2010年江蘇高考化學第16題的賞析

摘要：通過2010年江蘇高考化學第16題，指出高考流程圖題的命題策略，以及這個策略帶來的變化趨勢。并提出了新的解題策略。

關鍵詞：賞析；流程圖

文章編號：1005－6629(2010)11－0077－03 中圖分類號：G424.74 文獻標識碼：B

12010年江蘇高考化學題第16題原題如下

16. （10分）鋇鹽行業生產中排出大量的鋇泥[主要含有HNO3、BaCO3、BaSiO3、BaSO3、Ba(FeO2)2等]。某主要生產BaCl2、 BaCO3、 BaSO4的化工廠利用鋇泥制取Ba(NO3)2， 其部分工藝流程如下：

（1）酸溶后溶液中pH=1， Ba(FeO2)2， 與HNO3的反應化學方程式為_____________。

（2）酸溶時通常控制反應溫度不超過70 ℃，且不使用濃硝酸，原因是___________、________。

（3）結合本廠實際，選用的X為________（填化學式）；中和Ⅰ使溶液中______（填離子符號）的濃度減少（中和Ⅰ引起的溶液體積變化可忽略）。

（4）上述流程中洗滌的目的是___________。

2 賞析

情境是鋇鹽行業生產中大量排出的鋇泥再利用， 著眼于資源充分利用和綠色環保。給出的工業流程是簡潔（但難以完全解讀，容后再敘）的，設問是匠心獨具的。

⑴問利用了Ba(FeO2)2這一陌生物質，回避了反應方程式的再現式書寫、真實地考查了學生對硝酸化學性質的理解。

⑵實際是在問：對于生產中的化學反應要調控什么？與常見的“由調控速率和平衡之目的出發，結合反應特征，尋找措施”的思路相反，該問是“由具體的、工業上使用的、真實措施出發，逆找調控目的”， 這個工業上的真實措施可能是一舉多得的，且調控之目的亦可能并不限于速率和平衡；故這種問法是用了真實的化學情景考了學生真實的能力。對“控溫在70 ℃以下”之目的：首先可以理解為調控速率（即防止反應過快或防止反應速率過大；至于參考答案中的“防止反應速率過快” 的說法，筆者認為是尚能表意的病句）；其次可以理解有節能降本之考量；最后可以理解為是為了下一生產環節中和作準備（因為中和環節會有大量氣體產生，溫度高，反應快，有潛在的危險）。對“不使用濃硝酸”之目的：首先還是可以理解為調控速率（防止反應過快或防止反應速率過大），其次可以理解為安全性（這并非說稀硝酸就安全，只是說濃硝酸太危險，其使用、防護要求更高），最后可理解為如果使用過濃的濃硝酸，基于其揮發性和不穩定性，會造成浪費和污染。

⑶中第一空較簡單（答案要寫化學式BaCO3）；第二空要調用《化學反應原理》中Fe(OH)3在pH為3～4時沉淀完全的知識 ，對學生的精確記憶是個考驗（答案為Fe3+和H+）

⑷是讀圖會意。 ①洗滌是產生廢渣前的最后一步。 而洗滌的直接功用是: 除去廢渣中的表面 Ba(NO3)2。再考慮到可溶性重金屬鹽的毒性，即可得出答案：減少了排放出的廢渣中，可溶性鋇鹽對環境的污染。②也可能在讀圖時更看重“將洗滌液送回酸溶環節參與再循環”，進而得出答案：為了提高鋇泥的利用率。（其實這個循環也可能并不是為了提高利用率，為了經濟效益；而只是為了不排放或少排放，以減輕對環境的污染。但要中學生作這樣的理解是相當困難的）③較為合理的答案是：既為了減少廢渣中可溶性鋇鹽對環境的污染，同時又為了提高原料鋇泥的利用率。

