王廷虎

關(guān)注社會，貼近生活，聯(lián)系實(shí)際，靈活運(yùn)用題給信息和所學(xué)化學(xué)知識解決生活、生產(chǎn)中的實(shí)際問題，一直是新課程改革的出發(fā)點(diǎn)和著力點(diǎn)，也是新課標(biāo)中考命題的必然趨勢。在近年來的中考中，化學(xué)工藝流程問題因?yàn)橘N近生活實(shí)際，能激發(fā)學(xué)生的興趣而異軍突起，已逐漸成為中考化學(xué)的熱點(diǎn)，備受命題者的青睞。

一、命題特點(diǎn)

化學(xué)工藝流程試題是新課程改革催生的一種新題型，也是近年來中考化學(xué)試題的特色之一?；瘜W(xué)工藝流程試題就是將化工生產(chǎn)過程中的主要生產(chǎn)階段，即生產(chǎn)流程，用框圖形式表示出來，并根據(jù)生產(chǎn)流程中有關(guān)的化學(xué)知識步步設(shè)問，形成與化工生產(chǎn)緊密聯(lián)系的化工工藝試題。工藝流程題的結(jié)構(gòu)一般分為題頭、題干和題尾三部分：題頭一般是簡單介紹該工藝生產(chǎn)的原材料和工藝生產(chǎn)的目的(包括副產(chǎn)品)，題干部分主要用框圖形式將原料到產(chǎn)品的主要生產(chǎn)工藝流程表示出來，題尾主要是根據(jù)生產(chǎn)過程中涉及的化學(xué)知識設(shè)置成系列問題，進(jìn)而構(gòu)成一道完整的化學(xué)試題。

在近年來的中考中，“化學(xué)工藝流程試題”命題內(nèi)容廣泛，密切聯(lián)系生產(chǎn)、生活實(shí)際，設(shè)問方式靈活，充分體現(xiàn)了“化學(xué)是真實(shí)的”的命題指導(dǎo)思想，其主要特征如下：

1.以化工生產(chǎn)為背景，用框圖的形式表述生產(chǎn)流程，主題內(nèi)容廣泛，密切聯(lián)系生產(chǎn)、生活實(shí)際，題材豐富。

2.工藝流程所包含的學(xué)科知識比較基礎(chǔ)，具有一定的代表性和典型性，流程圖中可能出現(xiàn)超綱知識，但試題設(shè)問時不會涉及。

3.解答流程題不必將圖中每一種物質(zhì)都推出，一般是問什么推什么。試題的設(shè)問一般沒有“連帶效應(yīng)”，即前后問題之間沒有必然的聯(lián)系，主要考查學(xué)生對已學(xué)知識的掌握、理解、遷移、轉(zhuǎn)換、重組和應(yīng)用的能力。

二、解題策略

1.明確目的，提取有用信息。題頭一般是簡單介紹該工藝生產(chǎn)的原料和工藝生產(chǎn)的目的(包括副產(chǎn)品)，以及提供一些課本上未出現(xiàn)過但題中必須要用到的信息。通過閱讀題頭，了解流程圖以外的文字描述、表格信息、后續(xù)設(shè)問中的提示性信息，進(jìn)而明確生產(chǎn)目的——制備什么物質(zhì)，找到制備物質(zhì)時所需的原料及所含雜質(zhì)，提取出所給的相關(guān)信息——物質(zhì)反應(yīng)的化學(xué)方程式、物質(zhì)穩(wěn)定性、物質(zhì)溶解性等。

2.分析流程，弄清各步作用。首先對比分析生產(chǎn)流程示意圖中的第一種物質(zhì)（原料）與最后一種物質(zhì)（產(chǎn)品），從對比分析中找出原料與產(chǎn)品之間的關(guān)系，弄清：生產(chǎn)流程過程中原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的過程中依次進(jìn)行了什么反應(yīng)？每一步除目標(biāo)物質(zhì)外，還產(chǎn)生了什么雜質(zhì)或副產(chǎn)物？雜質(zhì)是否要除去？若要除去，采用什么操作方法除去？采取這樣的方法，其目的是什么？

