抓住關鍵，找準角度，構建模型，規范解答——解答高考化學工藝流程試題的策略分析

陜西

化學工藝流程試題作為全國高考化學試卷中的必考題型，雖然能很好地考查學生接受、吸收、整合化學信息的能力及分析和解決化學問題的能力，但是得分率一直較低。鑒于此，本文著力探討了有效快速解決化學工藝流程題的解題策略——抓住關鍵，找準角度，構建模型，規范解答，并從四個維度提出了高考復習備考及教學啟示，以期提高復習備考效率，提高學生得分率。

一、問題的提出

2017年修訂后的高考化學學科《普通高等學校招生全國統一考試大綱的說明》(以下簡稱《考試說明》)中刪去“化學與技術”模塊后，導致理綜卷“化學與技術”模塊涉及的以元素及其化合物為載體考查化學技術的工藝流程試題轉移到了非選擇題部分的工藝流程題中，使化學工藝流程試題成為全國卷中一類極具化學學科特色和彰顯化學學科價值的高考必考試題，非常好地體現了《普通高中化學課程標準》(2017年版)和《考試說明》的要求。但是從學生答題情況來看，全國卷中化學工藝流程題的得分率一直不高，僅僅為30%左右。究其原因，主要表現為兩點：一是試題本身的特點，化學工藝流程題將化工物質的生產流程和最新科技成果及環境保護等真實的素材進行簡化并移植到高考試題中，注重考查學生的化學實驗操作能力、獲取信息和加工信息的能力、綜合運用化學知識解決實際問題的能力，其取材真實廣泛、信息融合呈現、設問角度靈活、思維要求較高，導致學生“談題色變”，認為這是高考化學中難以翻越的“珠峰”；二是學生自身的問題，學生一心只讀圣賢書，不僅缺乏實際參觀、實踐操作的機會，更是缺乏科學系統的有關化學工藝流程試題的分析方法、解題技巧，往往通過題海戰術來試圖窮盡此類試題所有可能的設問方式或盲目應對，花費了大量的時間和精力，卻收效甚微。因此，筆者認為有必要探討有效快速解答化學工藝流程題的策略，以期提高復習備考效率，提高學生得分率。

二、解答化學工藝流程題的策略——抓住關鍵，找準角度，構建模型，規范解答

1.全盤分析——通讀試題，弄清目的，解決“干什么”

近年來，化學工藝流程題考查的主要內容雖然是“新瓶盛舊酒，換湯不換藥”，但是考查形式卻更加靈活，設計問題更是“巧立名目”，真可謂是“項莊舞劍，意在沛公”。學生如果不明就里，在沒有弄清楚試題考什么的情況下就匆匆落筆去做題，很可能就會跟著流程圖中的“某個信息”的“感覺走”，最終離題萬里，所答非所問。這就對幫助學生學會解決此類問題的“引路人”——教師提出了要求，在平時的復習備考過程中，教師要有意識、有步驟地訓練學生全盤分析試題的良好習慣和必備能力，要求學生拿到試題時，切勿急于攻克題設中的問題，一定要按“題頭、題干和題設”的順序，仔細認真地通讀試題，從宏觀上整體把握試題，提煉出流程圖中的兩條主線(如圖1所示)：一是反應線，即物質之間的轉變關系；二是操作線，即物質變化時所需的化學實驗操作。以便弄清化學工藝流程的主要目的，實現對整個工藝流程的全盤分析。此時，更要提醒學生注意：千萬不要被極個別看不懂的細小環節蒙住了自己的一雙慧眼，此時不必將每個環節的原理都搞清楚，也不必將每個物質都一一推出。

圖1 全盤分析整個流程圖

2.局部分析——抓住關鍵，找準角度，解決“怎么做”

通過全盤分析弄清化學工藝流程圖的主要目的之后，教師就要指導學生如何從局部出發，按題設中的問題要求，仔細分析、研究化學工藝流程中與問題相關的局部過程，有針對性地解決題設中提出的每一個問題。此時，學生往往會糾纏于“任誰都看不懂”的“化工術語”，嚴重阻礙對試題的有效解答。為了讓學生掌握有效快速的解題策略，不受這些“化工術語”的干擾，教師就要對學生進行有針對性、有步驟的思維順序和方法的訓練。

