高考化學工藝流程題的解題思路與方法分析

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(湖南省懷化市湖天中學 418000)

一、工藝流程題的組成與特征

1.工藝流程題的組成

工藝流程題顧名思義就是利用框圖的形式將化學生產中的主要過程表現出來，再結合題中所給信息進行解答.通常來講工藝流程題主要由三個部分組成.首先是題頭，這一部分主要是簡述題中工藝生產所用原料以及生產目的.其次是提干部分，在這一部分中主要是將化學生產中的主要工藝流程以框圖的形式表現出來.最后是題尾的部分，這一部分是按照整個工藝流程中所涵蓋的知識點進行一系列按照難易程度進行提問.

2.工藝流程題的特征

工藝流程題的特征主要有三個.第一是所有化學試題均來自于真實的生產流程，讓學生能夠充分的將理論與實際聯系起來，在真實的情景下解決問題，真正的學以致用.第二是工藝流程題涵蓋的知識點非常全面，不僅能夠考察學生對基礎知識的掌握情況還能考察學生處理不同問題的應變和推理能力.第三是試題的題型隱形且試題信息量多，不僅考察學生的解題能力也變相考察了學生對于信息的處理能力.

二、化學工藝流程題的題型分類

當化學工藝流程題以自然資源為主時，工藝流程可分為四種主要類型：第一種是以空氣為原料的題目，例如氨的合成或者硝酸的合成過程.第二種是以水資源為主要原料的工藝流程題，例如海水制鹽、海水的提溴等.第三種是以礦石為主要原料例如工業上合成硫酸以及鋼鐵的冶煉等.第四種是以礦石資源為原料的工藝流程，例如有機合成等.當工藝流程題按生產的過程出題可分成化學除雜提純工藝，例如硅的提純.或者是電解工藝以及能源的綜合利用等多種形式.

三、化學工藝流程分析過程

工藝流程題目的旨在考察學生處理綜合問題的能力.因此在解題過程中應按照以下步驟.首先瀏覽整個題目，提煉此過程的生產目的.其次分析流程圖，例如頭尾分析法、交叉分析法等，最后找出題目中的隱含信息，答題時審清題意，避免答非所問.

四、工藝流程題的解題思路

1.頭尾分析法

對于可以用簡單的箭頭和字母能表示出來的線型流程題，第一步應該分析出流程中的原料以及產品，并發現產品和原材料之間的轉化步驟.其次應該了解在生產過程中發生化學變化的原理和基本的化學工藝，例如過濾、提純等.最后應該根據題干中的問題進行逐一的解答.

2.化整為零法

有些化學工藝流程中一種原材料能夠發生多種反應并產生多種產物，對于這類化學流程圖可以將其按照產物的不同分成多個小流程圖，這樣更容易解題.

3.交叉分析法

化學工藝流程題中有一定難度的題型就是原材料的種類較多，首先要合成一種產物，再使其與其他原材料發生反應，最后才能得到需要的產物.此時應該將流程圖劃分出不同的生產流程，相互交叉分析.

4.瞻前顧后法

隨著化學題型的改變，出題人員在命題時經常要考慮環保的問題，因此為了更好的利用資源保護環境，在將原材料最大程度上轉化為所需產物的同時對于其中的副產物原料轉化為原料.在解決此類流程問題時，瞻前是充分考慮原料向產物的轉化，而顧后則是應充分考慮副產物的處理以及再生問題.

五、例題分析

題目：鈦酸鋰和磷酸亞鐵鋰是鋰電池電極材料，這兩種物質主要來自于鈦鐵礦，鈦鐵礦的主要成分為鈦酸亞鐵，其中含有雜質氧化錳和二氧化硅，其工藝流程圖如下圖所示：

在此道題目中共包含6個問題：

(1)在酸浸這一試驗過程中，鐵的浸出率結果在下方顯示，由圖可知，當鐵浸出率在70%時，所用的試驗的條件是.

(2)在經過酸浸這一步驟后，鈦元素此時以氯氧化鈦的形式存在，根據產物寫出對應反映的離子方程式.

(3)根據工藝流程圖可知，酸浸水解并過濾后的沉淀與雙氧水和氨水經過40 min的反應后其溫度與物質轉化率的關系如圖顯示，請分析出在40℃條件下，物質的轉化率最高的原因.

溫度/℃3035404550TiO2·xH2O轉化率/%9295979388

(4)Li2Ti5O15中鈦元素的化合價為+4價，其中過氧鍵的數量是多少.

(5)如果濾液二中的鎂離子的濃度0.02 mol/L，添加雙氧水和磷酸后，讓三價鐵恰好完全沉淀，此時溶液中的三價鐵離子濃度為0.00001 mol/L，請列式計算說明是否產生Mg3(PO4)2沉淀.

(6)請寫出高溫煅燒2過程中制備磷酸亞鐵鋰的化學方程式.

分析(1)此題在整個問題中難度系數較低，屬于簡單題型，分析圖表可知當酸浸的浸出率在70%時，其反應條件應為100° 2h、90° 5h.

(2)此題考查學生對于離子方程式的書寫能力，學生應掌握鈦酸鐵與氫離子和氯離子反應生成二價鐵離子以及氯氧化鈦和水.

(3)此題難度中等，要求學生能夠根據圖表結合自己掌握的化學試劑基本信息進行分析，具有一定的綜合性.溫度在很大程度上能夠能影響化學反應的速率，但是在溫度過高時雙氧水容易分解，氨水容易揮發.在溫度低于40°時，反應的轉化速率隨著溫度的提高而逐漸增加.一旦溫度超過40℃，雙氧水分解氨水揮發最終造成反應的轉化速率降低.

(4)此題屬于計算題，根據產物的化合價計算出氧元素的化合價，記住化合價的代數和為零，再列出相應的方程，即可知道過氧鍵數量為4.

(5)此題考查學生的計算能力，按照公式進行計算即可得出結果，不過此題要求學生計算的準確率.

(6)此題考查學生方程式計算能力，具有一定的綜合性.高溫煅燒化學方程式書寫應注意電子與原子守恒原則.