讀取·抽取·調取·獲取·思取——例談五步解題法在解題中的應用

山東

胡海昊 張傳迎

對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驗題，一直是學生學習化學的一個難點，也是教學的一個難點。由于這些試題信息量比較大，綜合性比較強，也是學生考試中頻頻失分之所在。下面筆者結合幾個例題談談五步解題法在解這些試題中的應用，通過讀取題干、抽取信息、調取儲備、獲取答案和思取收獲這五個步驟予以突破這類試題，供同仁們參考。

類型一、五步解題法在工藝流程題中的應用

【例1】一種含鋁、鋰、鈷的新型電子材料，生產中產生的廢料數量可觀，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)過程Ⅰ中采用NaOH溶液溶出廢料中的Al，反應的離子方程式為_________________________________________。

(2)過程Ⅱ中加入稀硫酸酸化后，再加入Na2S2O3溶液浸出鈷，則浸出含鈷物質的反應化學方程式為(產物中只有一種酸根)________________。在實驗室模擬工業生產時，也可用鹽酸浸出鈷，但實際工業生產中不用鹽酸，請分析不用鹽酸浸出鈷的主要原因：___________________________________________________。

(3)過程Ⅲ得到鋰鋁渣的主要成分是LiF和Al(OH)3，碳酸鈉溶液在產生Al(OH)3時起重要作用，請寫出該反應的離子方程式：_____________________________________________。

(4)碳酸鈉溶液在過程Ⅲ和Ⅳ中所起作用有所不同，請寫出在過程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”反應和“輔線”反應調取儲備①物質分離提純方法;②沉淀劑的選擇方法;③調節pH方法獲取答案【解讀】本題屬于工業生產與實際相關聯試題,屬于分離提純流程題。其思維模板:①看準工藝流程中的反應,主體物質是誰?②投料的物質有哪些?本質上有何變化?③判斷未反應和生成的物質是什么?④通過電子守恒、原子守恒進行配平。(1)Al是“兩性”金屬,與NaOH溶液反應,反應的離子方程式為2Al+2OH-+2H2O2AlO-2+3H2↑。(2)廢料中Co元素化合價為+3價和+2價,經過過程Ⅱ后溶液只含有Co2+,則可知Co3+氧化S2O2-3,還原產物為Co2+,由產物中只有一種酸根可知氧化產物只有SO2-4。(3)Al3+與CO2-3可以發生雙水解生成Al(OH)3沉淀。(4)由過程Ⅳ中提示加入Na2CO3后調節pH及產生CoCO3沉淀可獲得其在該過程中的作用。【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,污染環境(3)2Al3++3CO2-3+3H2O2Al(OH)3↓+3CO2↑(4)調節pH,提供CO2-3,使Co2+沉淀為CoCO3思取收獲高考往往以化工生產流程圖為載體,考查物質的化學性質、分離提純、反應原理、實驗操作、產率計算等知識點。此類題目與工業生產息息相關,做題時應先對題目中的流程圖進行分析,大體確定各個步驟的作用,從而提取解答題目的有用信息,然后看清問題,準確規范解答

【歸因導學】

易錯點錯因1.審題陷阱———找錯原材料與目標產物1.讀不懂框圖,分不清投料和生成物質2.“思路”陷阱———主線找錯2.方框之間的“箭頭”意義不清楚造成錯誤3.分離提純方法錯誤3.常見離子分離提純方法錯誤對應學法:1.應記憶的知識:離子分離提純、檢驗方法2.應理解的概念:氧化還原反應規律與應用3.應學習的方法:方程式配平法4.應訓練的題目:不同生產、生活化工流程題的分析

【滿分導考】

此類試題的常考題型、分值、難度、考頻失分陷阱化工與生產實際結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。該知識點的常考題型為“陌生流程、陌生情景”,結合實際,體現化學實用性,分值為15分,如2017年全國卷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”;2.不能把教材知識與實際生產相結合造成知識互不銜接無法作答;3.不考慮綠色環保,在流程上選錯試劑,造成環境污染

