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【關(guān)鍵詞】高考 STS教學 解題思路 化學工藝題
【中圖分類號】G424 【文獻標識碼】A 【文章編號】1006-5962（2013）06（b）-0181-01
化學工藝題，早在20世紀末就多次出現(xiàn)在山東、上海、湖北等地的高考試題之中，但那時沒有給予這樣的專業(yè)稱呼。直到2007年新課程標準高考改革以來，全國各省的高考中頻繁出現(xiàn)類似題型時，才引起了我們教育工作者和高中學生的高度關(guān)注。該題型主要將現(xiàn)代化工生產(chǎn)過程或化學實驗中的主要環(huán)節(jié)以方框、箭頭和圖形的方式表達出來，并對環(huán)節(jié)中所涉及的中學化學知識巧妙提問，從而形成了現(xiàn)在讓學生感到畏懼的化學工藝試題。怎樣輔導學生，才能使學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。
對于近幾年高考中出現(xiàn)的化學工藝題一般按生產(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（如有機合成工藝題）等等。
在學生做題時要準確、順利完成工藝流程題的解答。首先學生必須要掌握物質(zhì)的性質(zhì)和物質(zhì)之間相互作用的基本知識，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。下面針對新課程高考改革后化學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烴，反應的化學方程式為：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，通過三步反應制取苯乙烯，寫出制取該苯乙烯過程中的涉及的化學方程式。
解題思路：對于該類型題，我們可以在草稿紙上先畫出工藝流程圖，這時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烴，RX+2Na+R’xR-R’+2NaX。（3）在學生的已有學習了，苯、炔烴的性質(zhì)，比如乙炔的加成反應，苯的取代反應等。由此可得出答案。
當然有些化工生產(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)方式設計的工藝流程題時，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）的類型的化學工藝題，這時用截段分析更容易找到解題的切入點，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)合成氨的原料是氮氣和氫氣。氮氣是從空氣中分離出來的，通常使用的兩種分離方法是______，______，氫氣的來源是水和碳氫化合物，寫出分別采用煤和天然氣為原料制取氫氣的化學方程式_____，_______。
（2）設備A中含有電加熱器，觸媒和熱交換器，設備A的名稱是_______，其中發(fā)生的化學反應方程式為_______。
（3）設備B的名稱是_______，其中m和n是兩個通水口，入水口是
（填“m”或“n”）。不宜從相反方向通水的原因是_______。
（4）設備C的作用是_______。
（5）在原料氣制備過程中混有的CO對催化劑有毒害作用，欲除去原料氣中的CO，可通過如下反應來實現(xiàn)：CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g），已知1000K時該反應的平衡常數(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，屬于一個典型的利用空氣資源進行生產(chǎn)的工藝流程題（如合成氨工藝流程題）。在該化學工藝生產(chǎn)中，出現(xiàn)了循環(huán)壓縮機是為了充分利用原料，變廢為寶，設計的生產(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，必須考慮原料轉(zhuǎn)化的產(chǎn)品的同時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）利用空氣中氮氣的沸點比氧氣的沸點低，先將空氣加壓降溫變成液態(tài)，然后再加熱，使氮氣首先從液態(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）合成氨的設備為合成塔。（3）冷凝分離氨氣的設備為冷卻塔，為了增強冷卻效果，冷卻水應從下端進入，逆向冷卻效果好。（4）設備C是分離器，能將液氨和未反應的原料分離。（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。
同時化學工藝題也存在如下的結(jié)構(gòu)特點；
一是試題源于現(xiàn)代生產(chǎn)和中學化學實驗。以解決化學面臨的實際問題進行設疑，使問題情境真實呈現(xiàn)于生產(chǎn)生活中，意在培養(yǎng)學生利用所學理論知識分析和解決實際面臨的問題。
二是由于社會生產(chǎn)的多樣性，化學工藝試題內(nèi)容非常豐富，涉及的化學基礎(chǔ)知識各個方面的內(nèi)容，既能考查學生化學雙基知識的掌握情況，也能考查學生應用雙基知識解決化工生產(chǎn)、化學實驗中相關(guān)問題的能力。
【關(guān)鍵詞】高考 無機流程 復習策略
工業(yè)流程題目以能力立意為主，情境新，能考查學生的三種能力：接受吸收、整合化學信息能力；分析問題和解決化學問題能力；實驗與探究能力?；瘜W工業(yè)流程題體現(xiàn)新課程理念，突出化學與實際工業(yè)生產(chǎn)的聯(lián)系，是高中化學課程改革的重要內(nèi)容。考生對此往往就會有畏懼感，解題時不知從何處入手突破。如果在復習時把握好高中化學知識和工業(yè)流程題目的聯(lián)系，注意知識在題目中的應用，就能夠教會學生運用已有知識解決工業(yè)流程題目中的設問。下面就工藝流程題的結(jié)構(gòu)、考查范圍、常見考點以及復習建議等方面來討論化學無機流程題目復習策略。
一、工業(yè)流程題目考查的范圍
化學高考考試大綱要求：化學科試題旨在測試考生對中學化學基礎(chǔ)知識、基本技能的掌握情況和所應具有的觀察能力、實驗能力、思維能力和自學能力；試題還應注意考查考生初步運用所學化學知識觀察、分析生活、生產(chǎn)和社會中的各類有關(guān)化學問題的能力。以工業(yè)流程為載體對化學知識的考查滿足了這個要求，注重了源于教材高于教材，充分體現(xiàn)了對學科主干知識及學科內(nèi)綜合能力的考查?；瘜W工業(yè)流程題的設問角度一般涉及以下幾個方面：
