楊斌元
化工流程題能夠以真實(shí)的工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程為背景,體現(xiàn)能力立意的命題為指導(dǎo)思想,能夠綜合考查學(xué)生各方面的基礎(chǔ)知識(shí)以及將已有知識(shí)靈活應(yīng)用在生產(chǎn)實(shí)際中解決問(wèn)題的能力。所以,這類(lèi)題成為近年來(lái)高考的必考題型。
筆者結(jié)合近幾年高考試題的命題特征和實(shí)踐教學(xué)經(jīng)驗(yàn)對(duì)這一題型提出一些淺顯的看法和認(rèn)識(shí),以此拋磚引玉,能為備考學(xué)子提供些許幫助。
化學(xué)工藝流程題就是把化工生產(chǎn)過(guò)程中的重要生產(chǎn)工序和主要流程,用框圖的形式表示出來(lái),并圍繞生產(chǎn)流程中涉及的有關(guān)化學(xué)知識(shí)和原理設(shè)置問(wèn)題,形成與化工生產(chǎn)緊密聯(lián)系的化學(xué)工藝問(wèn)題。其流程主線可表示為:
化學(xué)工藝流程題的結(jié)構(gòu)分為題引、題干和題設(shè)三部分。題引就是用引導(dǎo)性的語(yǔ)言,簡(jiǎn)單介紹該工藝生產(chǎn)的目的、原料、產(chǎn)品,有時(shí)還提供相關(guān)的表格、圖像等參考數(shù)據(jù)或信息;題干主要就是用框圖形式將原料到產(chǎn)品的主要生產(chǎn)工藝流程表示出來(lái);題設(shè)就是根據(jù)生產(chǎn)過(guò)程中涉及的化學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)成系列問(wèn)題,要求考生依據(jù)化學(xué)原理進(jìn)行分析解答。
化工流程題基本的題型:一是制備類(lèi)實(shí)驗(yàn)化工流程題。此類(lèi)工藝流程題一般有多步連續(xù)的操作完成,每一步操作都有具體的目標(biāo)、任務(wù)。審題的要點(diǎn)要放在與題設(shè)相關(guān)操作的目標(biāo)任務(wù)上,分析時(shí)要從成本角度(原料是否廉價(jià)易得)、環(huán)保角度(是否符合綠色化學(xué)理念)現(xiàn)實(shí)角度等方面考慮;解答時(shí)要看框內(nèi)、看框外、里外結(jié)合;便分析,邊思考,易處著手;先局部,后全盤(pán),逐步深入。而且還要看清問(wèn)題,不能答非所問(wèn)。要求用理論回答的試題應(yīng)采用“四段論法”:本題改變了什么條件→根據(jù)什么理論→所以有什么變化→得出結(jié)論。
如[2009高考·山東卷·30](16分)孔雀石主要含Cu2(OH)2CO3,還含少量Fe、Si的化合物,實(shí)驗(yàn)室以孔雀石為原料制備CuSO4?5H2O及CaCO3,步驟如下:
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)溶液A的金屬離子有Cu2+、Fe2+、Fe3+:從下列所給試劑中選擇:實(shí)驗(yàn)步驟中試劑①為_(kāi)_____(填代號(hào)),檢驗(yàn)溶液A中Fe+3的最好試劑為_(kāi)_____(填代號(hào))。
a.KMnO4 b.(NH4)2S c.H2O2 d.KSCN
(2)由溶液C獲得CuSO4·5H2O,需要經(jīng)過(guò)加熱蒸發(fā),______,過(guò)濾等操作。除燒杯、漏斗外,過(guò)濾操作還用到另一玻璃儀器,該儀器在此操作中的主要作用是______。
(3)制備CaCO3時(shí),應(yīng)向CaCl2溶液中先通入(或先加入)______(填化學(xué)式)。若實(shí)驗(yàn)過(guò)程中有氨氣逸出、應(yīng)選用下列______裝置回收(填代號(hào))。
(4)欲測(cè)定溶液A中Fe2+的濃度,需要用容量瓶配制某標(biāo)準(zhǔn)溶液,定容時(shí)視線應(yīng)______,直到______。用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定時(shí)應(yīng)選用______滴定管(填“酸式”或“堿式”)。
【考點(diǎn)分析】考查化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本操作、物質(zhì)的提純與鑒別、實(shí)驗(yàn)室安全等。
解析:(1)為使Fe2+、Fe3+一塊兒沉淀,要加氧化劑將Fe2+氧化而又不引入新雜質(zhì),選H2O2;檢驗(yàn)Fe3+選擇SCN-。(2)從溶液中要析出晶體,采用冷卻結(jié)晶法;過(guò)濾時(shí)要用到玻璃棒引流。(3)CaCl2溶液不能與CO2反應(yīng),加入堿能反應(yīng),但又不能引入雜質(zhì),應(yīng)通入NH3(或先加入NH3·H2O);氨氣極易溶于水,要注意防倒吸,a裝置廣口瓶?jī)?nèi)的進(jìn)氣管長(zhǎng),容易倒吸,c裝置中的倒置漏斗,d中的多空球泡可以防倒吸。
二是模擬化工生產(chǎn)原理類(lèi)工藝流程題,有些化工生產(chǎn)選用多組原料,事先合成一種或多種中間產(chǎn)物,再用這一中間產(chǎn)物與部分其他原料生產(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,為了便于分析掌握生產(chǎn)流程的原理方便解題,最好的辦法就是將提供的工藝流程示意圖劃分成幾條生產(chǎn)流水線,上下交叉分析。構(gòu)成交叉分析的題型,提供的工藝流程中至少有三個(gè)因素(多組原料,中間產(chǎn)品,多種產(chǎn)品)和兩條或多條生產(chǎn)流水線的化工生產(chǎn)工藝。利用交叉分析法接工藝流程題的關(guān)鍵,在于找準(zhǔn)中間產(chǎn)品(有時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)多種中間產(chǎn)品)和流水生產(chǎn)的分線,在分析過(guò)程中,抓住中間物質(zhì)的有關(guān)聯(lián)系,逐一破解。
綜述:高考對(duì)本專(zhuān)題內(nèi)容的考查通常以重要化工產(chǎn)品的生產(chǎn)為主線涉及相應(yīng)問(wèn)題,重點(diǎn)考查基本化學(xué)反應(yīng)原理在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用,通過(guò)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中物質(zhì)的循環(huán)利用,“三廢”的處理,加強(qiáng)對(duì)綠色化學(xué)、環(huán)境保護(hù)的認(rèn)識(shí);能力方面主要著眼于考查考生對(duì)知識(shí)的遷移及綜合應(yīng)用能力以及考生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力。解題過(guò)程堅(jiān)持十六字方針,即:明確原理、交叉分析、整體思維、化繁為簡(jiǎn)。
(作者單位:甘肅省武威第二中學(xué))