趙永艷
摘 要:近年來,化學(xué)工藝流程題在安徽高考和各地模擬考試中頻繁出現(xiàn),很好地考查了學(xué)生的審題能力、分析解決問題的能力以及語言表述能力。筆者結(jié)合多年來的教學(xué)實踐談?wù)勛约涸诙啅?fù)習(xí)中對這類題的想法和做法。
關(guān)鍵詞:工藝流程分析;答題技巧;復(fù)習(xí)策略
中圖分類號:G633.8 ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A ? ? 文章編號:1992-7711(2015)24-098-1
一、新高考化學(xué)工藝流程題分析
工藝流程題型依據(jù)實驗?zāi)康闹饕譃閮深悾?/p>
第一類:從混合物中分離、提純某一物質(zhì)
例1 (2011年安徽高考27) (14分)MnO2是一種重要的無機功能材料,粗MnO2的提純是工業(yè)生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計了將粗MnO2(含有較多的MnO2和MnCO3)樣品轉(zhuǎn)化為純MnO2實驗,其流程如下:
(1)第①步加稀H2SO4時,粗MnO2樣品中的 ? ?(寫化學(xué)式)轉(zhuǎn)化為可溶性物質(zhì)。
(2)第②步反應(yīng)的離子方程式。
□___________+□ClO-3+□___________=□MnO2↓+□Cl2↑+□___________。
(3)第③步蒸發(fā)操作必需的儀器有鐵架臺(含鐵圈)、___________、___________、___________,已知蒸發(fā)得到的固體中有NaClO3和NaOH,則一定還有含有___________(寫化學(xué)式)。
(4)若粗MnO2樣品的質(zhì)量為12.69g,第①步反應(yīng)后,經(jīng)過濾得到8.7g MnO2,并收集到0.224L CO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況下載),則在第②步反應(yīng)中至少需要 ? ?mol NaClO3。
解析:首先瀏覽全題,確定該流程的目的:粗MnO2的提純。接著分析流程圖,加稀H2SO4除去MnO2和MnCO3雜質(zhì),在后續(xù)的流程中有涉及到Cl2和NaOH反應(yīng)制備NaClO3固體。
其次要注意思考題中的各個設(shè)問:(1)考查對第一步流程的理解;(2)考查離子反應(yīng)方程式的配平;(3)考查蒸發(fā)所用的儀器和對制備NaClO3固體流程的理解;(4)考查有關(guān)氧化還原反應(yīng)方程式的計算。
最后要特別注意規(guī)范化答題。
第二類:利用某些物質(zhì)制備另一物質(zhì)
例2 (2009年安徽高考27)(12分)某廠廢水中含5.00×10-3mol·L-1的Cr2O2-7,其毒性較大。某研究性學(xué)習(xí)小組為了變廢為寶,將廢水處理得到磁性材料Cr0.5Fe1.5FeO4(Fe的化合價依次為+3、+2),設(shè)計了如下實驗流程:
(1)第①步反應(yīng)的離子方程式是___________。
(2)第②步中用PH試紙測定溶液PH的操作是:___________。
(3)第②步過濾得到的濾渣中主要成分除Cr(OH)3外,還有 ___________。
(4)欲使1L該廢水中的Cr2O2-7完全轉(zhuǎn)化為Cr0.5Fe1.5FeO4,
理論上需要加入___________g FeSO4·7H2O。
解析:迅速瀏覽全題不難發(fā)現(xiàn)本題主要是處理含Cr2O2-7的廢水從而制得磁性材料Cr0.5Fe1.5FeO4,如何制備?結(jié)合題目后續(xù)流程繼續(xù)分析。主要考點有:離子反應(yīng)方程式的書寫、PH試紙的使用,對流程的理解及氧化還原反應(yīng)方程式的計算。本題答題關(guān)鍵在于對流程的理解、語言表述及相關(guān)計算。
二、答題技巧
工藝流程試題“長度”大,閱讀耗時長,應(yīng)該如何審題至關(guān)重要。
(1)首先要瀏覽全題,確定該流程的目的,看懂生產(chǎn)流程圖,與解題無關(guān)的步驟不必糾纏,應(yīng)該是問什么推什么,“靠船下篙”。
(2)其次要帶著問題去精心研究流程圖,在粗讀試題之后,應(yīng)該根據(jù)問題去研究某一步或某一個物質(zhì),弄清哪些問題需要結(jié)合流程圖來解答,哪些問題又和流程圖無關(guān),前后問題有沒有“聯(lián)帶關(guān)系”。
(3)最后作答時要看清所提問題,不能答非所問,尤其要注意化學(xué)用語的準(zhǔn)確表達(dá)及書寫。
三、復(fù)習(xí)策略
第一,要注意積累主要素材。
平時要多了解題目中經(jīng)常出現(xiàn)的一些素材:①廢舊鋰離子電池正極材料(LiMn2O4、碳粉等涂覆在鋁箔上);②粗MnO2(含有較多的MnO和MnCO3);③粗鹽提純;④復(fù)合氧化物鐵酸錳(MnFe2O4)可用于熱化學(xué)循環(huán)分解水制取氫氣等等。
第二,掌握工藝流程涉及到的常見的制備原理。
有許多化工流程題中涉及常見的化學(xué)反應(yīng)原理,例如化學(xué)平衡原理、化學(xué)反應(yīng)與能量變化原理、電化學(xué)原理、水解理論、物質(zhì)的制備和提純的原理。
第三,掌握基本的氧化還原反應(yīng)方程式書寫思路。
在我們的化工流程題中,氧化還原反應(yīng)方程式的書寫是最常見的,這些方程式往往是我們沒有學(xué)過的,但是通過基本的電子守恒和化合價升降又可以判斷并書寫。
第四,熟悉工藝流程中常見的基本實驗操作與工業(yè)名詞。
1.原料的預(yù)處理:溶解、灼燒、煅燒。
2.反應(yīng)條件的方法:①控制溶液的酸堿性使其某些金屬離子形成氫氧化物沉淀;②蒸發(fā)、反應(yīng)時的氣體氛圍、抑制物質(zhì)的水解;③加熱的目的;④降溫反應(yīng)的目的;⑤趁熱過濾;⑥冰水洗滌等等。
3.常見工業(yè)名詞:浸出、浸出率、酸洗、酸浸、水洗、水浸等等。
第五,積累相關(guān)的化工生產(chǎn)知識。
如氯堿工業(yè)、硅酸鹽工業(yè)、硫酸工業(yè)、合成氨工業(yè)、硝酸工業(yè)、金屬的冶煉、海水中提取溴、碘、食鹽、鎂等。在二輪復(fù)習(xí)過程中,我們需要對這些常見的化工工業(yè)進(jìn)行專門的復(fù)習(xí),這樣遇到類似的流程題,分析起來會更加熟練。
第六,平時要留意近年來各地高考題的最近發(fā)展方向。
仔細(xì)分析近幾年各地高考??脊に嚵鞒填},不難發(fā)現(xiàn)其中主要涉及到的金屬元素有Cr、Fe、Li、Mn、Ca、Cu、Mg、Al、Ti、Zn、Co、Ni等。今后會不會涉及含S、Cl、N、Si等非金屬元素的工藝流程呢?很值得我們思考。