1.化學反應原理——涉及元素化合物、氧化還原、反應方程式等。
2.如何控制成本低——原料的選取使用、設備的損耗等。
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——化學反應速率（從影響反應速率的因素入手分析、解答）。
5.如何提高產(chǎn)率——化學平衡（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、提純等實驗基本操作問題。
7.環(huán)保問題——反應物盡可能無毒無害無副作用，“三廢”的處理，涉及綠色化學問題。
二、無機工業(yè)流程題的結(jié)構(gòu)、常見考點
1.原料處理階段的常見考點
①加快反應速率——問那些加快反應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)生化學反應，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
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；本類考點題目中通常會給出一些金屬離子開始沉淀到完全沉淀的PH值，一般應滿足兩點：①能與H+反應，使溶液pH值增大；②不引入新雜質(zhì)。②試劑除雜——加入化學試劑除去雜質(zhì)，所加試劑應過量，最好不引進新的雜質(zhì)。③加熱——加快反應速率或促進平衡向某個方向移動加熱。④降溫——防止某物質(zhì)在高溫時會溶解或為使化學平衡向著題目要求的方向移動。⑤母液（濾液）——考慮回收利用或者對環(huán)境的污染。
3.獲得產(chǎn)品階段的常見考點
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；有時也是為了防止環(huán)境污染。②蒸發(fā)、反應時的氣體氛圍 抑制水解。③結(jié)晶。
4.其他考點
①方程式——考查化學方程式、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。②實驗儀器——考查儀器的選用或用途。③計算——化學反應原理（選修）中焓變、蓋斯定律、中和滴定、化學平衡常數(shù)表K、溶度積常數(shù)KSP等的應用。④信息點——需要結(jié)合題目中所給信息進行回答，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、化學無機流程題目復習策略
1. 夯實基礎(chǔ)知識，重視高中化學知識在流程題目中的運用
化工流程題目涉及的知識點多、綜合性強，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，化學實驗與元素化合物、化學計算、化學概念和原理等各個板塊中相關(guān)知識綜合在一起進行考查，綜合能力要求較高，所涉及的知識大多比較基礎(chǔ)，因此在復習時要注意相關(guān)知識點的落實，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)分離操作怎樣進行；如何獲得產(chǎn)品有無副產(chǎn)品。在回答題目的設問時要注意針對性，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，準確地提取實質(zhì)性內(nèi)容，并經(jīng)與已有知識塊整合，重組為新知識塊的能力，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)合題設的問題，逐一推敲解答。
截段分析法 對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。
點線結(jié)合快速解題法由點到線，或者表述為“集中一點，通觀全局！”“點”就是只抓住流程圖中的一處或是題目中的某處信息進行作答。
3.注意答題的規(guī)范
【關(guān)鍵詞】廣東高考化學；工業(yè)流程題；能力
教育部于2003年4月頒布了《普通高中化學課程標準（實驗）》（人民教育出版社出版，以下簡稱《課標》），開始啟動高中化學新課程改革。新課改下的高中化學課程無論是課程目標、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，《課標》明確提出：高中化學課程以進一步提高學生的科學素養(yǎng)為宗旨，著眼于學生未來的發(fā)展，體現(xiàn)時代性、基礎(chǔ)性和選擇性，兼顧學生志趣、潛能的差異和發(fā)展的需要。以此為指導思想，高中化學新課程構(gòu)建了新的課程內(nèi)容和知識體系。隨著新課改的全面展開，教育部也頒布了新的化學高考《考試大綱》，《考試大綱》明確要求：化學科試題旨在測試考生對中學化學基礎(chǔ)知識、基本技能的掌握情況和所應具有的觀察能力、實驗能力、思維能力和自學能力；試題還應注意考查考生初步運用所學化學知識，觀察、分析生活、生產(chǎn)和社會中的各類有關(guān)化學問題的能力。為了跟新課改相適應，體現(xiàn)《考試大綱》的精神，高考命題在理念、模式、題型、內(nèi)容等方面都進行了相應的變革。在考查的重點上，更注重考查考生的綜合素質(zhì)和運用所學知識解決實際問題的能力。在題型上，亮點之一是工業(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，以化學反應原理為主線，結(jié)合實驗操作，兼顧經(jīng)濟視角來考查考生獲取、整合化學知識的能力及運用知識分析、解決生活實際和科學研究中的簡單化學問題的能力，題目具有一定的難度和區(qū)分度，在體現(xiàn)《課標》要求的同時，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，就教學中如何轉(zhuǎn)變教師的教學方式和學生的學習方式進行一些實際可操作的教學案例設計，使教學跟上《課標》的步伐，便于學生更好的應考，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工業(yè)流程題進行分析匯總，就其考查的重點和能力，結(jié)合教學實際談談高中化學教學如何培養(yǎng)學生的相關(guān)能力。
1 近五年廣東高考化學工業(yè)流程題考查的主要知識點及能力
