高考化學(xué)工藝流程題的解題策略之思路研究

黎志輝

(廣東省廣州市卓越教育培訓(xùn)中心 510310)

針對于化學(xué)工藝流程題的解答，可從原料預(yù)處理、反應(yīng)條件、初產(chǎn)品的處理及分離方法等命題角度進行分析，從而總結(jié)出較為實用的解題思路.在此過程中，需加強對化學(xué)工藝流程題的深入分析，并總結(jié)常考的化學(xué)試題，提高學(xué)生得分率的同時，也可提升學(xué)生知識運用和遷移能力.

一、化學(xué)工藝流程題的特點

化學(xué)工藝流程題主要包括無機框圖推動及工業(yè)流程圖，前者常以元素特性為中心，后者則以工業(yè)生產(chǎn)為出發(fā)點進行物質(zhì)制備及分離的相關(guān)分析.其具有綜合性強、閱讀量大及區(qū)分度高等特點.尤其針對工業(yè)流程類試題，在考試當(dāng)中會給出反應(yīng)流程圖，并提供元素化合物及反應(yīng)現(xiàn)象等相關(guān)信息，需要學(xué)生對反應(yīng)原理進行深入分析，這一類題主要考察學(xué)生對物質(zhì)性質(zhì)、物質(zhì)轉(zhuǎn)化及物質(zhì)分離等方面的知識.

二、工藝流程題的結(jié)構(gòu)及命題角度

化學(xué)工藝流程圖結(jié)構(gòu)可分解為三部分，第一部分內(nèi)容主要闡述工藝生產(chǎn)原料及目的；第二部分即將相關(guān)信息(原料向產(chǎn)品轉(zhuǎn)化過程的相關(guān)工藝)以流程圖的形式呈現(xiàn)出來；第三部分，出題人會結(jié)合工藝流程中包含的相關(guān)化學(xué)知識設(shè)置相關(guān)問題，這些問題之間往往具有一定的關(guān)聯(lián)性.工藝流程圖命題的角度可從原料預(yù)處理、反應(yīng)條件、初產(chǎn)品處理方法及分離方法四個方面進行分析.如在高純氧化鎂的制備過程中，可能會設(shè)置鎂元素浸出率提高方法等問題，這便是對原料預(yù)處理的考核，而反應(yīng)條件的考核包括酸堿環(huán)境、溫度環(huán)境等，初產(chǎn)品處理及分離考核重點則在于雜質(zhì)去除方法中牽涉到的相關(guān)知識，如離子方程式、實驗操作及相關(guān)操作的目的等.

三、工藝流程題解題的思路與方法

例1 分析化工廠鉻渣中硫酸鈉提取過程，已知鉻渣中包含Na2SO4其工藝流程圖如下圖：

(1)“微熱”除能加快反應(yīng)速率外，同時還可以____，濾渣A為____(填化學(xué)式).

(2)根據(jù)溶解度(s)∽溫度(T)曲線，操作B的最佳方法為____(填字母序號)

A．蒸發(fā)濃縮，趁熱過濾

B．蒸發(fā)濃縮，降溫結(jié)晶，過濾

1.方法

在進行解題方法分析時，可從這命題角度進行化學(xué)試題的分析，培養(yǎng)學(xué)生嚴謹?shù)乃季S邏輯，在具體應(yīng)用中，化學(xué)工藝流程題的解答，本文建議可采取因果分析法及中心提取法進行解決.兩者的核心內(nèi)容便是找關(guān)鍵點.

在第一問中，其關(guān)鍵點為“微熱”的反應(yīng)條件，采取因果分析法，可分析微熱這一條件會產(chǎn)生什么結(jié)果，第一反應(yīng)便是促進某一類反應(yīng)，再結(jié)合題意，其最終目的是要得到硫酸鈉，則可根據(jù)題意進行排除，分析題意可知，其中三價的鐵離子在微熱環(huán)境下可發(fā)生水解反應(yīng).

