丁昊
【摘要】針對近幾年高考試題中的化工流程題,分析了試題的熱點(diǎn),闡述了新課程對高中化學(xué)知識與工業(yè)生產(chǎn)的銜接,使化學(xué)教育能為工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)的理念,并對高考復(fù)習(xí)備考攻克此類題目提出了幾點(diǎn)見解。
【關(guān)鍵詞】新課程 ?高考 ?化工流程 ?應(yīng)對策略
【中圖分類號】G633.8 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089(2016)35-0140-01
研究近幾年的江蘇省高考化學(xué)試題,很容易發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在的高考試題十分重視與生產(chǎn)、生活的緊密聯(lián)系。期中與化工生產(chǎn)直接聯(lián)系的“化工流程題”已經(jīng)成為現(xiàn)高考試題的主流題型。[1]筆者結(jié)合近幾年的高考試題和模擬題中的“化工流程題”的特點(diǎn)分析,談幾點(diǎn)個人拙見。
一、化工流程題的特點(diǎn)
1.無機(jī)化工流程題的結(jié)構(gòu)框架
我對比了幾十道化工流程題(以下簡稱流程題),發(fā)現(xiàn)題目總是包含以下三個要素:
題頭:用文字簡單介紹實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮恚蚬I(yè)生成的原材料和生產(chǎn)目的(包含副產(chǎn)品)。
題干:主要用流程圖的形式將操作過程或物質(zhì)轉(zhuǎn)換過程表示出來,一般包括三大環(huán)節(jié):
題尾:根據(jù)流程中涉及到的化學(xué)知識編制成若干問題。
2.無機(jī)化工流程題的常見考點(diǎn)
我對比發(fā)現(xiàn)近幾年該類題目??家韵聨讉€知識點(diǎn),我們需先做到心中有數(shù):
考點(diǎn)一:方程式的書寫
考點(diǎn)二:原料處理的目的和措施
考點(diǎn)三:濾渣成分
考點(diǎn)四:實(shí)驗(yàn)操作
但是這類題目往往信息量大、情境陌生、選材新穎、綜合性強(qiáng),許多考生倍感棘手,所以失分較多。
二、例題分析
例:硫酸銅是一種應(yīng)用極其廣泛的化工原料。以下是某工廠用含鐵廢銅為原料生產(chǎn)膽礬(CuSO4·5H2O)的生產(chǎn)流程示意圖:
膽礬和石膏在不同溫度下的溶解度(g/100g水)見下表。
請回答下列問題:
(1)紅棕色濾渣的主要成分是 ? ? Fe(OH)3 ? ? ?;
(2)寫出浸出過程中生成硫酸銅的化學(xué)方程式
3Cu + 2HNO3+ 3H2SO4=3CuSO4+ 2NO↑+ 4H2O ? ? ? ;
(3)操作I的操作溫度應(yīng)該控制在 ? ?100 ?℃左右;
(4)從溶液中分離出硫酸銅晶體的操作II應(yīng)為冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥;
(5)反應(yīng)產(chǎn)物中的NO可以循環(huán)使用,試僅用一個化學(xué)方程式表示NO轉(zhuǎn)化為HNO3
4NO + 3O2+H2O=4HNO3 ? ? ? 。
點(diǎn)評:此題原料處理、分離提純、獲得產(chǎn)品三個環(huán)節(jié)非常清晰,我所列的四個考點(diǎn)都在此題中出現(xiàn),另外題目中也出現(xiàn)了“浸出”、“調(diào)PH值”、“蒸發(fā),濃縮,過濾”等關(guān)鍵字眼,解答此類題目需明白這些關(guān)鍵字眼一般代表什么意思,平時的積累工作顯得尤為重要。
三、化工流程題的解題方法和策略以及經(jīng)驗(yàn)總結(jié)
有了基本步驟,針對具體的考點(diǎn)我也談一些小的解題方法和經(jīng)驗(yàn),供大家參考和指正:
1.針對考點(diǎn)一,方程式書寫按4步走:
(1)判斷反應(yīng)物(氧化劑、還原劑)和產(chǎn)物(氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物),之一流程圖中蘊(yùn)含的有用信息,如框圖中的文字說明,箭頭的指向,問題中的有效信息等。
(2)利用得失電子守恒粗配。
(3)利用電荷守恒補(bǔ)充一些微粒,但要考慮環(huán)境(如H+和H2O或OH-和H2O)。
(4)利用原子守恒配平所有的物質(zhì)。
2.針對考點(diǎn)二
出現(xiàn)下列高頻詞語需要明白它的一般代表的意思:
(1)在原料處理環(huán)節(jié)
粉碎或研磨:增大固液(或固氣或固固)接觸面積,加快反應(yīng)(溶解)速率,增大原料的轉(zhuǎn)化率(或浸出率)。
煅燒或灼燒:將不易轉(zhuǎn)化的物質(zhì)轉(zhuǎn)為容易提取的物質(zhì);轉(zhuǎn)變?yōu)檠趸?除去有機(jī)物;除去熱不穩(wěn)定的雜質(zhì)。
酸浸:溶解、去氧化物(膜)、調(diào)節(jié)PH促進(jìn)水解(沉淀)。提高浸出率的措施有:攪拌、粉粹研磨、適當(dāng)增大酸濃度、升溫等。
堿溶:去油污、鋁片氧化膜;溶解鋁、二氧化硅;調(diào)節(jié)PH促進(jìn)水解(沉淀)。
(2)在分離提純環(huán)節(jié)
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。
加熱:加快反應(yīng)速率或促進(jìn)平衡向某個方向移動。
降溫:防止某些物質(zhì)在高溫時會溶解(或分解)、為使化學(xué)平衡向著題目要求的方向進(jìn)行。
在這一環(huán)節(jié)中若產(chǎn)物為不溶物:操作為過濾、洗滌、干燥;若產(chǎn)物為可溶物:操作為結(jié)晶(蒸發(fā)結(jié)晶或降溫結(jié)晶)、過濾(可為趁熱過濾)、洗滌、干燥;若產(chǎn)物為有機(jī)物:操作為萃取分液、蒸餾;若產(chǎn)物為氣體:操作為洗氣。
(3)在獲得產(chǎn)品環(huán)節(jié)
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。
蒸發(fā)、反應(yīng)時的氣體氛圍抑制水解:如從溶液中析出FeCl3、AlCl3、MgCl2等溶質(zhì)時,應(yīng)在HCl氣流中加熱,以防其水解。
蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶:如除去KNO3中的少量NaCl。
蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過濾:如除去NaCl中的少量KNO3。
3.針對考點(diǎn)三
討論濾渣成分必需讀懂流程,運(yùn)用嚴(yán)肅化合物知識,理清物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系。要求基本反應(yīng)基本原理必需清楚。
4.針對考點(diǎn)四
關(guān)于實(shí)驗(yàn)操作的描述,學(xué)生需熟悉課本常見基本實(shí)驗(yàn)操作,實(shí)驗(yàn)儀器。
總之,化工流程題作為熱點(diǎn)題型,對廣大師生提出了較高的要求,我們在遇到這樣的題目時一定不能害怕,只要在復(fù)習(xí)備考中注重積累,摸索解題方法,總結(jié)解題經(jīng)驗(yàn),相信一定可以攻克此類題目,得到較高的分?jǐn)?shù)。
參考文獻(xiàn):
[1]王春.高考化學(xué)工藝流程題的選材特點(diǎn)分析及復(fù)習(xí)啟示[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考,2012.(4)43-44.