讀取·抽取·調(diào)取·獲取·思取——例談五步解題法在解題中的應(yīng)用

山東

胡海昊 張傳迎

對(duì)于一些以信息給予形式給出的工藝流程題或者綜合性的實(shí)驗(yàn)題，一直是學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的一個(gè)難點(diǎn)，也是教學(xué)的一個(gè)難點(diǎn)。由于這些試題信息量比較大，綜合性比較強(qiáng)，也是學(xué)生考試中頻頻失分之所在。下面筆者結(jié)合幾個(gè)例題談?wù)勎宀浇忸}法在解這些試題中的應(yīng)用，通過(guò)讀取題干、抽取信息、調(diào)取儲(chǔ)備、獲取答案和思取收獲這五個(gè)步驟予以突破這類(lèi)試題，供同仁們參考。

類(lèi)型一、五步解題法在工藝流程題中的應(yīng)用

【例1】一種含鋁、鋰、鈷的新型電子材料，生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢料數(shù)量可觀，廢料中的鋁以金屬鋁箔的形式存在；鈷以Co2O3·CoO的形式存在，吸附在鋁箔的單面或雙面；鋰混雜于其中。(已知氧化性：Co2O3>Cl2)。從廢料中回收氧化鈷(CoO)的工藝流程如下：

(1)過(guò)程Ⅰ中采用NaOH溶液溶出廢料中的Al，反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)________________________________________。

(2)過(guò)程Ⅱ中加入稀硫酸酸化后，再加入Na2S2O3溶液浸出鈷，則浸出含鈷物質(zhì)的反應(yīng)化學(xué)方程式為(產(chǎn)物中只有一種酸根)________________。在實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)生產(chǎn)時(shí)，也可用鹽酸浸出鈷，但實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中不用鹽酸，請(qǐng)分析不用鹽酸浸出鈷的主要原因：___________________________________________________。

(3)過(guò)程Ⅲ得到鋰鋁渣的主要成分是LiF和Al(OH)3，碳酸鈉溶液在產(chǎn)生Al(OH)3時(shí)起重要作用，請(qǐng)寫(xiě)出該反應(yīng)的離子方程式：_____________________________________________。

(4)碳酸鈉溶液在過(guò)程Ⅲ和Ⅳ中所起作用有所不同，請(qǐng)寫(xiě)出在過(guò)程Ⅳ中起的作用：_________________________________。

【五步解讀】

讀取題干審讀流程知原材料和產(chǎn)物抽取信息①Co2O3的氧化性>Cl2的氧化性;②加入試劑作用;③“主線(xiàn)”反應(yīng)和“輔線(xiàn)”反應(yīng)調(diào)取儲(chǔ)備①物質(zhì)分離提純方法;②沉淀劑的選擇方法;③調(diào)節(jié)pH方法獲取答案【解讀】本題屬于工業(yè)生產(chǎn)與實(shí)際相關(guān)聯(lián)試題,屬于分離提純流程題。其思維模板:①看準(zhǔn)工藝流程中的反應(yīng),主體物質(zhì)是誰(shuí)?②投料的物質(zhì)有哪些?本質(zhì)上有何變化?③判斷未反應(yīng)和生成的物質(zhì)是什么?④通過(guò)電子守恒、原子守恒進(jìn)行配平。(1)Al是“兩性”金屬,與NaOH溶液反應(yīng),反應(yīng)的離子方程式為2Al+2OH-+2H2O2AlO-2+3H2↑。(2)廢料中Co元素化合價(jià)為+3價(jià)和+2價(jià),經(jīng)過(guò)過(guò)程Ⅱ后溶液只含有Co2+,則可知Co3+氧化S2O2-3,還原產(chǎn)物為Co2+,由產(chǎn)物中只有一種酸根可知氧化產(chǎn)物只有SO2-4。(3)Al3+與CO2-3可以發(fā)生雙水解生成Al(OH)3沉淀。(4)由過(guò)程Ⅳ中提示加入Na2CO3后調(diào)節(jié)pH及產(chǎn)生CoCO3沉淀可獲得其在該過(guò)程中的作用。【答案】(1)2Al+2OH-+2H2O2AlO-2+3H2↑(2)4Co2O3·CoO+Na2S2O3+11H2SO412CoSO4+Na2SO4+11H2O Co2O3·CoO可氧化鹽酸生成Cl2,污染環(huán)境(3)2Al3++3CO2-3+3H2O2Al(OH)3↓+3CO2↑(4)調(diào)節(jié)pH,提供CO2-3,使Co2+沉淀為CoCO3思取收獲高考往往以化工生產(chǎn)流程圖為載體,考查物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)、分離提純、反應(yīng)原理、實(shí)驗(yàn)操作、產(chǎn)率計(jì)算等知識(shí)點(diǎn)。此類(lèi)題目與工業(yè)生產(chǎn)息息相關(guān),做題時(shí)應(yīng)先對(duì)題目中的流程圖進(jìn)行分析,大體確定各個(gè)步驟的作用,從而提取解答題目的有用信息,然后看清問(wèn)題,準(zhǔn)確規(guī)范解答