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知識設置成四至五個問題，從而構(gòu)成一道完整的化學試題?？疾榈奶攸c是立意新穎、科學性強、范圍廣泛、難度較高?，F(xiàn)將近五年的廣東高考化學工業(yè)流程題考查的內(nèi)容、知識點和能力進行分析匯總，如下表：
綜觀近五年的廣東高考化學工業(yè)流程題，考查的內(nèi)容多以元素化合物結(jié)合實際工業(yè)生產(chǎn)為主；問題設問形式主要有填空（化學方程式、離子方程式、電極方程式等的書寫）和簡答（工業(yè)過程中某些操作的措施、理由、評價等）兩大類；考查的知識點則遍布整個高中化學的各個領(lǐng)域（除選修五《有機化學基礎(chǔ)》外）；考查能力方面主要是考查學生獲取信息的能力、實驗探究的能力、知識遷移的能力和化學用語規(guī)范表達的能力。因此，在高中化學教學過程中應著重培養(yǎng)學生的相關(guān)能力。才能更好的適應《課標》要求和更好的應考。
2 高考工業(yè)流程題考查能力啟示下的化學教學反思
工業(yè)流程題是以真實的工業(yè)生產(chǎn)過程為背景，綜合考查學生各方面的基礎(chǔ)知識、基本技能及將已有知識靈活應用在生產(chǎn)實際中解決問題的能力，充分體現(xiàn)了《課標》對培養(yǎng)學生相關(guān)能力的要求的指導思想。但在現(xiàn)行的《教學大綱》、《考試大綱》中均沒有對工業(yè)流程題進行較詳細和完整的說明和解釋，多種新課程教材中也均無獨立的模塊和專題對其進行講解。因此要跟上課改的步伐，我們只有在平時的教學中著重培養(yǎng)學生的相關(guān)能力。
2.1 培養(yǎng)學生獲取信息的能力。
“能力立意”是文科綜合能力測試的靈魂，考查的是運用知識分析解決實際問題的能力。工業(yè)流程題是通過設置生活化學新情境，考查學生從材料中獲取有效信息、分析問題、運用知識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、運用知識”與“論證和探討解決問題”的能力的重要前提?？梢娕囵B(yǎng)學生獲取和解讀信息能力顯得尤其重要。因此我們在教學過程的各個階段都不能忽視對學生獲取和解讀信息能力的培養(yǎng)和檢驗。獲取和解讀信息過程實際上就是要求學生找出“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。
在教學過程中讓學生自己去獲取、篩選、處理信息，達到問題的解決。這樣的教學過程是以學生為學習的主體，所以他們的興致特別高，學得也特別認真，不但掌握了新知識，而且有效地訓練了學生獲取有效信息的能力。但值得注意的，一是學生信息獲取能力的提高是一個長期的漸進的過程，不能一厥而就，而應該作為一種長期習慣養(yǎng)成來培養(yǎng)；二是我們在學生分析、整理有效信息的過程中，教師要給予及時的指導和適時的評價，保證學生思路的正確和獲得的信息有效。
2.2 培養(yǎng)學生的知識遷移能力。
知識的遷移指的是一種學習對另一種學習的影響。學生的遷移能力是指學生將學到的知識技能成功地遷移到新情境中，從而達到問題的解決的一種素質(zhì)和能力。工業(yè)流程題考查的知識來源于課本但又高出于課本，需要學生將已有的知識分解、重組來達到問題的解決。知識遷移能力是化學新課程的重要目標之一，也是高考重點考查的能力之一，在平時的教學過程中培養(yǎng)學生的知識遷移能力就顯得尤為重要。
建構(gòu)主義認為，學是與一定的社會生活的背景即“情境”相聯(lián)系的，在實際生活情境下進行學習，尤其是在相似的“情景”中學習，更有利于激發(fā)運用原有的認知結(jié)構(gòu)中的有關(guān)經(jīng)驗，去同化和索引當前學習到的新知識，從而在新舊知識之間建立起聯(lián)系，促進知識的遷移。在課堂講授中，結(jié)合教學實際，從學生熟悉的已學過的知識入手，創(chuàng)設情景去激發(fā)他們發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，促進知識的遷移。
2.3 培養(yǎng)學生的實驗探究能力。
《課標》明確指出“高中化學課程應有利于學生體驗科學探究的過程，學習科學研究的基本方法，加深對科學本質(zhì)的認識，增強創(chuàng)新精神和實踐能力”，并強調(diào)“通過以化學實驗為主的多種探究活動，激發(fā)學習化學的興趣，強化科學探究的意識，促進學習方式的轉(zhuǎn)變”。工業(yè)流程題正是以真實的工業(yè)生產(chǎn)為情景，以化學實驗為載體，結(jié)合化學知識設置問題，考查學生自主學習的探究能力。因此，教師在深刻領(lǐng)會課程教材知識點的基礎(chǔ)上，設計一些適合學生探究的教學過程，滲透工業(yè)流程題的思想和觀念，讓學生在學習的過程中提高自身的探究能力。
試驗證明，學生通過自身的探究，對知識掌握的牢固度和深度都較打開書，老師滿堂灌的效果更好。教育心理學也認為，中學生有與生俱來的探究的需要和獲得新的體驗的需要，而這些需要的滿足，需要在一定的教育環(huán)境下用適當?shù)姆椒ú拍艿靡詫崿F(xiàn)。為此，我們要實現(xiàn)研究性學習，轉(zhuǎn)變學生的學習方式就要做到：一是為學生提供一個開放性的學習環(huán)境；二是明確探究最重要的目的不是結(jié)果，而是通過對問題的不斷“追問”，學會學習，學會思考，學會獲得知識的方法；三是老師要以表揚鼓勵為主，充分肯定學生在探究過程中的主動參與精神和創(chuàng)新意識，使他們體驗探究的樂趣和成功的喜悅，樂于形成探究的習慣。
2.4 培養(yǎng)學生的化學用語規(guī)范表達能力。
化學科有其專用的化學名稱及化學符號。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，因化學用語表達不規(guī)范而失分的現(xiàn)象十分驚人，如化學專用名詞漢字書寫不正確、化學式寫錯或不規(guī)范、化學方程式不配平或配平錯誤、生成物中的沉淀“”和氣體“”未注明等等。因此強調(diào)化學用語表達的規(guī)范性，減少因文字和用語表達不規(guī)范這一非智力因素而導致的失分顯得尤其重要。規(guī)范書寫專用化學名稱及化學符號既是一種能力也是一種習慣，教師應該在學生學習的每個階段，每一堂課中加以強調(diào)，保證學生養(yǎng)成良好的用語習慣，才不至于在高考中失去不該失去的分數(shù)。要培養(yǎng)學生良好的化學用語表達能力，教師要做好下面幾方面：
一是在平時的教學中教師應幫助他們?nèi)ソ?gòu)語言表達的有關(guān)模式，給學生提供可模仿、學習的范本，突破典型的問題。