3.看清問題，準(zhǔn)確規(guī)范作答。無論流程如何陌生復(fù)雜，最終命題者設(shè)置的問題仍然是課本、考綱所要求掌握的知識點(diǎn)。大多數(shù)問題用所學(xué)知識便可直接回答，但個別地方往往有悖所學(xué)知識，這時就要考慮產(chǎn)物、環(huán)保、產(chǎn)量、成本等等。所以答題時要看清所問問題，不能答非所問，要注意語言表達(dá)的科學(xué)性，如化學(xué)方程式要配平，分清所問是實(shí)驗(yàn)操作名稱還是具體操作步驟等等。

三、解題方法

1.首尾分析法。對一些線型流程工藝(從原料到產(chǎn)品為一條龍生產(chǎn)工序)試題，首先對比分析生產(chǎn)流程示意圖中的第一種物質(zhì)（原料）與最后一種物質(zhì)（產(chǎn)品），從對比分析中找出原料與產(chǎn)品之間的關(guān)系，弄清生產(chǎn)流程過程中原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的基本原理和除雜、分離、提純產(chǎn)品的化工工藝，然后再結(jié)合題設(shè)的問題，逐一推敲解答。

2.截段分析法。對于用同樣的原料生產(chǎn)多種(兩種或兩種以上)產(chǎn)品(包括副產(chǎn)品)的工藝流程題，用截段分析法更容易找到解題的切入點(diǎn)。

3.交叉分析法。有些化工生產(chǎn)選用多組原材料，事先合成一種或幾種中間產(chǎn)品，再用這一中間產(chǎn)品與部分其他原料生產(chǎn)所需的主流產(chǎn)品。以這種工藝生產(chǎn)方式設(shè)計(jì)的流程題，為了便于分析掌握生產(chǎn)流程的原理，方便解題，最簡單的方法就是將提供的流程示意圖劃分成幾條生產(chǎn)流水線，上下交叉分析。

4.“瞻前顧后”分析法。有些化工生產(chǎn)，為了充分利用原料，變廢為寶，設(shè)計(jì)的生產(chǎn)流水線除了主要考慮將原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品外，同時還要考慮將生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為原料的循環(huán)生產(chǎn)工藝。解答這類題，可以用“瞻前顧后”分析法?！罢扒邦櫤蟆狈治龇?，是指分析工藝生產(chǎn)流程時，主要考慮原料轉(zhuǎn)化為哪種產(chǎn)品(即“瞻前”)，同時也要考慮原料的充分利用和再生產(chǎn)問題(即“顧后”)。

四、真題解讀

1.考查生產(chǎn)硫酸的工藝流程。

例1(安徽)以黃鐵礦(主要成分是FeS2)為原料，生產(chǎn)硫酸的簡要流程圖如下：

(1)寫出流程圖中一種氧化物的名稱：。

(2)將黃鐵礦粉碎，目的是。

(3)流程中SO2轉(zhuǎn)化為SO3的化學(xué)方程式為。

(4)實(shí)驗(yàn)室稀釋濃硫酸時應(yīng)注意什么？。

(5)爐渣(Fe2O3)在工業(yè)上可用來。

解析：本題主要考查工業(yè)上生產(chǎn)硫酸的工藝流程。(1)氧化物是指由兩種元素組成，其中一種元素是氧元素的化合物，流程圖中出現(xiàn)了三種氧化物，即二氧化硫(SO2)、三氧化硫(SO3)、三氧化二鐵(或氧化鐵)(Fe2O3)。(2)將黃鐵礦粉碎，其主要目的是增大反應(yīng)物的接觸面積，使黃鐵礦反應(yīng)更加充分，提高原料的利用率。(3)流程中SO2是在加熱和有催化劑存在的條件下被氧氣氧化為SO3，書寫化學(xué)方程式時要特別注意反應(yīng)條件的標(biāo)注。(4)實(shí)驗(yàn)室稀釋濃硫酸時，應(yīng)將濃硫酸沿著燒杯壁緩慢注入水中，并用玻璃棒不斷攪拌，使?jié)饬蛩崛苡谒懦龅臒崃勘M快散失，以免酸液沸騰，濺出傷人，切不可將水注入濃硫酸中。(5)爐渣(Fe2O3)中含有豐富的鐵元素，在工業(yè)上可以用來煉鐵。