(1)排除干擾，順藤摸瓜

解答化學工藝流程題時，教師一定要引導學生做到兩個明確：①排除無關“化工術語”的干擾：要讓學生明確地認識到，對于一點兒都看不明白的“化工術語”，通常是為了使整個化學工藝流程結構完整“不得已而為之”，往往在題設的問題中沒有涉及或者不影響答題，這時一定要大膽地跳過，繼續跟著流程往下一步看，此時關注的焦點、重點應是其產物，綜合該“化工術語”之前與之后相關流程中的有效信息來合理地“圓”這個空缺。②發揮問題導向的作用：化學工藝流程試題題設中的問題設置順序通常與流程圖的流程順序是一致的，且一個問題對應流程圖的一個或依次相連的若干個環節，做題時只需找到所需回答的問題與流程圖中相關信息的一一對應關系，“順藤摸瓜”就可以有效解決相關問題。

(2)抓住關鍵，找準角度

為了有效快速地解決化學工藝流程題，教師要指導、訓練學生掌握局部分析試題的策略。

①抓住關鍵詞，即抓住問題與流程圖中“一一對應”的關鍵詞，具體可依據題設中的問題從前到后，按以下四個階段順次尋找、分析關鍵詞：開始階段——研磨(或粉碎)、灼燒(或焙燒、煅燒)、浸出(水浸、酸浸、堿洗)、攪拌，中間階段——氧化(或還原)、除雜(加入合適或過量的沉淀劑、調控溶液的pH或范圍、控制反應溫度、加入保護氣)，結束階段——結晶與過濾、洗滌與干燥、脫水或煅燒，后續階段——物質滴定計算、轉化率或產率的計算。

②找準角度，即找準解答問題的“角度”，通常從以下五個角度來分析并解答問題：基本理論(氧化還原反應、化學平衡、鹽類水解、電化學)，控制反應條件(溫度、催化劑、壓強、原料配比、調節溶液的pH、選擇溶劑、除雜、產品分離)，綠色化學(循環操作、環境保護、原子經濟)，經濟角度(原料的利用率高、提高產物的產率或產量、降低能耗)，安全生產(防止污染、爆炸、中毒等)。學生按照以上思維順序和方法對試題進行局部分析，便能很快采集到所需解答問題的相關信息、反應原理及相應的操作目的，題設中的問題也就自然得到有效解決。

3.完成問答——構建模型，規范答題，解決“怎么寫”

如果說學會準確獲取有用信息是拿高分的基礎，那么，學會運用信息構建答案就是拿高分的關鍵了。為了讓學生能將答案寫到“得分點”上，在平時的復習過程中，教師必須對學生進行針對性、有步驟的答題“技巧”、答題“套路”和答題“模板”訓練。

(1)跳躍思維，善用信息，各個擊破，追求效益

化學工藝流程題一般是拼盤式設置問題，前后問題通常是孤立的，問題間的聯系并不是特別大，前一問未作答，往往不會影響后面問題的作答。因此，在解答時，對于不會解答的問題可大膽地跳過去，繼續解答后面的問題，爭取做到能讀懂的部分不丟分。對于之前未解決的問題，回過頭來還是帶著問題看信息來尋找答案。總之，要“善用信息，各個擊破”，追求高考得分最大化。