【歸因?qū)W(xué)】

易錯(cuò)點(diǎn)錯(cuò)因1.審題陷阱———找錯(cuò)原材料與目標(biāo)產(chǎn)物1.讀不懂框圖,分不清投料和生成物質(zhì)2.“思路”陷阱———主線(xiàn)找錯(cuò)2.方框之間的“箭頭”意義不清楚造成錯(cuò)誤3.分離提純方法錯(cuò)誤3.常見(jiàn)離子分離提純方法錯(cuò)誤對(duì)應(yīng)學(xué)法:1.應(yīng)記憶的知識(shí):離子分離提純、檢驗(yàn)方法2.應(yīng)理解的概念:氧化還原反應(yīng)規(guī)律與應(yīng)用3.應(yīng)學(xué)習(xí)的方法:方程式配平法4.應(yīng)訓(xùn)練的題目:不同生產(chǎn)、生活化工流程題的分析

【滿(mǎn)分導(dǎo)考】

此類(lèi)試題的常考題型、分值、難度、考頻失分陷阱化工與生產(chǎn)實(shí)際結(jié)合的流程題是高考試卷中的常考題型,考查頻率極高,難度較大。該知識(shí)點(diǎn)的常考題型為“陌生流程、陌生情景”,結(jié)合實(shí)際,體現(xiàn)化學(xué)實(shí)用性,分值為15分,如2017年全國(guó)卷Ⅰ第27題1.新信息讀不懂,不知道元素守恒思想是工藝流程圖的“主線(xiàn)”;2.不能把教材知識(shí)與實(shí)際生產(chǎn)相結(jié)合造成知識(shí)互不銜接無(wú)法作答;3.不考慮綠色環(huán)保,在流程上選錯(cuò)試劑,造成環(huán)境污染

【得分要點(diǎn)滿(mǎn)分秘訣】

制備類(lèi)工藝流程題一般由多步連續(xù)的操作組成，每一步操作都有其具體的目標(biāo)、任務(wù)。審題的重點(diǎn)要放在與題設(shè)有關(guān)操作的目標(biāo)、任務(wù)上，分析時(shí)要從成本角度(原料是否廉價(jià)易得)、環(huán)保角度(是否符合綠色化學(xué)的要求)、現(xiàn)實(shí)角度等方面考慮；解答時(shí)要同時(shí)兼顧框內(nèi)框外，里外結(jié)合；邊分析，邊思考，易處著手；先局部，后全盤(pán)，逐步深入。而且還要看清問(wèn)題，不能答非所問(wèn)。要求用理論回答的試題應(yīng)采用“四段論法”：本題改變了什么條件(或是什么條件)→根據(jù)什么理論→所以有什么變化→結(jié)論。

類(lèi)型二、五步解題法在綜合實(shí)驗(yàn)題中的應(yīng)用

【例2】(2017·全國(guó)卷Ⅱ，28題)水中溶解氧是水生生物生存不可缺少的條件。某課外小組采用碘量法測(cè)定學(xué)校周邊河水中的溶解氧。實(shí)驗(yàn)步驟及測(cè)定原理如下：

Ⅰ.取樣、氧的固定

用溶解氧瓶采集水樣。記錄大氣壓及水體溫度。將水樣與Mn(OH)2堿性懸濁液(含有KI)混合，反應(yīng)生成MnO(OH)2，實(shí)現(xiàn)氧的固定。

Ⅱ.酸化、滴定

回答下列問(wèn)題：

(1)取水樣時(shí)應(yīng)盡量避免攪動(dòng)水體表面，這樣操作的主要目的是________________________________。

(2)“氧的固定”中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)___________________________________。

(3)Na2S2O3溶液不穩(wěn)定，使用前需標(biāo)定。配制該溶液時(shí)需要的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、試劑瓶和________；蒸餾水必須經(jīng)過(guò)煮沸、冷卻后才能使用，其目的是殺菌、除________及二氧化碳。

(4)取100.00 mL水樣經(jīng)固氧、酸化后，用amol·L-1Na2S2O3溶液滴定，以淀粉溶液作指示劑，終點(diǎn)現(xiàn)象為_(kāi)___________________________________；若消耗Na2S2O3溶液的體積為bmL，則水樣中溶解氧的含量為_(kāi)_______ mg·L-1。

(5)上述滴定完成時(shí)，若滴定管尖嘴處留有氣泡會(huì)導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏________(填“高”或“低”)。

