“三步”破解工藝流程題

陳志明

(福建省永春第一中學 362600)

工藝流程題在高考化學試卷中已經占據十幾年的時間，以真實情境為測試載體，以化學知識作為解決問題的工具，以生產生活中的真實問題為測試任務.試題陌生度高難度大，有明顯區分度，對能力要求高，學生容易產生畏懼感.如何高效解答工藝流程題？現以2021年福建省高考化學試卷第12題的變式題為例給大家介紹一種“三步”法.

例題(2021年福建省高考化學試卷第12題的改編題)四鉬酸銨常用于生產加氫、脫硫等石油精煉催化劑,微溶于水，溶于堿和氨水.工業中用鉬精礦(主要含MoS2，還有Cu、Fe的化合物及SiO2等)為原料制備四鉬酸銨的工藝流程如圖1所示.

圖1

回答下列問題：

(1)(NH4)2Mo4O13中Mo的化合價為____;“焙燒”產生的氣體是____.

圖2

(3)“凈化”時，為了使浸出液中殘留的Cu2+、Fe2+離子濃度小于1.0×10-6mol·L-1，加入沉淀劑(NH4)2S，應控制溶液的p(S2-)應小于____.(已知：p(S2-)=-lgc(S2-),pKsp=-lgKsp；CuS和FeS的pKsp分別為35.2和17.2)

(5)“沉淀”時，濾液濃縮后加入HNO3的作用是____.

(6)工業用H2在高溫下還原(NH4)2Mo4O13制備金屬鉬，反應的化學方程式為____.

第一步，粗讀試題，了解整道試題的結構.時間控制在40秒以內.具體應該達到以下幾點目的：(1)清楚該工藝流程題的所屬類型，常見題型有兩類：①是以物質制備為載體的工藝流程，確定要制備目標產物，思考核心反應所需試劑實現物質轉化，防止副反應發生.②是以物質提純為載體的工藝流程，主要是對混合物的除雜、分離、提純，知道雜質物質，思考除雜方法.不同類型的解題思路和方向有所區別，明確工藝流程題的所屬類型有助于對整個流程的理解思路，研讀流程圖時，就能根據每種類型特點來解讀流程.(2)清楚原料是什么物質，目標產物是什么物質，了解整道題目的有效信息分布的地方，有些信息是在題頭，有些后續設問中的提示性信息可能分布在問答題當中，通過粗讀題目就可以把整個信息大概了解，同時用筆在信息下畫線做標注，有助于下步精讀工藝流程圖時對整個流程的理解.比如例題中有效信息分布題頭、問答題第(2)、(3)、(4)題目題干中.(3)通過粗讀題目，清楚工業流程圖中重點流程步驟，涉及問答題的流程步驟相對重要，在第二步精讀工業流程圖時應全面分析理解，與問題關聯度小只需簡單了解，節約時間.工業流程圖流程步驟一般少則四、五步，多則十幾步，每個流程步驟都認真分析會花較長時間，做題過程中是不允許的.如果流程圖比較陌生且復雜，知識層面和能力層面達不到相對要求，直接依據問題需要對整個流程大體了解，不必把每個流程的轉化環節的原理都弄清.

工藝流程主要分為三個階段：(1)原料預處理階段：礦物質粉粹、溶解(酸溶、堿溶、水溶及相關化工術語)、初步除雜.(2)核心反應階段：主要涉及操作措施、物質成分、化學反應、條件控制(充分考慮工藝的酸堿性環境和溫度環境)，促進核心反應發生，同時又可能會存在哪些副反應發生生產雜質.對反應條件的分析可從影響化學反應速率的因素、影響化學反應平衡因素，同時結合生產綜合經濟效益要考慮到原料成本、對設備的要求和注意環保、發展“綠色化學”等.箭頭處理方法： ①主線——主產品;②支線——副產品;③回頭——循環品.(3)產品精制階段：一般是分離提純化學實驗操作，主要考慮減少產品中的雜質、減少產品損失、防止產品變質問題等.

第(6)道問題：根據題目信息先寫出

(NH4)2Mo4O13+H2——Mo+NH4+H2O

把 (NH4)2Mo4O13系數先定為1，根據元素守恒規律推出

(NH4)2Mo4O13+12H2——4Mo+2NH3↑+13H2O

最后畫等號補上高溫反應條件.反應式寫完后立即檢查是否滿足守恒觀，是否符合溶液酸堿性環境.第(5)道問題根據題頭信息和流程變化得到HNO3的作用使溶液顯酸性，(NH4)2MoO4轉化生成(NH4)2Mo4O13析出晶體.

“三步”解題程序是先了解試題結構和獲取信息，再利用已知信息審題會更加科學、精準，最后全面理解試題內容和命題意圖.工藝流程題五線(元素線、價類線、反應線、操作線、綠色線)并舉，知識落點涉及基本概念、基本原理、元素化合物和基本化學實驗操作方法.平時須做好常見考點知識的整理與歸納，熟悉無機化工流程題常見的操作、化工專業名詞，適當了解生產、生活和社會實際等內容，注重培養對基礎知識、基本技能的整合、推理、應用能力和解題關鍵能力.