在賞析之初就談到“給出的工業流程簡潔，但難以完全解讀”，那么，有哪些難以解讀的呢? 按流程順序列舉如后①酸溶時BaSO3會被硝酸氧化為BaSO4，同時生成的氮的氧化物有處理嗎？酸溶時用硝酸有什么特別的考慮嗎？用硝酸有污染，為什么要由制 Ba(NO3)2來充分利用鋇泥呢？用鹽酸亦有污染，但生產出的BaCl2就是本廠的主產品，豈不更好？②酸溶后為何控制pH=l？為何不控制在pH為1.5或2，如果直接控制為4～5豈不是連中和I這一步都省掉了嗎? ③用BaCO3做中和I，并且控制pH在4～5，而不是按Fe(OH)3完全沉淀的需要將pH控制在3～4，為何? ④中和Ⅱ步驟中為何不繼續用BaCO3來中和到pH=7，卻又轉用一個本廠不生產、需外購的Ba(OH)2來中和到pH=7呢？⑤從流程圖上看沒有廢液的排放，廢液被循環利用了，這樣的循環可持續嗎? Ba(NO3)2 溶液中的水也要循環利用嗎？廢渣真的就這樣排放了嗎?（如果只是形成廢渣，并排放，之后還有進一步的處理；將直接影響⑷的作答），廢渣排放之前要進行洗凈檢驗嗎？（對②、③、④， 通過深入思考是可理出一些頭緒的，限于篇幅這里不再贅敘）

賞析到此，出現了兩個值得思考的問題；一個是“這種很難完全解讀的流程圖題”出現的原因是什么？另一個是原先“先透徹理解流程圖、后解題作答”的解題策略需要改進嗎？對這兩個問題筆者的看法如下：

關于第一個問題：在新課標中明確要求“從學生己有的經驗和將要經歷的社會生活實際出發，幫助學生認識化學與人類生活的密切關系，關注人類面臨的與化學相關的社會問題，培養學生的社會責任感、參與意識和決策能力”，流程圖題正是這種理念的實踐。流程圖題的素材來源于真實的科研、實驗、生產、生活，但這些真實的情境又有多少是簡單的？期望通過中學化學知識和提供的一兩點信息，在中學生知識和能力范圍就能對其進行完全解讀，往往是一種不切實際的奢望。因此，流程圖題合理的命制思路應該有兩條：一條是對素材進行可讀性處理（形如本題），另一條是保持素材的真實復雜性，只在中學生可讀處設問。如果能夠做到這一點的話，筆者以為“這種很難完全解讀的流程圖題”將會成為一種常見題，在流程圖題的教學中我們應給它以足夠的重視。

關于后一個問題：在緊張的高考現場，要考生先對“很難完全解讀”的流程圖，進行充滿問題意識的、透徹地解讀，至少是時間上不切實際，甚至也可能是知識能力上不切實際；但沒有問題意識的、淺層次地了解性閱讀，學生又能讀出些什么？對解題又有多大的幫助？在考試時既要帶著問題進行思考性閱讀，又能高效的解決題目的設問，關鍵的竅門在于找到高效精讀“路線圖”的方法， 其實命題者設計的問題正是這種高效精讀“路線圖”的路標。“看清設問，依據解決設問的通識、通式、通法，回到流程圖和題干中去尋找、分析并整合有關信息；形成解題思路，實施有效解題”。這種方法應當成為一種合理、自然又高效的解題思路和策略。基于上述考慮，筆者認為原先“先透徹理解流程圖、后解題作答”的解題策略是需要反思的。

