高曉軍
摘要:近年來,工業流程題漸成高考化學知識點考查的重要方向,特別是將化學知識、實驗操作、化學計算融入其中,來考查學生對相關化學知識的理解與應用能力。本文結合該類題型特點,從分析流程圖入手,談談如何圍繞真實工業生產過程來把握解題思路。
關鍵詞:高中化學;工業流程題;解題思路
中圖分類號:G633.8文獻標識碼:A 文章編號:1992-7711(2017)19-043-1
從近年高考化學出題方向來看,工業流程題以其形式多樣、實踐性強,融合化學知識量大、綜合性突出等特點,成為考查學生化學基本原理和基本流程的重要題型。對于該類題型,文字多,信息量大,學生往往較為陌生,心理上產生畏懼感,也是失分重點。為此,筆者圍繞近年來化學流程題考查特點,研究了此類題型的解題方法和技巧,下面來談談解題思路。
一、注意審題,梳理工業流程題考查要點
針對工業流程題,首先要通過粗讀、略讀來獲取相關信息,了解工業生產現狀、大體流程步驟及相關知識點,從中獲取解題有效信息。比如在某高考題中,利用熔鹽電解法來獲得粗鋁,利用吹氣精煉法來去除雜質金屬鈉和氫氣,并利用尾氣處理用于工業電鍍。具體工業流程是:一要做好精煉前的準備,去除坩堝表面的氧化鐵、石英砂,避免與鋁發生反應。請寫出相關化學方程式;二要通過對氯氣導入粗鋁熔體,雜質隨氣泡上浮,氣泡中還有什么?固體雜質在熔體表面形成浮渣,肯定含有什么?三是在廢堿液處理中,反應方程式是什么?四是鍍鋁過程中,金屬鋁為哪一極?熔融鹽電鍍中鋁元素、氯元素的存在形式,在鋁電極的化學反應是什么?鋼材鍍鋁后,致密氧化鋁膜防腐的原因是什么?通過對該題工業流程的大致梳理,其考查的重點有“吹氣精煉法”提取鋁。但因粗鋁雜質元素的存在,使得工業流程較為復雜,并需要對尾氣進行冷凝處理,為電鍍創造條件。其知識點主要有原料的預處理,對粗鋁的提純,氯氣與粗鋁的化學反應,以及金屬鈉、氫氣的處理。在電鍍原理上,鋁為陽極,溶液為陰極。
二、結合圖示,分析流程中不同物質變化
工業流程題往往在解題時,需要從題意閱讀后了解工業生產背景,并結合流程圖來對相關原料、中間物質,以及可能存在的化學反應進行梳理。比如根據箭頭方向來確定投料、生成物、物質循環及核心反應等;再根據相關試題要求,來分析已知、以及各個流程中所涉及的化學知識,最后結合問題來進行解答。同樣,對上述粗鋁提純過程來說,雖然與教材知識不同,但卻與教材中相關知識點緊密關聯。如粗鋁提純方法,制備高純度鋁錠;鍍鋁制品等。提升,在本流程題中,還需要對有害氣體氯氣進行處理,來觀察各個流程可能存在的化學反應,了解所使用的化學原理。比如在本流程圖中,要明確核心反應,以及核心反應后的生成物、副產品等;明確不同流程下所添加的物質,挖掘其中隱藏的信息,為后續推理奠定基礎。
三、整合分析,挖掘不同環節的相關信息
對工業流程題進行信息整合,需要挖掘不同環節的相關信息,并結合自身對化學知識的掌握情況,來組織語言和解答問題。主要推理思路:一是發現反應條件,對哪些因素帶來反應速度的變化,哪些是提升反應速度的條件?二是對平衡轉換的分析,哪些能夠提升產出率?三是對綜合效益的評判,結合題意來分析原料、反應控制條件,以及反應產物的處理,采用的那種方式,如洗滌、蒸發、濃縮、冷卻、過濾、重結晶等。同樣對于上述試題,因聯系工業生產過程,題型綜合性強,在對相關化學知識、原理進行結合時,要注重問題的多樣性,以及題型變化的靈活性。在思維流程上,對于原材料的預處理,產品的提純、物質的循環利用、有害物質的處理等。另外,對于核心反應中可能涉及的方程式書寫,要從反應條件、副原料的加入等方面進行說明。
四、不同環節,注意準確表達和規范答題
對于工業流程題的解題,要注意問題表達的準確性,規范性,要結合題意,圍繞工業流程不同環節,從可能存在的化學反應方程式書寫,以及反應產物、反應條件等方面進行規范填寫,避免非智力因素帶來的失分。比如對于難溶性雜鹵石,其物質成分多,在制備硫酸鉀時,要對不能反應的成分,以及難溶的濾渣進行處理。同時,根據化學反應平衡移動原理,來理解氫氧化鈣與鉀元素的浸出原因。在進行雜質處理時,需要增加什么溶液,再攪拌后進行過濾,并通過什么溶液來調和PH值。當然,不同溫度條件下對鉀元素的浸出時間、浸出濃度也有影響,并結合圖示說明,來推理溫度升高時,浸出率怎樣變化?
五、歸納技巧,解題實踐中提升解題能力
知識在學習時需要積累,特別是在化學工業流程題解題時,要對涉及的基礎知識進行記憶,特別是一些化學反應實驗操作技巧,要熟記于心。對于解題量的擴展也是有必要的,通過一定題量的訓練,一方面來增強自身的審題能力,鞏固相關知識點,另一方面從解題實踐中來強化解題思維,提升解題能力。
總之,在解工業流程題時,雖然試題變化新穎,但對知識點的考查則相對穩定。在教學時,教師要加強對基本理論、基礎知識的講解,夯實學生基礎,同時,應圍繞工業流程題特點,展開解題思維訓練,歸納可能存在的化學反應,挖掘核心反應,以及可能的產物,引入哪些方法來提純、處理有害物質等等。最后,對解題語言的組織,要規范、準確,條理清晰。
[參考文獻]
[1]李劍淳.高中生解答化學工業流程題的錯因分析及教學策略研究[D].華中師范大學,2012.
[2]張瑞.高考化工流程題高分突破[J].中學化學,2015(05).endprint