(2)構建模型，規范答題，看清要求，不“改”題

彎尺是畫不出直線的，為了達到“規范答題”，要求學生平時做題時，必須做到以下三點：

①不要急于書寫答案，而是要先認真想一想：設問什么——答題角度，要有什么——信息儲備，該怎么寫——答案建模；

②要注意積累各類實驗操作的固定答題模式，明確答題的規與矩；

③注重訓練文字、化學用語表達的準確性、嚴密性、科學性，力求做到答案層次分明，因果清晰。

【案例】已知：Ni與濃、稀HNO3都能反應。請問：溶解Ni時，若選用濃HNO3，優點是什么？若選用稀HNO3，優點是什么？

【分析】這是一個典型的比較題，教師可從以下三個角度引導學生構建答題模式。

通過構建答題模型，有利于學生全面分析并合理解答問題，做到盡量少失分或不失分。在此基礎上引導學生認識到，評價或比較實驗方案要從多個角度全面分析：

①反應物種類多還是少？易得嗎？對環境有污染嗎？

②產物種類多還是少？影響目標產物的分離和提純嗎？

③反應條件苛刻嗎？

④儀器、設備要求高嗎？

⑤工藝流程、實驗步驟多還是少？

分析每年各省高考評卷大數據，發現學生的簡述能力較差，犯下各種各樣的“無心之過”，歸結起來，主要表現在四個方面：

①答非所問——審題不清，抓不住關鍵字詞句，過濾掉答題要求，甚至指鹿為馬；

②不遵守學科規范——不用化學原理分析，語言描述太隨意，不會使用學科語言；

③基本功欠缺——亂用化學用語表述，書寫極為不規范；

④答題毛糙——丟三落四，比如容量瓶不指明規格，物理量漏寫計量單位，電子式遺漏孤對電子，方程式未配平、漏寫反應條件、沉淀氣體符號等。

這就要求教師在平時模考中要訓練學生做到以下三點：

①看清題目要求，按試題要求認真答題，不改題；

②看準問題方向，用化學原理分析，用學科語言去表達；

③用正確的化學語言規范、準確、完整作答。例如：對于方程式的書寫，一方面要注意“化學方程式、離子方程式、熱化學方程式、電池反應式、電極反應式”的區別；另一方面要做到，正確書寫反應物、產物的分子式或離子符號，配平方程式，用好等號、箭頭或可逆符號，標明氣體、沉淀、物質的三態、水溶液等符號。

三、典例分析

(2019·全國卷Ⅲ·26)高純硫酸錳作為合成鎳鈷錳三元正極材料的原料，工業上可由天然二氧化錳粉與硫化錳礦(還含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素)制備，工藝如圖所示。回答下列問題：

相關金屬離子[c0(Mn+)=0.1 mol·L-1]形成氫氧化物沉淀的pH范圍如下：

金屬離子Mn2+Fe2+Fe3+Al3+Mg2+Zn2+Ni2+開始沉淀的pH8.16.31.53.48.96.26.9沉淀完全的pH10.18.32.84.710.98.28.9

(1)“濾渣1”含有S和____________________；寫出“溶浸”中二氧化錳與硫化錳反應的化學方程式：____________________

____________________。

(2)“氧化”中添加適量的MnO2的作用是____________________

____________________。

(3)“調pH”除鐵和鋁，溶液的pH范圍應調節為________～6之間。

(4)“除雜1”的目的是除去Zn2+和Ni2+，“濾渣3”的主要成分是________。

(5)“除雜2”的目的是生成MgF2沉淀除去Mg2+。若溶液酸度過高，Mg2+沉淀不完全，原因是____________________

____________________。

(6)寫出“沉錳”的離子方程式:___________________。

(2)將Fe2+氧化為Fe3+

(3)4.7

(4)NiS和ZnS

【試題分析】

1.全盤分析

整個流程從天然二氧化錳粉與硫化錳礦出發，通過四步依次除去硫、硅、鐵、鋁、鋅、鎳、鎂七種雜質元素，最后得到高純硫酸錳。

2.局部分析

以問題為導向，按問題和流程圖順序一一對應關系，順藤摸瓜，找準角度，逐個分析，解決問題。

(1)關鍵詞：(酸)溶浸、氧化

角度：氧化還原反應

問題：①“濾渣1”的成分是什么？

根據學生已學知識，Si元素以SiO2或不溶性硅鹽存在，SiO2與硫酸不反應，所以濾渣1中除了S還有SiO2。

②二氧化錳與硫化錳反應的化學方程式？

反應物是什么？

依據流程信息，天然二氧化錳粉與硫化錳礦中加入硫酸，可知反應物為MnO2、MnS和H2SO4。

生成物是什么?