二是在平時的教學中，有意識地訓練學生的“化學表述”能力。努力創(chuàng)造機會讓學生發(fā)言，凡是學生通過思考能夠表達的要讓學生用清晰的化學語言有條理地敘述，這不僅有利于檢查學生思維的正確性和知識的掌握程度，而且有利于培養(yǎng)學生的化學語言表達能力。
三是要重視學生“書寫”習慣的養(yǎng)成。實驗是學習化學的基礎(chǔ)，實驗在化學考查中所占的比重較大，因此，借助實驗訓練學生的“化學表述”能力成為可能。在指導學生實驗操作時，要注意多讓學生用化學語言有條理地敘述操作過程，表述獲取知識的思維過程，把動手操作、動腦理解、動口表達、動手記述有機地結(jié)合起來。只有這樣，才能有效地培養(yǎng)學生化學用語規(guī)范表達能力。
四是及時的評價。教師善于抓住學生的規(guī)范用語表達過程中的閃光點進行評價，讓學體驗成功的喜悅，激發(fā)其后繼努力。
工業(yè)流程題作為新高考中的新題型，由于其取材于真實的工業(yè)生產(chǎn)過程，在考查的重點上測重考查考生的各方面能力，它較好地體現(xiàn)了《課標》要求化學課程著重培養(yǎng)學生實驗操作和探究的能力，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。因此無論是出于應試還是改進自我的教學跟上新課改的步伐，對工業(yè)流程題進行研究都具有一定的現(xiàn)實意義。本文在匯總工業(yè)流程題考查的知識點的基礎(chǔ)上，分析其考查的主要能力，據(jù)此結(jié)合教學實踐，進行一些教學案例片斷的設計并進行反思，期望以此改進自我的教學方式和為同行提供一些可借鑒的實踐經(jīng)驗。
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關(guān)鍵詞：化學工藝流程圖題；習題解析；教學策略；中學化學教學
文章編號：1005–6629（2013）8–0064–04 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B
化學知識在工業(yè)生產(chǎn)和生活實際中，有著廣泛的應用。在高考命題中為了體現(xiàn)化學學科知識的實用性，試題有時會以流程圖的形式出現(xiàn)。這類習題往往以真實的化學工業(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思想。工藝流程圖題能夠綜合考查學生的基礎(chǔ)知識及應用解決實際問題的能力[1]。解答這類習題需要學生既要熟知工業(yè)生產(chǎn)的基本反應原理，同時要能對流程圖中所給出的關(guān)鍵信息進行解讀，理解有關(guān)的反應原理，對學生的能力要求較高。特別是江蘇高考試題Ⅱ卷中有2道大題都是以真實的化學工藝流程圖呈現(xiàn)出來，給考生答題帶來了不小的壓力。研究化學工藝流程圖題的命題特點，并有針對性地采用適當?shù)膽獙Σ呗?，已是擺在廣大師生面前的課題。李新勇、劉全明等人對江蘇高考試題進行評價，指出流程圖的結(jié)構(gòu)、特點和分類，孫國虎、王滋曼等結(jié)合命題趨勢，嘗試從命題的角度分析流程圖，許國霞等分析了無機流程圖的常見解法。結(jié)合教學實踐，本文試圖分析工藝流程圖題的命題特點，提出分析的方法和技巧，給出教學建議，從而提高課堂教學質(zhì)量。
1 認識化學工藝流程圖題的命題特點
課程標準明確指出高中化學要使學生能夠運用所學知識解釋生產(chǎn)、生活中的化學現(xiàn)象，解決與化學有關(guān)的一些實際問題[2]。化學工藝流程圖題由于它更能體現(xiàn)生產(chǎn)實際，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題就是對化工生產(chǎn)過程進行概括和抽象，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、表格或圖像補充相關(guān)的信息，然后根據(jù)流程中涉及的中學化學知識進行設問，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；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)換或反應設備等主要生產(chǎn)工藝流程表示出來；從設問形式上看，流程圖比較新穎并且隱含的知識量較大，往往把化學理論、實驗設計、基本操作和元素化合物知識與流程融合在一起，問題設問對學生的能力要求明顯高于單一的圖表題，因而在教學中學生普遍反映化學工藝流程圖題較難解答[3]。針對這種情況，教學中要引導學生抓住命題特點，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問要求。
2 解析化學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。在面對大信息量的流程圖題時，要抓住流程圖的關(guān)鍵詞語，準確解讀其化學含義，同時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、簡化、假設、歸納等處理過程后，可以將某類實際問題用具體方式表達、建立起分析框架，然后用類比的方法對具體問題進行處理，找出解題的方法和思路。結(jié)合流程圖的命題特點，可以建立流程圖題的分析框架如下（圖1）：
從上圖可以看出，化學工藝流程圖題從結(jié)構(gòu)上看是由三個部分組成，這三個部分都能提供不同的化學信息。在解題時可以先全面認識流程圖的基本結(jié)構(gòu)，明確題中關(guān)鍵詞的基本含義，進而理解由多個化學反應組成的實驗流程。教師在對這類習題進行歸納提煉時，可以從流程圖題呈現(xiàn)方式、化學規(guī)律和知識及解題方法進行剖析，提升學生對流程圖的整體認識，培養(yǎng)學生的思維品質(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，是流程圖中化學反應的關(guān)鍵提示信息，可能是具體物質(zhì)，可能是實驗操作。對這些信息要進行仔細解讀，特別是表示相應的化學實驗操作的文字信息。因為這些操作目的是使相關(guān)的物質(zhì)發(fā)生相應的物理或化學變化。表1列出了流程圖題中常見的有關(guān)實驗操作的關(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，由于題干中大都是教材中沒有出現(xiàn)過的物質(zhì)，學生容易被陌生情景和專業(yè)術(shù)語嚇倒，甚至造成很多學生放棄解答。