解析中考中的化學(xué)工業(yè)流程題

徐春華

義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)提出：為學(xué)生創(chuàng)設(shè)體現(xiàn)化學(xué)、技術(shù)、社會(huì)、環(huán)境相互關(guān)系的學(xué)習(xí)情景使學(xué)生初步了解化學(xué)對(duì)人類文明發(fā)展的巨大貢獻(xiàn)。制備型工業(yè)流程題應(yīng)運(yùn)而生，成為每年中考化學(xué)題的必考題，中考化學(xué)試卷的重頭戲。

一、化學(xué)工業(yè)流程題的主要特點(diǎn)

1.情景真實(shí)、新穎

化學(xué)工業(yè)流程題的背景是真實(shí)的化工生產(chǎn)情景，題目中會(huì)出現(xiàn)化工生產(chǎn)中的專業(yè)術(shù)語或教材中從未出現(xiàn)的物質(zhì)，讓學(xué)生感到陌生。

2.信息量大、覆蓋面廣

化學(xué)工業(yè)流程題的內(nèi)容主要來源于教材，試題將教材內(nèi)容與化工生產(chǎn)有機(jī)的融合在一起，不僅考查九年級(jí)化學(xué)中出現(xiàn)的基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能，還與學(xué)生生活實(shí)際密切相關(guān)。

3.綜合性強(qiáng)、思維容量大

工業(yè)流程題是將九年級(jí)化學(xué)知識(shí)與化工生產(chǎn)實(shí)際緊密聯(lián)系的新題型，學(xué)生不僅要具備堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能，還需具備一定的閱讀能力、獲取信息、加工整合信息的能力，題目設(shè)計(jì)的問題多，跨度大，綜合性強(qiáng)，對(duì)學(xué)生的要求較高，具有一定的難度。

二、化學(xué)工業(yè)流程題的結(jié)構(gòu)和主體框架

1.化工流程圖題型的結(jié)構(gòu)

題頭（引入信息）→題干（提取信息，應(yīng)用解題）→題尾（得出結(jié)論或產(chǎn)品）。

2.化學(xué)工業(yè)流程題的主體框架（如圖1）

圖1

三、化學(xué)工業(yè)流程題解題策略

分析近幾年中考化學(xué)工業(yè)流程題，主要有以下幾類：金屬的回收利用、海水的多重利用、污水處理工業(yè)、石灰石工業(yè)。命題者選取的素材絕大多數(shù)來自九年級(jí)化學(xué)教材，題目用流程圖作為載體，將教材內(nèi)容與生產(chǎn)實(shí)際有機(jī)的融合在一起。為順利、正確地解出工業(yè)流程題，學(xué)生必須具有扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)和閱讀信息、分析框圖以及理論聯(lián)系實(shí)際的能力。

1.關(guān)注三線一框

中考化學(xué)工業(yè)流程題，從題干部分看一般都是采取流程圖的模式，主要運(yùn)用方框和箭頭承載信息。不同的流程圖的形式不同，有的以操作名稱作為框圖形成流程的主線，有的以物質(zhì)作框，也有以設(shè)備作框，但每一題都固定以一種形式為框。方框周圍的箭頭指向不同，意義不同。如圖2：一般箭頭指向方框的為反應(yīng)物（投料）；從方框出去的為生成物（中間產(chǎn)物或主產(chǎn)物或副產(chǎn)物）；回頭的箭頭表示循環(huán)利用的物質(zhì)，有時(shí)箭頭也會(huì)表示操作流程。

圖2

解題時(shí)，整體瀏覽流程圖，分析流程中每個(gè)步驟，根據(jù)箭頭的指向判斷反應(yīng)物是什么，生成物是什么，即可知反應(yīng)的原理。

例1 圖3為某化工企業(yè)生產(chǎn)流程示意圖：

圖3

下列說法正確的是（ ）。

A.鈦酸亞鐵（FeTiO3）中鈦元素為+3價(jià)

B.①中反應(yīng)為：2FeTiO3+6C+7Cl2 一定條件 2X+2TiCl4+6CO，則X為FeCl3

C.③中氬氣（Ar）作保護(hù)氣，反應(yīng)類型為置換反應(yīng)

D.②中為使原料全部轉(zhuǎn)化為甲醇（CH3OH），理論上CO和H2投料的質(zhì)量比為1∶ 2

解析 本題選取的素材雖超出九年級(jí)化學(xué)教材內(nèi)容，但只要明確進(jìn)線、出線的含義還是能很快的找出答案。選項(xiàng)A根據(jù)化合物中化合價(jià)的代數(shù)和為零，可知鈦元素的化合價(jià)為+4；選項(xiàng)B、C、D需寫出反應(yīng)原理才可作答。方框①周圍三條進(jìn)線，即反應(yīng)物為焦炭、氯氣、鈦酸亞鐵；三條出線，即生成物為一氧化碳、四氯化鈦、X；該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2FeTiO3+6C+7Cl2 一定條件 2X+2TiCl4+6CO，依據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后原子種類、原子數(shù)目不變，可得X為FeCl3。同理，可寫出方框②、方框③中的反應(yīng)原理。依據(jù)反應(yīng)物、生成物的種類和類別，反應(yīng)③為置換反應(yīng)；根據(jù)反應(yīng)②的化學(xué)方程式，計(jì)算理論上CO和H2投料的質(zhì)量比應(yīng)為7∶ 1。

