應(yīng)，但相比較于單純考查元素性質(zhì)的無機(jī)框圖推斷，工藝流程題則給出了更大更深更廣的考查空間，它所設(shè)計(jì)的問題基本可以遍及化學(xué)模塊的各個(gè)領(lǐng)域，主要涉及元素化合物、物質(zhì)的分離提純、化學(xué)反應(yīng)原理和化學(xué)實(shí)驗(yàn)。設(shè)問方式也多種多樣，如填空、選擇、簡(jiǎn)答等。它的主要特點(diǎn)是題干閱讀量大，生產(chǎn)流程比較陌生，題材新穎，考查方式靈活，無法猜題，更好地體現(xiàn)了公平、公正的選拔原則。
2.工藝流程題的設(shè)問角度
工藝流程題的問題設(shè)置一般都由易到難，逐層深化，立足基礎(chǔ)，注重綜合，體現(xiàn)學(xué)科核心素養(yǎng)。常見的命題角度分為以下幾種：（1）化學(xué)物質(zhì)化合價(jià)的判斷或元素的電子式的書寫。（2）書寫工藝流程中部分反應(yīng)的化學(xué)方程式或離子方程式，也會(huì)涉及到氧化還原反應(yīng)方程式的書寫。（3）分析工藝流程中試劑選擇及選取原因。（4）判斷工藝流程中間部分產(chǎn)生的物質(zhì)的種類。（5）選擇合適的物質(zhì)分離提純的方式，能準(zhǔn)確表述其操作步驟及注意事項(xiàng)。（6）計(jì)算原料實(shí)際的需求量以及產(chǎn)物的產(chǎn)量。（7）工藝流程優(yōu)化的具體措施。
3.工藝流程題的考查內(nèi)容
工藝流程題盡管設(shè)問和考查內(nèi)容較多，但都緊扣《考試大綱》和《考試說明》命題，不會(huì)出現(xiàn)偏、難、怪的問題。其主體考查內(nèi)容并不會(huì)發(fā)生較大的改變。高考真題全面概況了高中的知識(shí)點(diǎn)，同時(shí)也突出了重難點(diǎn)。因此，在復(fù)習(xí)工藝流程專項(xiàng)的過程中應(yīng)該反復(fù)研究琢磨高考試題，抓住高考出題思路，掌握命題的趨勢(shì)，提高解題技巧。教師與學(xué)生都應(yīng)深入了解高考化學(xué)工藝流程題中的主要考查內(nèi)容，以便更好地開展復(fù)習(xí)。以下對(duì)高考工藝流程考查內(nèi)容的“十算”“十掌握”，有助于大家制定更加科學(xué)的復(fù)習(xí)計(jì)劃。（1）工藝流程題中的“十算”，即高考工藝流程實(shí)驗(yàn)題中涉及的計(jì)算：根據(jù)電子守恒進(jìn)行氧化還原反應(yīng)方程式的配平；按方程式系數(shù)比進(jìn)行相關(guān)計(jì)算；根據(jù)蓋茨定律進(jìn)行相關(guān)吸放熱焓變的計(jì)算；溶液中物質(zhì)電離平衡常數(shù)的計(jì)算；溶液中水解平衡的計(jì)算；工業(yè)化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算；難溶電解質(zhì)溶解平衡的計(jì)算；溶液中pH的計(jì)算；原料轉(zhuǎn)化率及產(chǎn)率的計(jì)算；產(chǎn)品純度的計(jì)算。（2）工藝流程題中的“十掌握”：掌握原子結(jié)構(gòu)示意圖以及電子式等基本化學(xué)用語；掌握部分金屬和非金屬及其化合物的主要性質(zhì)以及在日常生活中的應(yīng)用；掌握物質(zhì)分離提純的操作及注意事項(xiàng)；掌握常見氧化劑、還原劑及對(duì)應(yīng)產(chǎn)物的判斷；掌握影響化學(xué)平衡的因素；掌握影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素；掌握酸堿中和滴定及氧化還原滴定原理；掌握弱電解質(zhì)的電離；掌握鹽類水解對(duì)溶液酸堿度的影響；掌握常見物質(zhì)溶解度。高考題中化學(xué)工藝流程題會(huì)涵蓋許多知識(shí)點(diǎn)，這是近幾年高考命題的趨勢(shì)。因此，要提高學(xué)生的綜合能力，將以上幾個(gè)方面所涉及的知識(shí)進(jìn)行整合學(xué)習(xí)。
二、高考化學(xué)實(shí)驗(yàn)題中關(guān)于工藝流程題的解題策略
1.樹立正確的解題意識(shí)
