一道無機化工流程題的賞析

喬國柱　王衛華

(山東省沂南縣第一中學　276300)

從近幾年的高考題來看，發現全國各地高考題Ⅱ卷大題中，無機化工流程題幾乎成了每年高考的壓軸題，在最新高考考綱及考試說明與要求中也充分說明了這一點.因此，筆者感到，對此題的學科作用與地位進行深入的挖掘與剖析，同時從學科核心素養方面具有十分重要的意義.下面，以一道典型例題進行分析.

例題As2O3在醫藥、電子等領域有重要應用.某含砷元素(As)的工業廢水經如下流程轉化為粗As2O3.

(1)“堿浸”的目的是將廢水中的H3AsO3和H3AsO4轉化為鹽.H3AsO4轉化為Na3AsO4反應的化學方程式是____.

(3)“沉砷”是將砷元素轉化為Ca5(AsO4)3OH沉淀，發生的主要反應有：

研究表明：“沉砷”的最佳溫度是85℃.用化學平衡原理解釋溫度高于85℃后，隨溫度升高沉淀率下降的原因是____.

(4)“還原”過程中H3AsO4轉化為H3AsO3，反應的化學方程式是____.

(5)“還原”后加熱溶液，H3AsO3分解為As2O3，同時結晶得到粗As2O3.As2O3在不同溫度和不同濃度硫酸中的溶解度(s)曲線如右圖所示.為了提高粗As2O3的沉淀率，“結晶”過程進行的操作是____.

(6)下列說法中，正確的是____(填字母).

a．粗As2O3中含有CaSO4

b．工業生產中，濾液2可循環使用，提高砷的回收率

c．通過先“沉砷”后“酸化”的順序，可以達到富集砷元素的目的

解析(1)H3AsO4和NaOH發生中和反應生成Na3AsO4和水；此題目比較簡單，考查的是正確書寫化學方程式的能力，體現的化學學科核心素養與能力為元素的守恒思想、理解能力.

(3)由于a反應屬于放熱反應，當溫度高于85℃后，隨溫度升高，平衡逆向移動，c(Ca2+)下降，導致反應b平衡逆向移動，Ca5(AsO4)3OH沉淀率下降.本題目考查的是化學平衡移動原理，即理解外界條件對化學平衡的影響，能用相關理論解釋其一般規律，涉及到的化學學科核心素養為變化觀念與平衡思想.屬于化學反應原理在工農業生產中的具體應用.難度適中.

(5)從圖像中可能發現，在圖中對應的三種溫度下，都有一個溶解度的最小值(說明As2O3的沉淀率最高)，但在25℃時，As2O3的溶解度最低；故選擇溫度為25℃，而對應的硫酸的濃度約為7 mol·L-1，在As2O3析出后，采用“過濾”操作將其從溶液中分離出來.本題考查的是學生對圖象的觀察能力，從圖形中獲取有關的感性知識和印象，并進行初步加工、吸收、有序存儲.要求學生要看懂圖象，結合流程圖和實驗操作進行解答.本題考查內容在近年的考綱中有明確的表述“掌握反應條件的控制方法”.因此，我們對該考點一定要引起高度的重視.

(5)調硫酸濃度約為7 mol·L-1，冷卻至25℃，過濾

(6)abc

總評該題與2017年新課標全國卷第27題的命題思路較為相似，相同點：

(1)呈現形式：流程圖、圖象.(從中獲取有用信息，體現學以致用)

(2)知識落點：化學方程式書寫、化學計算、實驗條件的控制、反應原理的應用等

(3)能力考查：獲取信息的能力，分析問題的能力、表達能力(考查核心素養)

(4)涉及模塊：基本概念和基本理論、元素化合物、化學實驗、化學反應原理.(說明試題綜合性強，體現化學知識的交叉和融合)

總之，這類題信息量較大，要求學生能夠運用所學知識解釋生產、生活中的化學現象，解決與化學有關的一些實際問題，也能充分的體現了化學所要求的核心素養.因此，備受高考專家的青睞.