趙德鈺
化學工藝流程題是近幾年來高考必考的一道大題,涉及到元素化合物知識的綜合應用、化學反應原理、混合物分離提純的基本方法以及化學工藝流程分析、工業生產安全、環保等內容。由于此類題試題綜合性強、失分率高,為了增強解題的規范意識,提高考生的得分率,現做系統梳理如下。
首先,試題來源于生活生產實際,以解決實際問題作為思路導向,以培養學生理論聯系實際、學以致用的學習觀為原則。其次,試題內容涉獵面寬泛,涉及多個課程模塊的化學知識,能考查考生雙基知識的掌握情況和相關知識的聯想、推理和遷移能力。最后,試題具有較強的綜合性與創新性,試題所提供的信息隱蔽性強、信息點多,這就需要考生有較強的閱讀能力、信息收集能力和問題分析能力。
工藝流程題一般分為三部分,題頭部分,一般是簡單介紹該工藝生產的原材料、工藝生產的目的以及相關信息。題干部分,一般是將從原料到產品的主要生產工藝流程表示出來,題干的呈現形式多為流程圖、表格和圖像等為主。題尾部分主要是命題者根據具體流程設計的一系列問題,拓展考生解決實際問題的能力。近5年高考題中所涉及的工藝流程題一般分為3個階段,即原料預處理階段、物質轉化及除雜階段、產品的獲得及純化階段。原料預處理,主要目的是使初始原料達到反應所需要的狀態和規格;化學反應,通過該步驟完成由原料到產物的轉變,是化工生產過程的核心;產品的分離和精制,目的是獲取符合規格的產品,并回收、利用副產物等。
該類試題主要包含客觀題與主觀題。客觀題,主要與化工生產流程相結合,以客觀題形式呈現,常常考查物質制備和分離、鹽類水解、溶解平衡、電化學原理等知識的應用等。本部分題目大多為中等難度,命題時多結合圖表曲線,或根據具體實例,或通過實驗分析進行考查。主觀題部分,以流程圖、表格、圖像的形式出現,考查對關鍵信息的提取和處理,考查措施、成分、物質、化學方程式的書寫、敘述實驗操作和步驟、分析操作目的、數據分析和處理結果等。
該類試題常考角度如下:圍繞原料的預處理來考查影響化學反應速率的因素,圍繞提高原料的利用率或生成物的產率來考查影響化學平衡移動的因素以及催化劑的選擇等,圍繞經濟原則來考查物質的循環利用,圍繞產品純度來考查物質分離、提純的方法(如蒸餾、蒸發、萃取分液、升華、調節pH值、結晶、過濾、洗滌等),圍繞核心反應或副反應來考查陌生化學方程式或離子反應方程式的書寫和定量計算,圍繞安全環保意識來考查防火、防爆、防倒吸、防堵塞、防污染等具體的措施。
首先是元素守恒思想。原料中的“核心元素”經多步轉化,最終“存留”于目標產物中,該思想是工藝流程圖的主線。其次是物料轉化思想。工藝流程圖中呈現的各個“方框”一般表示工業生產中的反應釜,方框中的物質表示反應釜中的“主要物質”,方框之間的“箭頭”表示“轉化關系”,箭頭的上方或下方一般注明轉化時加入的試劑或需控制的條件等。再次是教材聯系生產的思想。工藝流程題中的大部分化學反應來源于教材,部分陌生的化學反應,其反應原理也源于教材;工藝流程圖中的工業操作(反應裝置)與教材中的實驗操作(實驗裝置)相對應。最后是綠色環保思想。對環境無害的物質可以直接排放,部分物質需要循環利用,實現資源利用最大化。
包括熟記常考化學工藝術語,比如研磨、霧化、灼燒(煅燒)、浸取、酸浸、蒸發結晶、蒸發濃縮、水洗、酸洗、堿洗、冰水混合物洗、醇水混合物洗、醇洗等;掌握化學工藝流程題中常考的混合物分離提純的實驗操作原理和方法,比如過濾、結晶、蒸餾(分餾)、萃取分液、升華等。
首先,找目的。因為化工題中幾乎所有的設問都是圍繞著又快又多地實現某化學工藝目的而設置的,弄清楚化學工藝流程題要達到的目的,能保證后面的回答不偏離方向。其次,審問題。看清楚問題的具體指向,尤其是要看清楚問題要求答什么,以何種方式作答等,千萬別犯低級錯誤而導致丟分。例如,要求寫離子反應方程式,我們就不能寫成化學反應方程式。再次,審流程。一般化工流程題的流程圖相對復雜,但是問題一般只會涉及幾個關鍵步驟,不會全部涉及,所以我們不建議一開始就去審流程圖,最好是帶著問題去研讀流程圖中的相應關鍵點,這樣可以少走彎路,提高解題的針對性和時效性。最后,簡作答。要求考生細心、準確、規范作答。回答問題時用簡潔的文字語言或化學語言(化學反應方程式或離子反應方程式)規范作答。如果語言不簡潔,答案冗長,就會產生丟分現象:文字不簡潔,浪費答題時間;閱卷老師不容易發現關鍵點造成誤判,導致考生得分偏低。
總而言之,作為一道綜合性比較強的題目,工藝流程類題目不僅具有較強的現實意義,還具有較強的科技前瞻性,再加上信息含量大,命題角度復雜,能力要求又高,仍將是未來的高考考查的重點,但是只要我們努力夯實化學基礎,樹立嚴密的化學思維,再經過大量的試題實踐,就一定能撥開層層迷霧,尋找到適合自己的工藝流程題的解題秘鑰。
(作者單位:山東省鄒城市兗礦第一中學)