洞悉工藝流程命題的“三板斧”破解工藝流程試題的“四步曲”

王民會(huì)

工藝流程題利用陌生度高、信息量大、綜合性強(qiáng)這“三板斧”將考生的分?jǐn)?shù)拉開，是區(qū)分度較高的試題。現(xiàn)從工藝流程題的命題特點(diǎn)和工藝流程題的解題技巧兩個(gè)方面進(jìn)行探討，以期幫助考生走出困境。

一、工藝流程題命題的“三板斧”

第一板斧：陌生度高——“嚇退”考生

1.題干陌生：在高考有限的時(shí)間內(nèi)，考生都不愿意進(jìn)入一個(gè)陌生的環(huán)境，而陌生物質(zhì)的制備或探究，讓考生從心理上產(chǎn)生畏懼感，導(dǎo)致思維受阻。

2.圖框陌生：酸浸、反萃取等等，專業(yè)術(shù)語(yǔ)一大堆，看不懂，想不明白，讓人望而生畏。總之，陌生的物質(zhì)制備，陌生的工藝流程，體現(xiàn)考查的公平性，考查考生化學(xué)基本功和心理素質(zhì)。

第二板斧：信息量大——“煩死”考生

1.文字多：題干和問題設(shè)置一般500字左右，圖框的篇幅約占200字～300字。

2.步驟多：工藝流程題中流程圖一般5步～8步；專業(yè)術(shù)語(yǔ)多，或明或暗陷阱多，考生讀不懂，無(wú)法一步一步按部就班進(jìn)行推導(dǎo)。

3.知識(shí)超綱，信息多：學(xué)生讀不懂，必須借助文字、圖表信息等，考查學(xué)生的信息提取能力。

信息量大，導(dǎo)致考生在高考這個(gè)時(shí)間緊，任務(wù)重的特殊環(huán)境中，無(wú)法精心讀題和吸收信息，望而生畏，草草撤兵，導(dǎo)致得分不高。

第三板斧：綜合性強(qiáng)——難住考生

分離提純、化學(xué)原理、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、基本操作和元素化合物知識(shí)融合為一體，能力要求高，考查考生的分析推斷和綜合運(yùn)用知識(shí)的能力。通過計(jì)算、實(shí)驗(yàn)條件的控制和陌生方程式的書寫拉開考生的分?jǐn)?shù)。

二、破解工藝流程題的四步曲

第一步：明白從哪里來，到哪里去

1.試題背景陌生，但是題干中目的表述很明確，所以快速瀏覽題干，知道流程目的，明白從哪里來，到哪里去即可，不必關(guān)注過程。

2.從紛繁復(fù)雜的試題中抽象概括，可以看到工藝流程題的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（如圖1所示）。審題思路是主線主產(chǎn)品，分支副產(chǎn)品，回頭為循環(huán)。

圖1高考試題都是“紙老虎”，“高考要求較高的信度、效度，必要的區(qū)分度和適當(dāng)?shù)碾y度”，所以高考試題是戴著“鐐銬”命題，既要體現(xiàn)選拔性，又要達(dá)到一定的優(yōu)秀率和及格率，導(dǎo)致很多設(shè)問是孤立的，一些設(shè)問是送分的，一個(gè)問題解決不了不影響下一個(gè)問題的解決；6個(gè)設(shè)問中必須用到流程圖的一般不超過3個(gè)，其他設(shè)問一般可以直接作答。

第二步：“難得糊涂”

文字多、信息多、專業(yè)術(shù)語(yǔ)多，步驟多，面對(duì)“圖框”中的這個(gè)具體過程要“難得糊涂”，命題人不想讓你在短短幾分鐘內(nèi)將圖框讀的明明白白，你就不必非讀明白不可，不必一步步推導(dǎo)出來。注意：萬(wàn)不可在這個(gè)“圖框”的城池下，屯兵太久，耗費(fèi)大量精力，尤其有些框圖，只有流程，在每一個(gè)階段并沒有物質(zhì)出現(xiàn)時(shí)，可以繞過圖框，直奔問題。帶著問題，研究圖框局部。