答案：(1)二氧化硫(或三氧化硫或氧化鐵)

(2)使黃鐵礦與空氣(或氧氣)充分接觸(3)2SO2+O2催化劑△2SO3(4)將濃硫酸沿著燒杯壁慢慢倒入水中，不斷攪拌(意思相近即可)

(5)煉鐵(合理即可)

2.考查合成尿素的工藝流程。

例2(南京)以天然氣為原料合成尿素的主要步驟如下圖所示(圖中某些轉(zhuǎn)化步驟及生成物未列出)：

(1)尿素與熟石灰混合研磨(填“有”或“無”)刺激性氣味。

(2)甲烷和水蒸氣在高溫及催化劑的條件下反應(yīng)，生成CO和H2，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

(3)分離出氨后，可循環(huán)利用的兩種物質(zhì)是、。

解析：本題主要考查工業(yè)上合成尿素的工藝流程。(1)銨鹽與熟石灰研磨會放出氨氣，而尿素不屬于銨鹽，與熟石灰研磨不會放出氨氣。(2)書寫此類信息型化學(xué)方程式，關(guān)鍵是準(zhǔn)確找到反應(yīng)物、生成物和反應(yīng)條件。(3)從氨氣的合成塔出來的氣體是氮?dú)?N2)、氫氣(H2)和氨氣(NH3)的混合氣體，氨氣被分離后，剩余的兩種氣體為氮?dú)?N2)和氫氣(H2)，這兩種物質(zhì)可以循環(huán)利用。

答案：(1)無(2)CH4+H2O催化劑高溫CO+3H2(3)氮?dú)?或N2)氫氣(或H2)(順序可顛倒)

3.考查聯(lián)合制堿法的工藝流程。

例3(梅州)我國化學(xué)家侯德榜發(fā)明了聯(lián)合制堿法，其生產(chǎn)產(chǎn)品純堿和副產(chǎn)品氯化銨的工藝流程如下圖所示：

(1)NH3溶于水得到氨水，將無色酚酞溶液滴入氨水中，溶液呈色。

(2)寫出反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)方程式：，該反應(yīng)的基本類型為。

(3)操作a的過程是蒸發(fā)濃縮、、過濾。

(4)上述工藝流程中可循環(huán)利用的物質(zhì)是。

解析：本題主要考查侯德榜的聯(lián)合制堿工藝。(1)NH3溶于水得到氨水，氨水顯堿性，可使無色酚酞溶液變紅色。(2)純堿是碳酸鈉，碳酸氫鈉在加熱條件下生成碳酸鈉、二氧化碳和水，該反應(yīng)特征是“一變多”，屬于分解反應(yīng)。(3)操作a的過程是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶和過濾。(4)由工藝流程可知，上述生產(chǎn)中反應(yīng)物需要通入二氧化碳，生成物中也有二氧化碳，所以二氧化碳可以循環(huán)利用。

答案：(1)紅(2)2NaHCO3△Na2CO3+H2O+CO2↑分解反應(yīng)(3)冷卻結(jié)晶

(4)CO2

4.考查制備新型凈水劑氯化鐵的工藝流程。

例4(濰坊)濰坊市繼續(xù)實(shí)施農(nóng)村集中供水工程，集中供水覆蓋人口已達(dá)到90%以上。自來水廠常用氯氣殺毒，用明礬、氯化鐵等絮凝劑凈化水。以硫鐵礦(主要成分為FeS2)為原料制備氯化鐵晶體(FeCl3·6H2O)的工藝流程如下：

回答下列問題。

(1)流程中需用30%的鹽酸“酸溶”焙燒后的殘?jiān)?主要成分是氧化鐵)，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式：。

(2)二氧化硫能形成酸雨，危害環(huán)境。常用下列方法除去：

方法1：將含二氧化硫的廢氣通入氨水中吸收二氧化硫。氨水的pH(填“大于”、“等于”或“小于”)7。

方法2：將含有二氧化硫的廢氣通入石灰石懸濁液中，在空氣作用下生成硫酸鈣和二氧化碳，從而除去二氧化硫，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式：。