其實，很多設問都是各自獨立，無連帶效應的，一個問題解決不了不會影響下一個問題的解決。而且每題中都有與流程圖無關(guān)的問題，可以直接根據(jù)已有的知識去完成。盡管流程圖題有不同的解題方法，在教學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，對比分析流程示意圖中的初始原料與目標產(chǎn)品，從對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)合題設的問題回答相關(guān)的化學原理或化學操作內(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為依托，以反應原理、實驗操作為考點，以物質(zhì)制備為主要實驗目的?，F(xiàn)以2012年部分高考試題為例，分析其命題特點，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）用化學平衡移動原理解釋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、化學反應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溶液與雜鹵石進行充分反應，加入Ca（OH）2實際上包含Ca2+和OH-，Ca2+可以與雜鹵石中SO4 2-反應，OH-可以與Mg2+反應，生成Mg（OH）2、CaSO4兩種沉淀然后進行過濾操作。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，同時根據(jù)此題的實驗目的是制取硫酸鉀，這種加入的物質(zhì)必須為鉀鹽，分析應該是K2CO3。濾液中剩余的是硫酸鉀溶液，進行蒸發(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，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，又有利于保護環(huán)境。實驗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的部分實驗過程如下（見圖3）：
（1）①銅帽溶解時加入H2O2 的目的是
（用化學方程式表示）。②銅帽溶解完全后，需將溶液
中過量的H2O2除去。除去H2O2的簡便方法是
。
（2）已知pH>11 時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計算）。
實驗中可選用的試劑：30% H2O2、1.0 mol·L-1 HNO3、1.0 mol·L-1 NaOH。由除去銅的濾液制備ZnO 的實驗步驟依次為：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銅離子。根據(jù)電子守恒可知H2O2被還原為H2O。（2）此題的實驗目的是制備ZnO，可以分析出步驟⑥是Zn（OH）2固體受熱分解，步驟⑤應該是Zn（OH）2從溶液中析出，且不會有其他固體雜質(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+。①②兩步應把Fe3+、Fe2+轉(zhuǎn)化為沉淀，同時保持Zn2+不會沉淀。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向濾液中加入適量30% H2O2，使其充分反應；②滴加1.0 mol·L-1NaOH，調(diào)節(jié)溶液pH 約為5（或3.2≤pH
4 化學工藝流程圖題的教學策略
要想準確、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)等基本化學實驗技能；另一方面要應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 注意對流程圖題的整體解讀
在教學中，有的學生拿到流程圖后，立即對題中的所有關(guān)鍵詞一個一個地進行解讀，希望能挖掘出深刻的含義。其實通過對流程圖結(jié)構(gòu)進行分析可以知道，命題者對流程圖題的信息是通過不同的結(jié)構(gòu)部分給出的。教學中教師要訓練學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)設問中的提示性信息，進而明確生產(chǎn)目的——制備什么物質(zhì)，找到制備物質(zhì)時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)反應的化學方程式、物質(zhì)穩(wěn)定性、物質(zhì)溶解性等。然后對比分析生產(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)品的過程中依次進行的反應。在解讀時要注意從整體上把握命題者的目的和意圖，不要拘泥于一個小問題的疑問，應把握題目的主線，對整個流程形成完整、系統(tǒng)的理解。
4.2 注意基礎(chǔ)知識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)常標出溫度、濃度等外界條件，對外界條件的分析主要從對反應速率和平衡轉(zhuǎn)化率的影響兩個角度入手。反應速率應從反應物接觸面積、接觸機會、溫度、反應物濃度、催化劑等方面思考，同時要結(jié)合試題的實際情境和物質(zhì)的性質(zhì)。若為不同狀態(tài)物質(zhì)之間的反應，則會有接觸面的問題，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。溫度措施在運用時須確保反應物或生成物的性質(zhì)保持穩(wěn)定，加熱一般是加快反應速率或加速固體溶解；降溫是防止某物質(zhì)在高溫時溶解，也可能是適當降低反應速率或使化學平衡向著放熱方向移動等；控制一定的溫度可能是防止某物質(zhì)在高溫時分解、揮發(fā)（如Br2）或發(fā)生副反應，也可能是使催化劑活性達到最高。
很多學生解答工藝流程圖題時感到困難，這與學生平時基礎(chǔ)知識未掌握好、方法不靈活有一定關(guān)系，同時這與工藝流程圖題信息量較大，學生解讀困難也不無關(guān)系。教學中，教師要結(jié)合各地的命題趨勢，有針對性地解讀和訓練，幫助學生建立流程圖題分析的一般框架結(jié)構(gòu)，從而達到掌握流程圖題的目的。
參考文獻：
[1]李新勇.江蘇省高考化學流程題的評析[J].化學教學，2012，（7）：53.