【得分要點滿分秘訣】

制備類工藝流程題一般由多步連續的操作組成，每一步操作都有其具體的目標、任務。審題的重點要放在與題設有關操作的目標、任務上，分析時要從成本角度(原料是否廉價易得)、環保角度(是否符合綠色化學的要求)、現實角度等方面考慮；解答時要同時兼顧框內框外，里外結合；邊分析，邊思考，易處著手；先局部，后全盤，逐步深入。而且還要看清問題，不能答非所問。要求用理論回答的試題應采用“四段論法”：本題改變了什么條件(或是什么條件)→根據什么理論→所以有什么變化→結論。

類型二、五步解題法在綜合實驗題中的應用

【例2】(2017·全國卷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定學校周邊河水中的溶解氧。實驗步驟及測定原理如下：

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，反應生成MnO(OH)2，實現氧的固定。

Ⅱ.酸化、滴定

回答下列問題：

(1)取水樣時應盡量避免攪動水體表面，這樣操作的主要目的是________________________________。

(2)“氧的固定”中發生反應的化學方程式為____________________________________。

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

(4)取100.00 mL水樣經固氧、酸化后，用amol·L-1Na2S2O3溶液滴定，以淀粉溶液作指示劑，終點現象為____________________________________；若消耗Na2S2O3溶液的體積為bmL，則水樣中溶解氧的含量為________ mg·L-1。

(5)上述滴定完成時，若滴定管尖嘴處留有氣泡會導致測定結果偏________(填“高”或“低”)。

【五步導解】

讀取題干審讀題意知目的和信息反應抽取信息①溶解氧測定原理;②滴定步驟;③關系式尋找;④誤差判斷調取儲備①溶液的配制方法;②氧化還原滴定實驗終點判斷方法;③電子守恒和關系式的計算策略獲取答案【解讀】本題屬于化學與環境試題,采用碘量法測定水中溶解氧的含量,從屬于氧化還原滴定。其思維模板:具體化學反應→化合價怎么變化(或是否變化)→尋找(氧化劑、還原劑、氧化產物、還原產物)→根據中和滴定思想遷移至氧化還原反應滴定。(1)取水樣時若擾動水體表面,會造成水體雜質進入水樣中,或者水體中的氧氣因為攪拌溶解度降低而逸出,造成誤差。(2)根據氧化還原原理,Mn(OH)2 被氧化為MnO(OH)2,Mn的化合價由+2價→+4價,化合價升高2價,氧氣中的O元素化合價由0價→-2價,整體降低4價,根據電子守恒,“氧的固定”中發生反應的化學方程式為O2+2Mn(OH)22MnO(OH)2。 (3)Na2S2O3溶液不穩定,使用前還需標定,因此配制該溶液時不需要精確配制,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。

續表

【歸因導學】

易錯點錯因1.不能正確書寫化學方程式1.死記硬背,對陌生方程式書寫方法掌握不牢2.不會通過物質的量關系確定關系式或關系式找錯2.化學反應方程式不配平或物質的量弄錯造成計算錯誤3.誤差分析錯誤3.不能利用知識遷移,把中和滴定遷移至氧化還原反應滴定導致錯誤對應學法:1.應記憶的知識:有關環境知識、氧化還原反應概念2.應理解的概念:氧化還原反應規律3.應學習的方法:關系式和電子守恒法4.應訓練的題目:氧化還原反應或離子反應的計算

【滿分導考】

此類試題的常考題型、分值、難度、考頻失分陷阱生產實際與氧化還原反應結合是高考試卷中的常考題型,考查頻率極高,難度較大。該知識點的常考題型為“陌生情境、陌生反應”,結合實際,體現化學的實用性,分值為15分,如2017年全國卷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,不能與相應化學知識銜接;2.不會“庖丁解牛”,各個擊破。對于復雜新穎的試題,采用“切塊法”,把互不關聯的小題分別解答;3.知識、方法匱乏。如陌生氧化還原反應書寫、配平方法掌握不牢固等

【得分要點滿分秘訣】

解答生產實際與氧化還原反應綜合類試題時，首先分析題目中的信息，與相應化學知識接軌，確定氧化劑、還原劑及氧化產物、還原產物。必要時，還要寫出并配平氧化還原反應的方程式(化合價升降法)，這樣有利于計算電子轉移數目、判斷物質的氧化性或還原性等，然后根據題目要求，確定答案。解答有關氧化還原反應試題的步驟如下：