(3)自來水廠通常用電解飽和食鹽水制備Cl2，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2NaCl+2H2O通電2NaOH+Cl2↑+H2↑?，F(xiàn)需要71t氯氣用于自來水消毒，理論上需要含雜質(zhì)10%的粗鹽多少噸？同時生成燒堿多少噸？

解析：本題主要考查新型凈水劑氯化鐵的制備流程。(1)鹽酸與氧化鐵反應(yīng)生成氯化鐵和水。(2)氨水是一種弱堿，因此氨水的pH大于7；將含二氧化硫的廢氣通入石灰石懸濁液中，在空氣作用下反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2CaCO3+2SO2+O2=2CaSO4+2CO2。(3)根據(jù)需要的71t氯氣，通過化學(xué)方程式可以計(jì)算出需要的氯化鈉的質(zhì)量和生成的氫氧化鈉的質(zhì)量，然后根據(jù)氯化鈉的質(zhì)量可計(jì)算出粗鹽的質(zhì)量。

答案：(1)Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O

(2)大于2CaCO3+2SO2+O2=2CaSO4+2CO2

（3）設(shè)電解的氯化鈉的質(zhì)量為x，生成燒堿的質(zhì)量為y。

2NaCl+2H2O通電2NaOH+Cl2↑+H2↑

11780 71

xy71t

11771=x71tx=117t

需要含雜質(zhì)10%的粗鹽的質(zhì)量為：117t1-10%=130t

8071=y71ty=80t

答：略。

5.考查從海水中獲取化工產(chǎn)品的工藝流程。

例5(內(nèi)江)海水是巨大的資源寶庫。下圖所示為利用海水為原料獲得許多化工產(chǎn)品的流程圖：

(1)要鑒別海水是硬水還是軟水，可選用的試劑是。

(2)步驟①中選用蒸發(fā)結(jié)晶法而不用降溫結(jié)晶法的理由是。

(3)制純堿過程中，過濾操作所需要的玻璃儀器有燒杯、漏斗和。

(4)步驟②發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是，其基本反應(yīng)類型為。用鎂制造的一種鎂鋁合金，常用作生產(chǎn)飛機(jī)外殼的材料，該材料具有的優(yōu)良性能有(任答一點(diǎn))。

(5)步驟④發(fā)生的反應(yīng)為置換反應(yīng)(類似于金屬與鹽溶液之間的反應(yīng))，試寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：，此反應(yīng)能夠發(fā)生是因?yàn)椤?/p>

解析：本題主要考查從海水中獲取純堿、鎂、溴等化工產(chǎn)品的工藝流程。(1)向海水中加入肥皂水時，如果產(chǎn)生的泡沫較多，則是軟水；如果產(chǎn)生的泡沫很少或不產(chǎn)生泡沫，則是硬水。(2)步驟①中選用蒸發(fā)結(jié)晶法而不用降溫結(jié)晶法，是因?yàn)槁然c的溶解度受溫度影響很小。(3)過濾操作所需要的玻璃儀器有燒杯、漏斗和玻璃棒。(4)氫氧化鎂和鹽酸反應(yīng)能生成氯化鎂和水，該反應(yīng)是兩種化合物相互交換成分，生成另外兩種化合物的反應(yīng)，屬于復(fù)分解反應(yīng)。鎂鋁合金的優(yōu)良性能有：強(qiáng)度高而密度小，機(jī)械性能好，韌性和抗腐蝕性能好等。(5)溴化鈉和氯氣反應(yīng)能生成溴和氯化鈉，此反應(yīng)能夠發(fā)生是因?yàn)槁葰獾姆墙饘傩员蠕宓姆墙饘傩詮?qiáng)。

答案：(1)肥皂水(2)氯化鈉的溶解度受溫度影響較小(3)玻璃棒(4)Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O復(fù)分解反應(yīng)強(qiáng)度高而密度小(或機(jī)械性能好或韌性和抗腐蝕性能好等)(5)2NaBr+Cl2=2NaCl+Br2氯氣的非金屬性比溴的非金屬性強(qiáng)