[2]中華人民共和國教育部制定.普通高中化學課程標準（實驗）[S].北京：人民教育出版社，2003：9.
關(guān)鍵詞：高考化學；工業(yè)流程題；能力
中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B 文章編號：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，就教學中如何轉(zhuǎn)變教師的教學方式和學生的學習方式進行一些實際可操作的教學案例設計，使教學跟上《課標》的步伐，便于學生更好的應考，就成了值得我們努力的課題。下面就貴州省高考化學工業(yè)流程題進行分析匯總，就其考查的重點和能力，結(jié)合教學實際談談高中化學教學如何培養(yǎng)學生的相關(guān)能力。
1.近幾年貴州高考化學工業(yè)流程題考查的主要知識點及能力
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知識設置成四至五個問題，從而構(gòu)成一道完整的化學試題?？疾榈奶攸c是立意新穎、科學性強、范圍廣泛、難度較高?，F(xiàn)將近幾年貴州高考化學工業(yè)流程題考查的內(nèi)容、知識點和能力進行分析匯總，如下表：
綜觀近幾年貴州高考化學工業(yè)流程題，考查的內(nèi)容多以元素化合物結(jié)合實際工業(yè)生產(chǎn)為主；問題設問形式主要有填空（化學方程式、離子方程式、電極方程式等的書寫）和簡答（工業(yè)過程中某些操作的措施、理由、評價等）兩大類；考查的知識點則遍布整個高中化學的各個領(lǐng)域（除選修五《有機化學基礎(chǔ)》外）；考查能力方面主要是考查學生獲取信息的能力、實驗探究的能力、知識遷移的能力和化學用語規(guī)范表達的能力。因此，在高中化學教學過程中應著重培養(yǎng)學生的相關(guān)能力。才能更好的適應《課標》要求和更好的應考。
2.高考工業(yè)流程題考查能力啟示下的化學教學及教學反思
工業(yè)流程題是以真實的工業(yè)生產(chǎn)過程為背景，綜合考查學生各方面的基礎(chǔ)知識、基本技能及將已有知識靈活應用在生產(chǎn)實際中解決問題的能力，充分體現(xiàn)了《課標》對培養(yǎng)學生相關(guān)能力的要求的指導思想。但在現(xiàn)行的《教學大綱》、《考試大綱》中均沒有對工業(yè)流程題進行較詳細和完整的說明和解釋，多種新課程教材中也均無獨立的模塊和專題對其進行講解。因此要跟上課改的步伐，我們只有在平時的教學中著重培養(yǎng)學生的相關(guān)能力。
2.1 培養(yǎng)學生獲取信息的能力。"能力立意"是文科綜合能力測試的靈魂，考查的是運用知識分析解決實際問題的能力。工業(yè)流程題是通過設置生活化學新情境，考查學生從材料中獲取有效信息、分析問題、運用知識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、運用知識"與"論證和探討解決問題"的能力的重要前提?？梢娕囵B(yǎng)學生獲取和解讀信息能力顯得尤其重要。因此我們在教學過程的各個階段都不能忽視對學生獲取和解讀信息能力的培養(yǎng)和檢驗。獲取和解讀信息過程實際上就是要求學生找出"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。
[教學反思]在教學過程中讓學生自己去獲取、篩選、處理信息，達到問題的解決。這樣的教學過程是以學生為學習的主體，所以他們的興致特別高，學得也特別認真，不但掌握了新知識，而且有效地訓練了學生獲取有效信息的能力。但值得注意的，一是學生信息獲取能力的提高是一個長期的漸進的過程，不能一厥而就，而應該作為一種長期習慣養(yǎng)成來培養(yǎng)；二是我們在學生分析、整理有效信息的過程中，教師要給予及時的指導和適時的評價，保證學生思路的正確和獲得的信息有效。
2.2 培養(yǎng)學生的實驗探究能力?！墩n標》明確指出"高中化學課程應有利于學生體驗科學探究的過程，學習科學研究的基本方法，加深對科學本質(zhì)的認識，增強創(chuàng)新精神和實踐能力"，并強調(diào)"通過以化學實驗為主的多種探究活動，激發(fā)學習化學的興趣，強化科學探究的意識，促進學習方式的轉(zhuǎn)變"。工業(yè)流程題正是以真實的工業(yè)生產(chǎn)為情景，以化學實驗為載體，結(jié)合化學知識設置問題，考查學生自主學習的探究能力。因此，教師在深刻領(lǐng)會課程教材知識點的基礎(chǔ)上，設計一些適合學生探究的教學過程，滲透工業(yè)流程題的思想和觀念，讓學生在學習的過程中提高自身的探究能力。
[教學反思]試驗證明，學生通過自身的探究，對知識掌握的牢固度和深度都較打開書，老師滿堂灌的效果更好。教育心理學也認為，中學生有與生俱來的探究的需要和獲得新的體驗的需要，而這些需要的滿足，需要在一定的教育環(huán)境下用適當?shù)姆椒ú拍艿靡詫崿F(xiàn)。為此，我們要實現(xiàn)研究性學習，轉(zhuǎn)變學生的學習方式就要做到：一是為學生提供一個開放性的學習環(huán)境；二是明確探究最重要的目的不是結(jié)果，而是通過對問題的不斷"追問"，學會學習，學會思考，學會獲得知識的方法；三是老師要以表揚鼓勵為主，充分肯定學生在探究過程中的主動參與精神和創(chuàng)新意識，使他們體驗探究的樂趣和成功的喜悅，樂于形成探究的習慣。
工業(yè)流程題作為新高考中的新題型，由于其取材于真實的工業(yè)生產(chǎn)過程，在考查的重點上測重考查考生的各方面能力，它較好地體現(xiàn)了《課標》要求化學課程著重培養(yǎng)學生實驗操作和探究的能力，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。因此無論是出于應試還是改進自我的教學跟上新課改的步伐，對工業(yè)流程題進行研究都具有一定的現(xiàn)實意義。本文在匯總工業(yè)流程題考查的知識點的基礎(chǔ)上，分析其考查的主要能力，據(jù)此結(jié)合教學實踐，進行一些教學案例片斷的設計并進行反思，期望以此改進自我的教學方式和為同行提供一些可借鑒的實踐經(jīng)驗。
參考文獻：
高中化學課程改革的一個顯著特點是,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練習題的新增點和主流題型之一,不少省區(qū),還將化學工藝流程題,作為一年一度的化學高考試題。為此,本文建議化學教學要充分利用生產(chǎn)、生活中的鮮活實例,激發(fā)學生學習化學的興趣,“活化”學生的知識。本文將重點談化學工藝流程題的結(jié)構(gòu)、特點與解法技巧。
1 工藝流程題的結(jié)構(gòu)、特點和作用
化學工藝流程題,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)的化學知識步步設問,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知識設計成系列問題,構(gòu)成一道完整的化學試題。
