從框圖推斷到工藝流程

　　摘 要： 推斷題是學生應試中知識的重要考查方式，但由于教育理念的發展，其形式從框圖推斷逐漸演變為化工工藝流程。作者從模式和特點兩方面揭示這種變化的趨勢和必然，并為同行繼續研究命題理念和復習教學、應試策略提供啟迪。
　　關鍵詞： 中考化學 推斷題 變化和特點
　　
　　推斷題是中、高考化學試卷中常見，但非常重要的一類題型。該類題目考查知識面廣、變化多端、思維量大、綜合性強，是考查考生求異思維、發散思維、抽象思維及邏輯推理能力的一類好題。推斷題的呈現方式從高考延續到中考，近年來悄然地發生著變化，逐漸地從框圖推斷演變成為化工工藝流程。下面我就兩者題型進行歸納分析，以期拋磚引玉。
　　一、框圖推斷題
　　1.基本模式
　　化學推斷題一般以“框圖”形式呈現，要求依據題中給定的條件，元素化合物知識、基本概念和基本理論、化學實驗現象，以及化學計算等知識，通過分析、推理、判斷某種物質的名稱或在給定的范圍內判斷存在何種物質。
　　解框圖題一般經歷以下幾步：（1）認真審題，尋找突破點；（2）分析知識聯系點，由點到面進行突破；（3）理解題意，得出結論。
　　2.典型例題
　　例1.（2011四川綿陽）A—G七種物質之間具有如下圖所示轉化關系。已知：A是一種含鐵的礦石的主要成分，其中金屬與非金屬元素的原子個數比為1∶2；B中鐵的質量分數為70%；C是有刺激性氣味的無色氣體，它是形成酸雨的物質之一；F可溶于G的稀溶液并產生氣體，該氣體是有利于環境保護的理想燃料。請回答下列問題：
　　①A的化學式為?搖 ?搖，已知A轉化為B時金屬元素的化合價升高，則A中非金屬元素的化合價是?搖 ?搖。
　　②B與CO反應的化學方程式是?搖?搖。
　　③C→D反應的化學方程式是?搖?搖。
　　④B與G的稀溶液反應的化學方程式是?搖?搖。
　　評析：本題重在物質的性質和存在知識的考查。由題設條件“B中鐵的質量分數為70%”，結合A+O→B+C反應關系，可知B是FeO；“C是有刺激性氣味的無色氣體，它是形成酸雨的物質之一”可知C為SO；A與O反應生成FeO和SO，依據元素守恒得知A中含有鐵元素和硫元素，又“金屬與非金屬元素的原子個數比為1∶2”，所以化學式為FeS。B（FeO）與CO反應生成E和F，且“F可溶于G的稀溶液并產生氣體，該氣體是有利于環境保護的理想燃料”，所以E為CO，F為Fe。由C、D、G的轉化關系得出D為HSO、G為HSO。
　　參考答案：①FeS；-1②FeO+3CO2Fe+2CO③SO+HO =HSO④FeO+3HSO=Fe（SO）+3HO
　　例2.（2011江西）如下圖所示A—G是初中化學常見的物質。圖中“→”表示轉化關系，“—”表示相互能反應。已知A是人體胃液中含有的酸，G是最輕的氣體，B、C、D、E、F是氧化物。請回答：
　　（1）G的化學式為?搖 ?搖，E與F反應的基本反應類型是?搖?搖，寫出物質B的一種用途?搖；
　　（2）C與D反應的化學方程式可能是?搖?搖。
　　評析：本題著重考查物質之間的轉化知識。首先由“A是人體胃液中含有的酸，G是最輕的氣體”得知A為HCl、G為H。因“B、C、D、E、F是氧化物”，由G?葑F可知F為HO；E與F、A都能互相反應，則E可能是CaO；因A→B，則B為CO，又B?葑C，所以C為CO；D與A、C之間能相互反應，則D可能為CuO或FeO等。
　　參考答案：（1）H 化合反應 滅火（或氣體肥料或化工料等）（2）3CO+ FeO2Fe+3CO等（其他合理答案均可）
　　3.特點分析
　　框圖題中給出的條件，常包括物質的顏色、狀態、特殊的化學性質或用途、反應條件，以及反應在生活生產中的應用，等等，解題時往往需要從題目中挖掘出一些明顯或隱含的條件，從以上方面找到突破口；另外框圖本身展示的轉化關系，也是一種條件，因內在聯系的網絡具有一定的綜合性，所以還必須進行正向思維和逆向思維，使物質之間的反應都連得上、走得通，這就是由點再回到面，縱觀整個框圖，充分體現了知識之間的聯系與轉化。
　　由上可見框圖推斷題既強調基礎、注重應用，又突出綜合性；既考查了知識，又考查了能力。但它也存在明顯的缺點：①具有明顯的應試教育觀“知識立意”的命題特征，完全不符合“逐步學會分析和解決與化學有關的一些簡單的實際問題”的基本課程理念；②推斷的起點帶有猜謎的特點，雖然這種猜謎是對知識掌握的反饋，但終究形式單一、內容枯燥，背離了“化學來源于生活，生活中處處有化學”的理念，脫離了鮮活的生活情境。
　　二、工藝流程題
　　1.基本模式
　　流程題以“先進生產工藝”或“實驗操作流程”為情境，將化工生產過程中的主要生產階段以生產流程呈現出來，并根據生產流程中有關的化學知識步步設問，形成與化工生產緊密聯系的化工工藝試題。要求學生以元素化合物知識為框架，能夠將文字表述、圖示描述中的新信息進行吸收、整合、分析，準確地提取出實質性的內容，學會用化學視角分析和解決實際問題。
