例析工業(yè)流程題的解題與復習策略

◇ 山西 梁銀生

工業(yè)流程題考查學生的閱讀能力、圖表查看與分析能力、元素化合物基礎知識和化學實驗基本原理及操作等，是具有選拔功能的一類很好的題型，不管是全國卷還是地方自主命題卷，都把工業(yè)流程題作為重點和必考題型進行考查.本文以工業(yè)流程題為例探討工業(yè)流程題的解題與高考復習的策略.

1 分析典例，看解題策略

圖1

(1)硫鐵礦燒渣在酸浸前需先粉碎，其目的是_____.

(2)在酸浸過程中為了提高浸出率，一般需加熱至50～70℃，合適采用的加熱方式是_____.

(3)在浸出液中加入5% H2O2發(fā)生反應的離子方程式為_____，_____(填“能”或“不能”)改用稀HNO3.

(4)制備得到的硫酸鐵銨中會混有少量的硫酸亞鐵銨((NH4)2Fe(SO4)2·xH2O)，可選用_____試劑檢驗此雜質的存在.

(5)操作2的具體實驗操作是_____.

(6)某同學為測定硫酸鐵銨[NH4Fe(SO4)2·xH2O]中的結晶水含量，做如下實驗：取18.7g硫酸鐵銨溶于水后，向溶液中加入足量的氯化鋇溶液，充分反應后得到沉淀23.3g，則可得x＝_____.

本題考查的是以工業(yè)流程為背景的綜合試題，學生要在讀懂工業(yè)流程的基礎上，調用已有化學知識和技能解決問題，因此對學生的知識結構提出較高要求，對學生在新情境下調用已有知識解決問題的能力提出了要求.(1)硫鐵礦燒渣呈塊狀，與液態(tài)試劑接觸不好，浸出率低，所以在用酸浸前需先粉碎，增大接觸面積，使燒渣能充分反應，提高浸出率.(2)由于需控制加熱至50～70 ℃，所以應采用熱水浴加熱.(3)硫鐵礦燒渣的主要成分為Fe2O3、Fe3O4，用硫酸浸出后得到的溶液中含有Fe3＋，同時還會存在Fe2＋，所以加入H2O2后可以將Fe2＋氧化成Fe3＋，離子反應方程式為2Fe2＋＋H2O2＋2H＋＝2Fe3＋＋2H2O，從而得到硫酸鐵，H2O2作氧化劑.用稀HNO3作氧化劑，會引入新的雜質.(4)檢驗溶液中Fe2＋的存在，可以利用Fe2＋具有還原性的特征，使用氧化劑進行檢驗，加入酸性高錳酸鉀溶液，如果溶液褪色，則說明溶液中存在Fe2＋.(5)從溶液中析出硫酸鐵銨應采用結晶的方法，其具體操作為將溶液加熱濃縮，再冷卻結晶，然后過濾、洗滌，即可得到硫酸鐵銨晶體.(6)在18.7g硫酸鐵銨溶于水后，向溶液中加入足量的氯化鋇溶液，充分反應后得到沉淀23.3g，可以計算得到SO2－4的物質的量為0.1 mol，可得原硫酸鐵銨晶體為0.05mol，則硫酸鐵銨的摩爾質量為

即18＋56＋2×96＋18x＝374，解得x＝6.

2 反思解題，探討復習策略

2.1 反應原理考查

梳理工業(yè)流程，我們可以看出在流程中與元素化合物相關的原理知識有許多，要考哪些知識點取決于命題者.比如，例題中要求寫出加入過氧化氫后發(fā)生反應的離子方程式，同樣也可以要求寫出硫鐵礦燒渣用酸浸時發(fā)生的反應，也就是寫出氧化鐵或磁性氧化鐵與硫酸反應的化學方程式或是離子方程式，磁性氧化鐵與硫酸反應方程式也是難點之一；還可以提出各種離子檢驗的反應原理，比如流程中的Fe3＋、Fe2＋等檢驗時的反應試劑與反應原理等.

2.2 實驗基礎知識的考查

本題考查了如何提高燒渣的浸出率，F(xiàn)e2＋的檢驗試劑，特別是在有Fe3＋同時存在時如何檢驗Fe2＋的存在，這些都是實驗的基礎知識.審視流程圖發(fā)現(xiàn)，還可以考查過濾過程所使用的儀器、結晶過程中所使用的儀器等實驗基礎知識.

2.3 實驗基本操作

本題考查了實驗的基本操作，在加熱煮沸時，可以直接利用酒精燈加熱，但如果是加熱到某一具體溫度，就需要比較精準地控制反應溫度，因此需要用水浴或是油浴，并采用溫度計測溫控制等方法進行精準控制.本題中要求加熱至50～70℃，可以采用水浴加熱.一般來說，控制加熱溫度低于100℃的實驗，都可以用水浴加熱進行控制，如果是加熱溫度在100℃以上，一般會以選擇題出現(xiàn)，我們可以在給出的相應試劑中選擇出符合要求的液體，一般選擇液體的沸點要高于我們所需要的溫度，并且不易燃燒、不易揮發(fā)的液體作為油浴液體.再如，本題中還考查了結晶的基本操作，一般溶液中析出晶體時都需要進行加熱濃縮，得到較高溫度下的濃溶液，然后再進行降溫冷卻，而使溶質從溶液中析出.如果要提高難度，可以給出溶液中多種溶質的溶解度，在進行溶解度比較后，得出是采用加熱蒸發(fā)濃縮后直接析出晶體進行趁熱過濾，還是采用加熱蒸發(fā)濃縮后冷卻結晶再進行過濾，但不管是做哪一種選擇，過濾后我們都要對固體進行洗滌，在洗滌時一般遵循“少量多次”的原則.

3 復習策略探討

高考是為國家選拔人才的選拔性考試.在試卷的編制過程中，不僅是要考查學生的化學基礎知識和化學學科基本素養(yǎng)，同時還要對考生進行能力考查，主要是考查學生的閱讀能力、問題分析能力、問題解決能力以及各學科滲透的綜合能力等.

3.1 基礎知識復習

化學基礎知識的復習主要是做好：1)基本概念和基本理論復習，包括原子結構和元素周期律(表)、化學反應速率和化學平衡、電解質的電離和鹽類水解、氧化還原反應、化學反應熱效應等.2)元素化合物的基本知識復習，包括元素的性質、單質及化合物的性質、用途以及制備等.3)實驗基礎知識，主要有物質的檢驗(包括常用試劑、反應原理、操作方法等)、物質的制備(特別是H2、O2、CO2、Cl2、SO2、NH3等氣體的實驗室制備方法，Cl2、Na、Mg、Al、Fe、硫酸、硝酸等的工業(yè)制備方法)，實驗基本操作方法、定量實驗等.

3.2 綜合能力提升

能力是在掌握知識的基礎上形成的，需要有積累的過程，我們從初三到高三，學習了很多化學基礎知識，也在實驗室進行了各類實驗，通過積累我們已經有了應對高考的化學基礎知識和化學學科的基本素養(yǎng)，但真正要解決新情境下的高考試題，還需要我們進行適當?shù)淖兪接柧殻热缭趶土曔^濾操作時，可以對儀器的使用方法、實驗操作、誤差分析等進行變式訓練，這樣就可以應對各種情境下對過濾這樣一個簡單實驗的全方位的考查.

高考復習中我們不僅要注重基礎知識的復習，還要注意知識應用情境的變換，提高知識的應用能力.