對(duì)于高考化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的工藝流程題，我們要明確考查內(nèi)容，熟練考查方式，還要尋找解題方向。解化學(xué)工藝流程題應(yīng)具備五個(gè)意識(shí)：（1）科學(xué)意識(shí)。采用合理的分離除雜原理和恰當(dāng)?shù)奈镔|(zhì)轉(zhuǎn)換方式。（2）成本意識(shí)?？紤]浸出率、轉(zhuǎn)化率、利用率、材料價(jià)格、能耗的控制、原料能量的循環(huán)利用，盡可能地降低消耗成本。（3）效率意識(shí)。選擇合理的反應(yīng)條件，在一定情況下投入催化劑的使用。（4）環(huán)保意識(shí)。綠色化學(xué)應(yīng)遵循無污染、無腐蝕的原則。（5）安全意識(shí)。對(duì)于易燃易爆、腐蝕性較強(qiáng)、不穩(wěn)定物質(zhì)的處理要把安全放在首要位置。
2.提高答題的規(guī)范性
通過認(rèn)真研讀高考試卷的評(píng)分細(xì)則，我們不難發(fā)現(xiàn)，在學(xué)生知識(shí)儲(chǔ)備相當(dāng)?shù)那闆r下，能否細(xì)心規(guī)范準(zhǔn)確地答題，是決定學(xué)生成績(jī)好壞的重要因素。例1.2019年的全國(guó)II卷（節(jié)選）以重晶石（BaSO4）為原料，可按如下工藝生產(chǎn)立德粉：例2.2017年的全國(guó)II卷（節(jié)選）水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分為CaO、SiO2，并含有一定量的鐵、鋁和鎂等金屬的氧化物。實(shí)驗(yàn)室測(cè)定水泥樣品中鈣含量的過程，如圖所示：回答下列問題：易錯(cuò)解答：起到了氧化性作用。分析原因：指代過于廣泛，沒有具體到某一特定情境中。在考試過程中考生要認(rèn)真審題，理解答題要求并規(guī)范作答，教師也要在平時(shí)訓(xùn)練中及時(shí)向?qū)W生展示標(biāo)準(zhǔn)答案，并向?qū)W生告知答案的評(píng)分細(xì)則，以幫助學(xué)生更好地發(fā)現(xiàn)并改正自己的不足。在答題時(shí)，學(xué)生要注意所寫答案與題目要求是否相同，避免所答非所問的情況發(fā)生。在正確理解題意回答問題的基礎(chǔ)上，要突出重點(diǎn)，有條理性，扣緊采分點(diǎn)。在教學(xué)訓(xùn)練中，教師要對(duì)學(xué)生說明：敘述類問題并不是書寫的字越多越好，答多的部分如果出現(xiàn)了錯(cuò)誤，反而會(huì)被扣分。另外，要規(guī)范化學(xué)用語，注意可逆、沉淀、氣體符號(hào)書寫等細(xì)節(jié)問題。最后，要強(qiáng)調(diào)在整張?jiān)嚲砩洗痤}時(shí)，字跡要工整，卷面要整潔，杜絕因字跡潦草而失分。
3.掌握工藝流程答題模板
在工藝流程題中，最受出題人青睞，也是考生得分率較低的一種題型為簡(jiǎn)答題。它能較好地考查學(xué)生的思維過程，包括思維的嚴(yán)密性、精確性、完整性、創(chuàng)造性，也能考查學(xué)生的文字表達(dá)能力等綜合素質(zhì)。而學(xué)生會(huì)因?yàn)榛局R(shí)掌握不牢固，似是而非，抓不住要點(diǎn)，敘述不規(guī)范不全面而導(dǎo)致得分普遍偏低。所以，在平時(shí)注重基本知識(shí)、基本操作技能傳授的基礎(chǔ)上，教師還要在書面練習(xí)方面給予學(xué)生規(guī)范性指導(dǎo)，總結(jié)一些常見化工問題和實(shí)驗(yàn)操作答題的模板。如涉及到增加原料浸出率的措施，可以寫攪拌、提高溫度、增加浸出時(shí)間、增大壓強(qiáng)等；加熱的目的一般為加快反應(yīng)速率或促進(jìn)平衡向某一個(gè)方向進(jìn)行移動(dòng)；滴定終點(diǎn)的判斷是當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏蝀X溶液，溶液顏色由…變?yōu)椤野敕昼姾蟛煌噬?；洗滌沉淀的操作是將沉淀放入過濾裝置中，沿玻璃棒加蒸餾水至浸沒沉淀，靜置，待水流盡后重復(fù)操作2～3次（若濾渣易溶于水，可用無水乙醇進(jìn)行洗滌）等。通過進(jìn)行相關(guān)答題技巧訓(xùn)練，使學(xué)生掌握一些答題模板，在考試答題過程處于一種主動(dòng)狀態(tài)，不但能準(zhǔn)確作答，也能節(jié)省答題時(shí)間。
參考文獻(xiàn):
[1]魯名峰,申燕,桂耀榮,徐俊龍,白建娥.2019年高考化學(xué)復(fù)習(xí)備考研究(二)[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考,2019,(03).