依據題設⑴中信息可知，“濾渣1”含有S，工藝目的為制取高純硫酸錳，錳元素轉化為Mn2+。綜上可知，生成物中有MnSO4和S。

(2)關鍵詞：氧化

角度：氧化還原反應

問題：用適量MnO2氧化除雜的目的是除去什么呢？

MnO2作為氧化劑，使溶浸時未反應完的MnS反應完全，且使溶液中Fe2+氧化為Fe3+。

(3)關鍵詞：除雜1

角度：調節溶液pH

問題：加入氨水，調節溶液pH范圍除去Fe3+和Al3+。

由表中數據可知，當pH≥4.7時，Fe3+和Al3+沉淀完全，所以應調節溶液的pH范圍在4.7～6之間。

(4)關鍵詞：除雜2

角度：復分解反應

問題：如何除去Zn2+和Ni2+？

根據流程信息可知，加入Na2S是為了除去Zn2+和Ni2+，所以濾渣3是ZnS和NiS。

(5)關鍵詞：除雜3

角度：復分解反應、電離平衡、沉淀溶解平衡

問題：①如何除去Mg2+？

根據流程信息可知，加入MnF2生成MgF2沉淀除去Mg2+。

②溶液酸度過高，為什么Mg2+沉淀不完全？

(6)關鍵詞：沉錳

角度：復分解反應

問題：反應物是什么？

生成物是什么？

根據流程信息可知，MnCO3。

(7)關鍵詞：化學式

角度：各元素化合價代數和為零

問題：化學式中Mn原子的個數？

由化合物中各元素化合價代數和為零可得，1+2x+3y+4z=6。

3.完成問答

四、高考復習備考教學啟示

1.思想上高度重視

化學工藝流程試題作為一種能充分體現化學學科與日常生活、生產、社會緊密聯系的試題，為了能綜合考查學生應用化學知識、化學思想、化學方法解決實際問題的關鍵能力和必備品格提供了有力的抓手，其重要性只能逐年增加，考試內容將會更加注重實驗探究和創新意識。因此，教師要從思想上高度重視，引導學生扎實做透化學工藝流程題的復習備考過程。

2.日常教學抓基礎

化學工藝流程試題不管怎樣變化，考試的內容仍是“新瓶盛舊酒”，仍在學生的認知范圍內，解決問題的方法還是萬變不離其宗，即扎實的化學基本功是熟練解答化學工藝流程題的前提。因此，筆者要提醒各位化學教師，作為一線教育工作者的我們，在日常教學中，首先要有意識地堅持幫助學生挖掘身邊的與生活、生產實際相關的化學現象、事實、問題，指導學生對這些現象、事實、問題進行思考、聯系，引導學生試圖用所學化學知識去分析、解釋和表達，真正做到學以致用。其次，一定要加強對反應原理及其本質的復習，讓學生學會應用反應原理解釋化學現象、事實、問題，學會將二者有機地融會貫通，這樣在考試時，學生一看到題目，心中必然就有了解決問題的思路和依據。縱觀歷年高考化學試題，反應原理知識已融入到化學考試的各個題型中，學生只有深入地理解了反應原理，才能在考試中以不變應萬變，也才能做到任何題目都心中有數。最后，還要有意識地強化學生對基本化學知識和操作技能的掌握和積累，重視利用信息解決實際問題能力的訓練，提高學生對試題的整體把握能力。

3.專題訓練提能力

為了進一步提高學生的解題能力，在高考化學一輪復習中，教師一定要加強對學生進行化學工藝流程試題的專項訓練，反復引導學生解答化學工藝流程題時，抓住關鍵，有效提取信息；找準角度，高效解決問題；構建模型，規范解答問題，根據學生常出現的易錯點，靈活、針對地選用相關試題。有目的的從多個角度強化訓練學生，不僅能提高學生的解題能力，還能提高學生的考場應變能力。

4.教學診斷提效率

為了有效減少學生的易錯點，一方面，教師要認真分析學生答題出現的錯誤，在充分了解學生錯誤根源的基礎上，有針對性地開展教學活動，不斷糾正學生時不時出現的易錯點。另一方面，還要讓學生對自己每一次出現的錯誤進行歸納、對比、分析、總結，及時糾正易錯點，不斷完成知識的內化，一定要做到同樣或類似的問題再出現時不會再犯錯，以此來提高學生答題的準確率。

成功貴在堅持，相信，經過一段時間堅持不懈地訓練，學生定能突破解答化學工藝流程類試題的“瓶頸”，把握好分析該類試題的“套路”，并將答案寫到“得分點”上，在高考這一人生關鍵競技場上穩操勝券。