下面我們回過頭來，就用第16題來嘗試這種解題策略。⑴問是書寫 Ba(FeO2)2 和HNO3的反應方程式，反應方程式的書寫只要反應物、生成物、反應規律三項知其二即可（這些是通識），考慮到Ba(FeO2)2中的Fe已是+3價，HNO3只能顯示其酸性。由此即可寫出反應方程式為Ba(FeO2)2+8HNO3 Ba(NO3)2+2Fe(NO3)3+4H2O（與命題者提供的參考答案相同），解決過程并不涉及流程圖。⑵問是對酸溶時“控溫在70 ℃以下”和“不使用濃硝酸” 的原因分析。對反應條件進行控制，其目的無非是：控制速率、提高利用率（平衡、副反應）、安全、環保綠色、節能、成本、設備、便利（原料易得易用、操作簡單、產品分離與提純的簡單）等（這些是通識）；現只要答出兩點，且“凡合理答案均可”，對照通識可有以下答點①為調控速率（即防止反應過快或防止反應速率過大）；②為安全（這并非說稀硝酸就安全，只是說使用濃硝酸、防護要求更高；且下一生產環節中和或有大量氣體產生，溫度高，反應快，有潛在的危險）；③為節能（溫度低耗能少）；④為減少浪費和污染（基于濃硝酸的揮發性和不穩定性）；從中擇取兩點作答即可（命題者提供的參考答案為：防止反應速率過快；濃硝酸易揮發、分解）；上述答點合理與否，讀者自有評價；但該問的解決過程，與流程圖關系不大。⑶問中第一空是要求結合本廠實際，選出用于中和的試劑；先看本廠實際，產品只有3種：BaCl2、 BaCO3、 BaSO4。其中只有BaCO3能與酸中和（與命題者提供的參考答案相同）。第二空是要求回答中和I這一步中濃度減小的離子。首先用通法，通法是要考慮：①中和I前體系中有哪些離子？②加入BaCO3后會有哪些反應？③這些反應對離子濃度有何影響？接下來是帶著上述問題對流程圖進行有針對性的解讀：①前一步酸溶時有Fe(NO3)3、 Ba(NO3)2生成，pH=l表明有HNO3剩余; ②加入BaCO3后首先會與HNO3反應，造成H+濃度的降低；H+濃度降低又使Fe3+的水解平衡正移，在pH為3～4時 Fe(OH)3沉淀完全，題給的pH為4～5，因此Fe3+不只是減少、而是幾乎沒有了。（命題者提供的參考答案為：Fe3+和H+）。這一問的解決需要解讀流程圖；由于這個解讀是緊扣解答設問的通法展開，有明確具體的解讀目標和解讀部位，極具針對性，有效的避免了無效或過度解讀的出現。⑷是問流程中洗滌的目的。從通識來看，洗滌的直接功用是：除去濾渣中的表面的殘液。但除去殘液的目的又何在？如果濾渣是產品，可能是為了產品的純凈；如果殘液有經濟價值，可能是為了回收利用；如果殘液有毒，就可能是為了環保將殘液洗出并循環使用，達到殘液零排放。這樣依據通識，只需要從流程圖上找出：濾渣是不是產品？殘液有沒有經濟價值？殘液有沒有毒？當然從流程圖很快可知：濾渣是廢渣；殘液有Ba2+劇毒；殘液有沒有經濟價值暫時存疑，但殘液在被循環使用或利用著。故答案有三種：①為了減少了排放出的廢渣中，可溶性鋇鹽對環境的污染。②為了提高鋇泥的利用率。③既為了減少廢渣中可溶性鋇鹽對環境的污染，同時又為了提高原料鋇泥的利用率。

賞析2010年江蘇高考化學第16題是想達到兩個目的：①欣賞專家們命題、尤其是設問的妙處；②借用此題，指出高考流程圖題的命題策略，以及這個策略帶來的一個必然的變化趨勢，并在此基礎上，指出我們業己習慣的流程圖解題策略所面臨的困難，應該有新的解題策略：從設問出發，依據通識、通式、通法弄清所需，有針對性的從流程圖和題干中收集、分析信息；進而形成解題思路，實現高效解題。實際上2010年江蘇高考化學第18、20題，尤其是第20題從命題方法上看，直接就是第16的克隆；這從一個側面驗證了筆者的看法，也為大家驗證新解題策略和方法的效能提供了機會。