第三步：山重水復(fù)疑無(wú)路，柳暗花明又一村

帶著問題，直接研究圖框局部，有些問題感覺有多種可能或無(wú)從下手時(shí)，一定要關(guān)注信息。因?yàn)閳D框復(fù)雜，多處超綱，超綱之處如果考你，必有提示，此時(shí)關(guān)注信息最合適，有“山重水復(fù)疑無(wú)路，柳暗花明又一村”的感覺。如果開始就關(guān)注信息，自己讀不懂，還浪費(fèi)時(shí)間。

第四步：借問酒家何處有，牧童遙指杏花村

物質(zhì)的分離提純是一步一步進(jìn)行的，面對(duì)多種離子，當(dāng)你無(wú)法判斷哪一種離子進(jìn)入溶液，哪一種留在濾渣中時(shí)，可以借助“借問酒家何處有，牧童遙指杏花村”，瞻前顧后的首尾分析法可解決這個(gè)問題。

例1（2015年新課標(biāo)Ⅰ）硼及其化合物在工業(yè)上有許多用途。以鐵硼礦（主要成分為Mg2B2O5·H2O和Fe3O4，還有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等）為原料制備硼酸（H3BO3）的工藝流程如圖2所示回答問題。（1）寫出Mg2B2O5·H2O與硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式。為提高浸出速率，除適當(dāng)增加硫酸濃度外，還可采取的措施有（寫出兩條）。（2）利用的磁性，可將其從“浸渣”中分離。“浸渣”中還剩余的物質(zhì)是（化學(xué)式）。（3）“凈化除雜”需先加H2O2溶液，作用是。然后再調(diào)節(jié)溶液的pH約為5，目的是。（4）“粗硼酸”中的主要雜質(zhì)是（填名稱）。（5）以硼酸為原料可制得硼氫化鈉（NaBH4），它是有機(jī)合成中的重要還原劑，其電子式為。（6）單質(zhì)硼可用于生成具有優(yōu)良抗沖擊性能硼鋼。以硼酸和金屬鎂為原料可制備單質(zhì)硼，用化學(xué)方程式表示制備過程。

圖2答案：（1）Mg2B2O5·H2O+2H2SO42H3BO3+2MgSO4。升高溫度；將礦石粉碎，增大礦石的接觸面積。（2）Fe3O4，CaSO4和SiO2。（3）將Fe2+氧化為Fe3+；使Al3+和Fe3+完全沉淀。（4）（七水）硫酸鎂。（5）Na+HH∶B····∶HH-。（6） 2H3BO3△B2O3+3H2OB2O3+3Mg△2B+3MgO

解析第（1）問：根據(jù)題干由Mg2B2O5·H2O制取硼酸，通過分析反應(yīng)物和生成物中各元素的化合價(jià)沒有發(fā)生變化，一般情況下發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，且得到硼酸的操作為過濾，可知硼酸難溶于水，可得方程式為：

Mg2B2O5·H2O+2H2SO42H3BO3+2MgSO4

提高浸出速率，可從加快反應(yīng)速率角度作答：升高溫度、增大濃度、增大接觸面積等。部分考生答：增大壓強(qiáng)或加入催化劑。這時(shí)注意：將物質(zhì)放入到硫酸溶解，一般不需要增大壓強(qiáng)和加入催化劑。第（5）問：NaBH4的電子式：Na只有+1價(jià)，從信息“它是有機(jī)合成中的重要還原劑”分析H為-1價(jià)，B為+3價(jià)，含有鈉離子為離子化合物，可得電子式Na+HH∶B····∶HH-。第（6）問：以硼酸類比H3AlO3（即Al（OH）3）受熱易分解的特點(diǎn)和鋁熱反應(yīng)可得方程式。第（2）問：關(guān)注題干信息，學(xué)過Fe3O4為磁性氧化鐵；SiO2 與硫酸不反應(yīng)，為濾渣，考生易漏掉CaSO4，題干信息中有CaO，用硫酸酸浸，生成微溶物CaSO4。第（3）問：在圖框中與H2O2溶液反應(yīng)的只有Fe2+，所以其作用是Fe2+氧化為Fe3+。第（4）問：得到“粗硼酸”時(shí)，過濾，有鎂鹽的母液濾出，可判斷是鎂鹽，再根據(jù)前面用硫酸酸浸來判斷是硫酸鎂。