【五步導(dǎo)解】

讀取題干審讀題意知目的和信息反應(yīng)抽取信息①溶解氧測(cè)定原理;②滴定步驟;③關(guān)系式尋找;④誤差判斷調(diào)取儲(chǔ)備①溶液的配制方法;②氧化還原滴定實(shí)驗(yàn)終點(diǎn)判斷方法;③電子守恒和關(guān)系式的計(jì)算策略獲取答案【解讀】本題屬于化學(xué)與環(huán)境試題,采用碘量法測(cè)定水中溶解氧的含量,從屬于氧化還原滴定。其思維模板:具體化學(xué)反應(yīng)→化合價(jià)怎么變化(或是否變化)→尋找(氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物)→根據(jù)中和滴定思想遷移至氧化還原反應(yīng)滴定。(1)取水樣時(shí)若擾動(dòng)水體表面,會(huì)造成水體雜質(zhì)進(jìn)入水樣中,或者水體中的氧氣因?yàn)閿嚢枞芙舛冉档投莩?造成誤差。(2)根據(jù)氧化還原原理,Mn(OH)2 被氧化為MnO(OH)2,Mn的化合價(jià)由+2價(jià)→+4價(jià),化合價(jià)升高2價(jià),氧氣中的O元素化合價(jià)由0價(jià)→-2價(jià),整體降低4價(jià),根據(jù)電子守恒,“氧的固定”中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為O2+2Mn(OH)22MnO(OH)2。 (3)Na2S2O3溶液不穩(wěn)定,使用前還需標(biāo)定,因此配制該溶液時(shí)不需要精確配制,需要的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、試劑瓶和量筒,并不需要容量瓶;Na2S2O3溶液不穩(wěn)定,加熱可以除去蒸餾水中溶解的氧氣和二氧化碳,減少Na2S2O3的損失。

續(xù)表

【歸因?qū)W(xué)】

易錯(cuò)點(diǎn)錯(cuò)因1.不能正確書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式1.死記硬背,對(duì)陌生方程式書(shū)寫(xiě)方法掌握不牢2.不會(huì)通過(guò)物質(zhì)的量關(guān)系確定關(guān)系式或關(guān)系式找錯(cuò)2.化學(xué)反應(yīng)方程式不配平或物質(zhì)的量弄錯(cuò)造成計(jì)算錯(cuò)誤3.誤差分析錯(cuò)誤3.不能利用知識(shí)遷移,把中和滴定遷移至氧化還原反應(yīng)滴定導(dǎo)致錯(cuò)誤對(duì)應(yīng)學(xué)法:1.應(yīng)記憶的知識(shí):有關(guān)環(huán)境知識(shí)、氧化還原反應(yīng)概念2.應(yīng)理解的概念:氧化還原反應(yīng)規(guī)律3.應(yīng)學(xué)習(xí)的方法:關(guān)系式和電子守恒法4.應(yīng)訓(xùn)練的題目:氧化還原反應(yīng)或離子反應(yīng)的計(jì)算

【滿(mǎn)分導(dǎo)考】

此類(lèi)試題的常考題型、分值、難度、考頻失分陷阱生產(chǎn)實(shí)際與氧化還原反應(yīng)結(jié)合是高考試卷中的常考題型,考查頻率極高,難度較大。該知識(shí)點(diǎn)的常考題型為“陌生情境、陌生反應(yīng)”,結(jié)合實(shí)際,體現(xiàn)化學(xué)的實(shí)用性,分值為15分,如2017年全國(guó)卷Ⅱ理綜第28題、2017年江蘇卷第19題等1.審題失誤。新信息讀不懂,不能與相應(yīng)化學(xué)知識(shí)銜接;2.不會(huì)“庖丁解牛”,各個(gè)擊破。對(duì)于復(fù)雜新穎的試題,采用“切塊法”,把互不關(guān)聯(lián)的小題分別解答;3.知識(shí)、方法匱乏。如陌生氧化還原反應(yīng)書(shū)寫(xiě)、配平方法掌握不牢固等

【得分要點(diǎn)滿(mǎn)分秘訣】

解答生產(chǎn)實(shí)際與氧化還原反應(yīng)綜合類(lèi)試題時(shí)，首先分析題目中的信息，與相應(yīng)化學(xué)知識(shí)接軌，確定氧化劑、還原劑及氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物。必要時(shí)，還要寫(xiě)出并配平氧化還原反應(yīng)的方程式(化合價(jià)升降法)，這樣有利于計(jì)算電子轉(zhuǎn)移數(shù)目、判斷物質(zhì)的氧化性或還原性等，然后根據(jù)題目要求，確定答案。解答有關(guān)氧化還原反應(yīng)試題的步驟如下：