答案：B、C。

2.關(guān)注物質(zhì)分離和提純的方法

化工生產(chǎn)過程中需獲得較純凈的產(chǎn)品，物質(zhì)的分離和提純就是化工生產(chǎn)流程的重要環(huán)節(jié)，九年級(jí)化學(xué)中常見的物質(zhì)分離和提純的方法有：

①過濾 固、液分離（難溶性的固體與液體的分離、析出晶體與飽和溶液的分離）

②蒸餾 液、液分離（沸點(diǎn)不同的物質(zhì)）

③結(jié)晶 固體物質(zhì)從溶液中析出的過程（蒸發(fā)結(jié)晶、降溫結(jié)晶）

④洗滌 洗去固體表面的雜質(zhì)離子（水洗、飽和溶液洗滌）

3.關(guān)注生產(chǎn)線

解化學(xué)工業(yè)流程題時(shí)，首先要通讀題目，明確化工生產(chǎn)目的，找出原料和成品，回顧教材內(nèi)容，提取原料中物質(zhì)以及產(chǎn)品的性質(zhì)，自主構(gòu)建一條簡單、明了的理論生產(chǎn)線（一題也可能有多條生產(chǎn)線），將之與實(shí)際生產(chǎn)線對(duì)照，分析流程的步驟及每個(gè)方框的意義，找出題目中運(yùn)用的生產(chǎn)原理，明確分離和提純的方法，對(duì)整個(gè)流程有完整、系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。

例2 有一種工業(yè)廢水，其中含有大量的硫酸亞鐵、少量硫酸銅和污泥。某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)既經(jīng)濟(jì)又合理的實(shí)驗(yàn)方案，制備硫酸亞鐵晶體（FeSO4·7H2O）并回收銅。方案流程如下：

查閱資料 FeSO4·7H2O受熱易分解。

圖4

回答下列問題：

（1）步驟①中用到的玻璃儀器有燒杯、漏斗和

。

（2）步驟②中需加入的物質(zhì)是 ，目的是 。

（3）步驟③中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。

（4）步驟④的操作是蒸發(fā)濃縮、 、過濾。

解析 本題呈現(xiàn)的是污水處理工業(yè)流程圖，由題意可知，原料為工業(yè)廢水，其中含有大量的硫酸亞鐵，少量硫酸銅，工業(yè)生產(chǎn)的成品有硫酸亞鐵晶體（FeSO4·7H2O）和銅。理論生產(chǎn)線為兩條：①工業(yè)廢水（含硫酸亞鐵）→硫酸亞鐵晶體，結(jié)合教材內(nèi)容，可用過濾法從溶液中獲得硫酸亞鐵晶體；②工業(yè)廢水（含硫酸銅）→銅，結(jié)合教材內(nèi)容，加入活動(dòng)性比銅強(qiáng)的金屬將銅置換出來；可用結(jié)晶法從溶液中獲得。實(shí)際生產(chǎn)流程線就有兩條：①工業(yè)廢水→廢液1→固體→銅；②工業(yè)廢水→廢液1→溶液2（廢液3）→硫酸亞鐵晶體。步驟1實(shí)現(xiàn)固、液分離，故操作為過濾，缺少的玻璃儀器為玻璃棒；由第①條生產(chǎn)流程線可知，步驟②中加入活動(dòng)性比銅強(qiáng)的金屬，溶液3經(jīng)過處理后得到硫酸亞鐵晶體，故所加物質(zhì)是鐵，其目的是將硫酸銅溶液中的銅全部置換出來；在實(shí)際生產(chǎn)過程中為將原料完全反應(yīng)，所加試劑一般為過量，步驟③除去過量的鐵，化學(xué)方程式是Fe+H2SO4 FeSO4+H2↑；根據(jù)資料可知，獲得硫酸亞鐵晶體的方法是降溫結(jié)晶法或冷卻熱飽和法。

答案：（1）玻璃棒； （2）鐵；將硫酸銅溶液中的銅全部置換出來；

（3）Fe+H2SO4 FeSO4+H2↑

（4）冷卻結(jié)晶

初見工業(yè)流程題，學(xué)生感到陌生而產(chǎn)生畏難心理，在多次訓(xùn)練后，發(fā)現(xiàn)工業(yè)流程題主要考查基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能，學(xué)生只要調(diào)整心態(tài)，具備一定解題技巧和方法，還是能順利的獲得正確答案。

（收稿日期：2015-06-26）