例2（2015年天津）廢舊印刷電路板是一種電子廢棄物，其中銅的含量達(dá)到礦石中的幾十倍。濕法技術(shù)是將粉碎的印刷電路板經(jīng)溶解、萃取、電解等操作得到純銅等產(chǎn)品。某化學(xué)小組模擬該方法回收銅和制取膽礬，流程簡(jiǎn)圖如圖3。

圖3回答下列問題：圖4（1）反應(yīng)Ⅰ是將Cu轉(zhuǎn)化為Cu（NH3）2+4，反應(yīng)中H2O2 的作用是 。寫出操作①的名稱： 。（2）反應(yīng)Ⅱ是銅氨溶液中的Cu（NH3）2+4與有機(jī)物RH反應(yīng)，寫出該反應(yīng)的離子方程式：。操作②用到的主要儀器名稱為，其目的是（填序號(hào)）。

a.富集銅元素；b.使銅元素與水溶液中的物質(zhì)分離；c.增加Cu2+在水中的溶解度。

（3）反應(yīng)Ⅲ是有機(jī)溶液中的CuR2與稀硫酸反應(yīng)生成CuSO4和 。若操作③使用圖4裝置，圖中存在的錯(cuò)誤是 。

（4）操作④以石墨作電極電解CuSO4 溶液。陰極析出銅，陽(yáng)極產(chǎn)物是 。操作⑤由硫酸銅

溶液制膽礬的主要步驟是 。

（5）流程中有三次實(shí)現(xiàn)了試劑的循環(huán)使用，已用虛線標(biāo)出兩處，第三處的試劑是 。循環(huán)使用的NH4Cl在反應(yīng)Ⅰ中的主要作用是。

答案：（1）作氧化劑過濾（2）Cu（NH3）2+4+2RH2NH+4+2NH3+CuR2 分液漏斗 a b（3）RH 分液漏斗尖端未緊靠燒杯內(nèi)壁 液體過多（4）O2 H2SO4 加熱濃縮 冷卻結(jié)晶 過濾（5）H2SO4 防止由于溶液中的c（OH-）過高，生成Cu（OH）2沉淀

解析第（1）問：反應(yīng)Ⅰ是將Cu轉(zhuǎn)化為Cu（NH3）2+4，Cu被氧化，需要氧化劑，而NH3 、NH4Cl和H2O2比較，H2O2做氧化劑合適。操作①是把濾渣和液體分離，所以操作為過濾。第（2）問：是一個(gè)陌生的離子方程式，在圖框中根據(jù)箭頭的方向?qū)ふ曳磻?yīng)物（Cu（NH3）2+4與有機(jī)物RH）和生成物（NH4Cl、NH3、有機(jī)層CuR2），此五種物質(zhì)中只有NH4Cl可以拆開且反應(yīng)物中無(wú)Cl-，書寫可得方程式。操作②是把水層和有機(jī)層分離，所以為分液操作，主要儀器為分液漏斗；銅元素富集在有機(jī)層，所以該操作的目的是富集銅元素，使銅元素與水溶液中的物質(zhì)分離。而不影響Cu2+在水中的溶解度。第（3）問：根據(jù)圖框中箭頭提示，反應(yīng)物是CuR2與稀硫酸，反應(yīng)生成物是CuSO4和RH； 第（5）問：循環(huán)使用的物質(zhì)必然是在圖框中加入的物質(zhì)，而在此圖框中只加入了三次物質(zhì)，第一次是：NH3、NH4Cl和H2O2，第二次是： RH和有機(jī)溶劑，第三次是：稀硫酸。前兩次的物質(zhì)均已循環(huán)利用，第三處的試劑只能是稀硫酸。

（收稿日期：2016-01-15）