2.常考題的工藝流程題型

常考題的工藝流程題型可大致分為基礎(chǔ)化工工藝及精細化工工藝題，而為了更好的分析解題技巧，可從化工工序視角進行題型分析，在高考中常見的題型包括產(chǎn)品提純、電解工序流程題、原材料的轉(zhuǎn)化等，其中牽涉的化學(xué)物質(zhì)主要包括溴、碘、鐵、鋁、鈉等，這幾類化學(xué)元素在化學(xué)工藝流程題中較為常見.而隨著新課改的實踐，化學(xué)工藝流程題與社會生活的聯(lián)系也更加緊密，能源的綜合利用在化學(xué)考卷中也較為常見.

3.常用的解題技巧

首先，需優(yōu)化解題思路，工藝流程具有綜合性較強的特性，因此需掌握正確的解題方法，其中需對化學(xué)工藝生產(chǎn)中存在的問題進行分析，總結(jié)起來可分為以下幾點：第一，生產(chǎn)原理；第二，產(chǎn)品純度；第三，產(chǎn)品產(chǎn)量；第四，工業(yè)污染；第五，原料及成本；第六，工藝優(yōu)化.

因此，在對已知條件及相關(guān)問題進行分析時，可從這幾個方面進行考慮，并獲取有效信息，如反應(yīng)物的化學(xué)及物理性質(zhì)、反應(yīng)條件等.

其次，需結(jié)合生產(chǎn)目標(biāo)仔細分析流程圖，可先從簡單的已知信息進行分析，并從流程局部著手進行流程圖的復(fù)原.

最后，需豐富知識儲備，拓展知識面，總結(jié)物質(zhì)反應(yīng)原理及反應(yīng)條件.

例2 礦渣中銅的提取，已知礦渣中包含Cu2O、Al2O3、Fe2O3及SiO2，工藝流程圖如下：

沉淀物Cu(OH)2Al(OH)3Fe(OH)3Fe(OH)2開始沉淀pH5.44.01.15.8沉淀完全pH6.75.23.28.8

其中一個問題是：

(2)用NaClO調(diào)pH=x是此工藝流程中的最佳選擇.

①選擇NaClO的理由是：____.

②生成沉淀B的同時生成一種具有漂白作用的物質(zhì)，寫出該反應(yīng)的離子方程式為：____.

在此題的解答中，可先審題，并回顧礦渣中包含的物質(zhì)所具備的化學(xué)性質(zhì)，并明確其最終目的為提取礦渣中的銅，繼而結(jié)合問題進行分析，如固體混合物A的分析，從工藝流程圖中可知，其先加入稀硫酸，經(jīng)反應(yīng)產(chǎn)生固體混合物，而在礦渣中SiO2不與稀硫酸反應(yīng)，則固體混合物中一定有SiO2，結(jié)合已知沉淀條件，在pH為5.4時，加入稀硫酸，Cu2O會轉(zhuǎn)化成銅，因此可分析A中有銅，而其他物質(zhì)在此環(huán)境下并不能沉淀.

在分析元素存在形式時，需結(jié)合反應(yīng)條件，并可采取“中心提取法”，提取關(guān)鍵信息，加入NaClO調(diào)節(jié)酸堿環(huán)境，此時發(fā)生的為復(fù)分解反應(yīng)，鐵為二價鐵，則可結(jié)合加入的反應(yīng)物極具有漂白性的特點，則可判定其為HClO,很容易便可以寫出離子方程式：

2Fe(OH)3↓+Cl-+6HClO

化學(xué)的學(xué)習(xí)要求學(xué)生具備較強的思維邏輯，充分掌握化學(xué)知識，能形成自身的思維框架，從而保證解題速度及正確率.在此過程中，可采用“因果分析法”及“中心提取法“優(yōu)化解題思路，并通過總結(jié)化學(xué)工藝流程題解題規(guī)律強化化學(xué)邏輯和培養(yǎng)知識遷移思維.