其特點與作用有三:一是試題源于生產(chǎn)實際,以解決化學實際問題作思路進行設問,使問題情境真實,以培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際,學以致用的學習觀;二是試題內(nèi)容豐富,涉及多方面的化學基礎(chǔ),能考查學生化學雙基知識的掌握情況和應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,閱讀量大,能考查學生的閱讀能力和資料的收集處理能力。
2 化學工藝流程題的分類
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,更方便于學生聯(lián)系已學化學知識并進行歸類、分析,有利于掌握解題技巧。
3 解題方法
化學工藝生產(chǎn)主要解決的矛盾,歸納起來主要有六個方面: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,實施“綠色化學”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)設備簡單,生產(chǎn)工藝簡便可行等工藝生產(chǎn)問題?；ち鞒填},一般也就圍繞這六個方面設問求解。為要準確、順利解題,學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]。該實驗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、價格廉的高嶺土,化學組成為: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驗流程如下:
根據(jù)流程圖回答下列問題:
(1)“燃燒”的目的是________________。
(2)配制質(zhì)量分數(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,除添加必要時試劑,還需借助的實驗用品是_________;“蒸發(fā)濃縮”需保持溫度在90～100 ℃,控制溫度的實驗方法是______。
解析:對比原料與產(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(或精密pH試紙);水浴加熱
[點評]首尾分析法是一種解讀工藝流程題的常見方法,該法特點:簡單、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)鍵在于認真對比分析原材料與產(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。當把生產(chǎn)的主線弄清楚了,圍繞這條主線所設計的系列問題,也就可解答了。
3.2截段分析法
對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。
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)實驗室進行蒸發(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),進一步提純產(chǎn)品的方法是_____________。
解析:該生產(chǎn)流程的特點:用同樣原材料既生產(chǎn)主要產(chǎn)品氯化銨,同時又要生產(chǎn)副產(chǎn)品硫酸鈉。因此,為了弄清整個生產(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,因為溫度降到35 ℃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。
[簡評]用截斷分析法解工藝流程題是一種主流解題方法。因為當前化工生產(chǎn),為了降低成本,減少污染,增加效益,都設計成綜合利用原材料,生產(chǎn)多種產(chǎn)品的工藝生產(chǎn)線。用截斷分析法解工藝流程題關(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)品為準點。但也不一定,必須對情況作具體分析。學生必須好好總結(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)方式設計的工藝流程題,掌握生產(chǎn)流程的原理,最簡單的方法,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)的化學方程式:__________,要實現(xiàn)該反應,你認為應該如何操作:______________。
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,進行交叉綜合分析,最終解答題設的有關(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。
[簡評]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,在于找準中間產(chǎn)品(因為有時會出現(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)合已學化學物質(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,設計的生產(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,不僅要考慮原料轉(zhuǎn)化的產(chǎn)品(瞻前),同時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)天然氣脫流時的化學方程式是________。
(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反應在加壓下進行,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)整個流程有三處循環(huán),一是Fe(OH)3 循環(huán), 二是K2CO3(aq)循環(huán),請在上述流程圖上標出第三處循環(huán)(循環(huán)方向和循環(huán)物質(zhì))。
解析:本題對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,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)
[點評]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,即在什么情況下,什么生產(chǎn)階段實施循環(huán)生產(chǎn)。判斷循環(huán)生產(chǎn)點的方法:一是看反應是否為可逆反應,如果是可逆反應,要考慮原料的循環(huán)利用。如本題合成氨反應是可逆反應,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