　　解化工流程題的步驟和方法：首先，瀏覽全題，確定該流程的目的——由何原料獲得何產物（副產物），對比原料和產物。其次，精讀局部，明確反應原理——確定各步的反應物、生成物。大多數提問學生用所學知識便可直接回答，但個別地方往往有悖所學知識，這時就要考慮產物、環保、產量、成本，等等。最后，針對問題再讀圖，明確要求——科學表述、規范書寫。
　　2.典型例題
　　例3.（2011江蘇揚州）氯化鋇是一種可溶性重金屬鹽，廣泛應用于化工領域。用毒重石（主要成分為BaCO）制備氯化鋇晶體工藝流程如下：
　　（1）毒重石要進行粉碎的目的是?搖 ?搖。氣體X的化學式為?搖 ?搖。若所得濾液1仍渾濁，則應采取的操作是?搖 ?搖。
　　（2）操作Y的名稱是?搖?搖。濾液2中可循環利用的物質除水外還有?搖?搖。洗滌氯化鋇晶體最適宜的洗滌劑是?搖?搖（填字母）。
　　A.30℃水 B.30℃飽和氯化鈉溶液 C.30℃飽和氯化鋇溶液
　　（3）濾渣水洗的目的是?搖?搖和?搖?搖。
　　評析：本題強調了知識的遷移，突出了理論聯系實際，以氯化鋇晶體制備的工藝流程為載體考查學習的實驗能力和科學素養。本工藝的原料為礦粉（主要成分為BaCO）和鹽酸，它們反應生成CO和BaCl，其中BaCl可溶于水，所以濾液1為BaCl溶液，當然濾渣必須洗滌，其目的是：充分回收利用BaCl和防止BaCl這種重金屬鹽污染環境。從BaCl濃溶液中得到BaCl晶體必定經過降溫結晶、過濾，最后得到除晶體外，還有未能完全結晶的BaCl飽和溶液（濾液2）。
　　參考答案：（1）增大礦粉與酸接觸面積使反應充分 CO 再次過濾
　　（2）結晶 BaCl（填名稱也可） C
　　（3）提高原料的利用率（或提高產率）減少可溶性重金屬鋇鹽對環境的污染。
　　例4.（2011山東濰坊）工業生產純堿的工藝流程示意圖如下：
　　
　　請完成下列填空：
　　（1）寫出流程中一種氧化物的化學式?搖 ?搖。
　　（2）NH3溶于水得到氨水，該溶液的pH?搖 ?搖7（填寫“大于”“小于”或“等于”）。
　　（3）寫出下列反應的化學方程式：
　　①氯化鎂溶液與氫氧化鈣溶液反應：?搖 ?搖。
　　
　　②氯化鈣溶液與碳酸鈉溶液反應：?搖 ?搖。
　　（4）工業生產純堿的流程中，碳酸化時析出碳酸氫鈉而沒有析出碳酸鈉的原因是?搖
　　?搖。
　　（5）寫出高溫煅燒碳酸氫鈉制取純堿的化學方程式?搖?搖。
　　評析：本題重在以工藝流程為載體考查元素化合物知識和一般的實驗能力，而體裁又取材于同學們熟悉的純堿制取過程。本工藝用粗鹽水（其中含有NaCl、MgCl、CaCl）做原料，加入Ca（OH）溶液、NaCO溶液后分別除去了MgCl和CaCl，得到了純凈的氯化鈉溶液，在通入氨氣氨化后再用CO碳酸化，因碳酸氫鈉的溶解性小于碳酸鈉，所以析出了碳酸氫鈉固體。
　　參考答案：（1）CO或HO（2）大于（3）①MgCl＋Ca（OH）=Mg（OH）↓＋CaCl②CaCl＋NaCO=CaCO＋2NaCl（4）相同溫度下，NaHCO的溶解度小于NaCO的溶解度（其他合理答案也可）（5）2NaHCONaCO＋CO＋HO。
　　3.特點分析
　　工藝流程題是在素質教育觀“能力立意”的命題理念指引下，在框圖題的基礎上，由推斷題和實驗題相融合發展而來。化工生產流程題的結構分題頭、題干和題尾三部分。題頭一般是簡單介紹該工藝生產的原材料和工藝生產的目的（包括副產品）；題干部分主要用框圖形式將原料到產品的主要生產工藝流程表示出來；題尾主要是根據生產過程中涉及的化學知識命制成系列問題，構成一道完整的化學試題。選材側重于生活、生產、科技中的實際問題，精心設計符合學生知識和技能水平的試題背景，體現了化學源于生活、源于社會，又服務于生活、服務于社會的時代主題。在知識不變的情況下，力求素材新穎；在真實的化學情境中觸及學生的人文情感和價值取向。
　　此題型不僅要求學生熟練掌握元素及其化合物的有關知識，善于歸納小結，熟悉某些原理和規律、物質性質及其相互轉化關系和元素及其化合物的轉化網絡，而且要熟練運用物質的分離和提純的方法。
　　三、結語
　　化學知識越來越多地應用在工業生產和生活實際中，而這也成為中、高考命題的熱點和難點，充分體現了化學學科知識的實用性。流程題為考查化學核心知識提供了廣闊的情景空間，能夠綜合考查學生各方面的基礎知識及將已有知識靈活應用在生產實際中解決問題的能力。縱觀近年全國的高考試卷，物質的推斷考查方式都采用了化工工藝流程。但又因工藝流程要求學生既要熟知工業生產的基本原理等，又要對流程圖中所給出的信息進行提取、篩選，對學生的學科能力要求較高，同時另一方面框圖對學生的“雙基”有較好的評價效果，所以在全國各地的化學中考試卷中框圖推斷和工藝流程都互有使用。但這并不影響工藝流程成為中考化學的主流題型，而且工藝流程在創新的基礎上取代框圖終歸是不可扭轉的趨勢。