化學是一門實用性學科。《高中化學學科考試說明》中指出：“化學學科命題注重考查自主學習能力，重視理論聯(lián)系實際，關(guān)注與化學有關(guān)的科學技術(shù)、社會經(jīng)濟和生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展，促進學生在知識和技能、過程和方法、情感態(tài)度和價值觀等方面的全面提升，促進學生德智體美勞全面發(fā)展?！被瘜W工藝流程題正是考查學生分析、解決實際問題能力的具體體現(xiàn)。
一、高考化學實驗題中關(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框圖推斷題，它創(chuàng)設了一個以工藝生產(chǎn)為背景的真實情景，將主要的生產(chǎn)階段用框圖表示，用箭頭將反應原料與目標產(chǎn)品聯(lián)系到一起?；诖?，出題人可將科學發(fā)展、綠色化學的思想滲透其中，以體現(xiàn)新課程的要求。工藝流程題的知識主線仍然是無機化學反應，但相比較于單純考查元素性質(zhì)的無機框圖推斷，工藝流程題則給出了更大更深更廣的考查空間，它所設計的問題基本可以遍及化學模塊的各個領(lǐng)域，主要涉及元素化合物、物質(zhì)的分離提純、化學反應原理和化學實驗。設問方式也多種多樣，如填空、選擇、簡答等。它的主要特點是題干閱讀量大，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.工藝流程題的設問角度
工藝流程題的問題設置一般都由易到難，逐層深化，立足基礎(chǔ)，注重綜合，體現(xiàn)學科核心素養(yǎng)。常見的命題角度分為以下幾種：（1）化學物質(zhì)化合價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的化學方程式或離子方程式，也會涉及到氧化還原反應方程式的書寫。（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，能準確表述其操作步驟及注意事項。（6）計算原料實際的需求量以及產(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，不會出現(xiàn)偏、難、怪的問題。其主體考查內(nèi)容并不會發(fā)生較大的改變。高考真題全面概況了高中的知識點，同時也突出了重難點。因此，在復習工藝流程專項的過程中應該反復研究琢磨高考試題，抓住高考出題思路，掌握命題的趨勢，提高解題技巧。教師與學生都應深入了解高考化學工藝流程題中的主要考查內(nèi)容，以便更好地開展復習。以下對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的復習計劃。（1）工藝流程題中的“十算”，即高考工藝流程實驗題中涉及的計算：根據(jù)電子守恒進行氧化還原反應方程式的配平；按方程式系數(shù)比進行相關(guān)計算；根據(jù)蓋茨定律進行相關(guān)吸放熱焓變的計算；溶液中物質(zhì)電離平衡常數(shù)的計算；溶液中水解平衡的計算；工業(yè)化學平衡常數(shù)的計算；難溶電解質(zhì)溶解平衡的計算；溶液中pH的計算；原料轉(zhuǎn)化率及產(chǎn)率的計算；產(chǎn)品純度的計算。（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用；掌握物質(zhì)分離提純的操作及注意事項；掌握常見氧化劑、還原劑及對應產(chǎn)物的判斷；掌握影響化學平衡的因素；掌握影響化學反應速率的因素；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；掌握鹽類水解對溶液酸堿度的影響；掌握常見物質(zhì)溶解度。高考題中化學工藝流程題會涵蓋許多知識點，這是近幾年高考命題的趨勢。因此，要提高學生的綜合能力，將以上幾個方面所涉及的知識進行整合學習。
二、高考化學實驗題中關(guān)于工藝流程題的解題策略
1.樹立正確的解題意識
對于高考化學實驗中的工藝流程題，我們要明確考查內(nèi)容，熟練考查方式，還要尋找解題方向。解化學工藝流程題應具備五個意識：（1）科學意識。采用合理的分離除雜原理和恰當?shù)奈镔|(zhì)轉(zhuǎn)換方式。（2）成本意識。考慮浸出率、轉(zhuǎn)化率、利用率、材料價格、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。選擇合理的反應條件，在一定情況下投入催化劑的使用。（4）環(huán)保意識。綠色化學應遵循無污染、無腐蝕的原則。（5）安全意識。對于易燃易爆、腐蝕性較強、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
通過認真研讀高考試卷的評分細則，我們不難發(fā)現(xiàn)，在學生知識儲備相當?shù)那闆r下，能否細心規(guī)范準確地答題，是決定學生成績好壞的重要因素。例1.2019年的全國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。實驗室測定水泥樣品中鈣含量的過程，如圖所示：回答下列問題：易錯解答：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真審題，理解答題要求并規(guī)范作答，教師也要在平時訓練中及時向?qū)W生展示標準答案，并向?qū)W生告知答案的評分細則，以幫助學生更好地發(fā)現(xiàn)并改正自己的不足。在答題時，學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，有條理性，扣緊采分點。在教學訓練中，教師要對學生說明：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)了錯誤，反而會被扣分。另外，要規(guī)范化學用語，注意可逆、沉淀、氣體符號書寫等細節(jié)問題。最后，要強調(diào)在整張試卷上答題時，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答題。它能較好地考查學生的思維過程，包括思維的嚴密性、精確性、完整性、創(chuàng)造性，也能考查學生的文字表達能力等綜合素質(zhì)。而學生會因為基本知識掌握不牢固，似是而非，抓不住要點，敘述不規(guī)范不全面而導致得分普遍偏低。所以，在平時注重基本知識、基本操作技能傳授的基礎(chǔ)上，教師還要在書面練習方面給予學生規(guī)范性指導，總結(jié)一些常見化工問題和實驗操作答題的模板。如涉及到增加原料浸出率的措施，可以寫攪拌、提高溫度、增加浸出時間、增大壓強等；加熱的目的一般為加快反應速率或促進平衡向某一個方向進行移動；滴定終點的判斷是當?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，待水流盡后重復操作2～3次（若濾渣易溶于水，可用無水乙醇進行洗滌）等。通過進行相關(guān)答題技巧訓練，使學生掌握一些答題模板，在考試答題過程處于一種主動狀態(tài)，不但能準確作答，也能節(jié)省答題時間。
參考文獻:
[1]魯名峰,申燕,桂耀榮,徐俊龍,白建娥.2019年高考化學復習備考研究(二)[J].中學化學教學參考,2019,(03).
