高考“寵兒”工業(yè)流程題

鄭惠嬋衷明華

(韓山師范學院化學系，廣東 潮州 521041)

摘要：廣東近些年的高考都有工藝流程題，在廣東考卷中所占比例已很穩(wěn)定為15到17分之間，所以化工流程題對每個考生來說都是不可丟失的陣地。想要在這道題奪得高分就要了解其出題特點以及解題技巧。

關(guān)鍵詞：廣東高考 化學工業(yè)流程題

工業(yè)流程題為廣東高考化學考查學生理論知識、實驗操作、化學計算等綜合能力的有效題型。廣東高考從2015年起將采用全國卷，而全國卷考題注重對化學基礎知識、基本技能和重要方法考察的同時，突出了以信息整合能力、問題解決能力、實驗設計能力以及“情感態(tài)度與價值觀”的考察。工藝流程題在歷年高考中得分率并不高，雖然考生都有自己的題海戰(zhàn)術(shù)，但在實際考試中成效并不明顯。本文主要分析工藝流程題的出題特點以及解題技巧，希望對各位考生以及老師有一定的啟示。

一、“以小見大”通過分析廣東高考題來總結(jié)工藝流程題的出題特點

例(2014廣東16分)石墨在材料領域有重要應用，某初級石墨中含SiO2(7.8%)、Al2O3(5.1%)、Fe2O3(3.1%)和MgO(0.5%)等雜質(zhì)，設計的提純與綜合利用工藝如下：

圖　提純與綜合利用工藝　　　　　　　　　　　　　　　圖　防腐示意圖 注：SiCl 4的沸點為57.6℃，金屬氯化物的沸點均高于150℃。

(1)向反應器中通入Cl2前，需通一段時間N2，主要目的是：____。

(2)高溫反應后，石墨中氧化物雜質(zhì)均轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳穆然?，氣體I中的碳氧化物主要為：____，由氣體Ⅱ中某物質(zhì)得到水玻璃的化學反應方程式為：____。

(3)步驟①為：攪拌、____、所得溶液IV中的陰離子有：____。

(4)由溶液IV生成沉淀V的總反應的離子方程式為：____，100kg初級石墨最多可獲得V的質(zhì)量為：____kg。

(5)石墨可用于自然水體中銅件的電化學防腐，完成防腐示意圖，并作相應標注。

試題解析：本題考查物質(zhì)制備分離、閱讀題目獲取信息能力、化學方程式及離子方程式書寫、化學計算、電化學防護等，需要學生具備扎實的基礎及遷移運用能力，難度中等。

(1)原料的預處理是工業(yè)流程題?？嫉闹R點，一般涉及原料的粗提純。根據(jù)題干的描述，結(jié)合碳單質(zhì)的物理性質(zhì)即可找出理由。

(2)主要考察高溫反應后石墨中氧化物雜質(zhì)均轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳穆然铮鶕?jù)雜質(zhì)的含量可知推出主要氯化物，根據(jù)題干給出的信息判斷在此溫度下存在的氯化物以及制成水玻璃的反應方程式。

(3)主要考察固液的分離方法及其具體步驟，根據(jù)反應的條件及流程圖左下角提供的信息，對反應產(chǎn)物的物理性質(zhì)進行分析，寫出答案。

(4)偏鋁酸鈉發(fā)生水解，加入乙酸乙酯除去過量的氫氧化鈉的反應，以及鋁質(zhì)量的計算。

(5)主要涉及電鍍池原理。

參考答案：(1)石墨化學性質(zhì)在常溫下穩(wěn)定，而在高溫下可與氧氣發(fā)生反應，所以通入氮氣排盡裝置中的空氣，防止石墨發(fā)生氧化反應，減少石墨損失；

(2)CO；SiCl4+6NaOH=Na2SO3+4NaCl+3H2O；

(3)過濾；AlO2﹣、OH﹣、Cl﹣；

(5)

圖　防腐示意圖

二、試題特點

1、情境新穎

從廣東省近幾年工藝流程題來看，試題情境和選材都比較新穎、真實。由于工藝流程題情境新穎，突出能力立意，故能一定程度扼制題海戰(zhàn)術(shù)。

2、跨度較大

工藝流程題除題干和設問有較長的文字敘述外，工藝流程以框圖形式呈現(xiàn)，從原料到產(chǎn)品經(jīng)若干框圖，

試題跨度較大，學生需現(xiàn)場閱讀提取有用信息，解決(解答)化學問題。

3、綜合性強

縱觀近幾年來的無機工藝流程題，我們可以發(fā)現(xiàn)，工藝流程題集流程分析、圖像分析(主要載體為溶解度曲線)、表格分析(主要載體是金屬離子沉淀的pH對應表)、金屬離子的逐步沉淀和分離、重結(jié)晶、過濾、沉淀的洗滌、熱化學方程式的書寫、陌生化學方程式的書寫等于一體，具有較強的綜合性。這也是工藝流程題難度大、區(qū)分度好的重要原因之一。

三、工藝流程的結(jié)構(gòu)模式

1、工藝流程的構(gòu)成模式

在工藝流程中，從原料到產(chǎn)品，需要加人一些輔助原料，并經(jīng)過一系列操作或反應，得到目標產(chǎn)物和副產(chǎn)物。

圖　工藝流程的構(gòu)成模式

2、工藝流程的考查模式

工藝流程的基本規(guī)律是主線主產(chǎn)品，分支副產(chǎn)品，回頭為循環(huán)。

圖　工藝流程的考查模式

四、工藝流程題的一般解題策略

(1)“工藝流程的考查模式”是解答工藝流程題的一般范式，具有—定的普遍意義。

(2)與工藝流程密切相關(guān)的核心化學反應是解答工藝流程題的關(guān)鍵。陌生化學方程式的書寫遵循原子守恒和電子得失守恒原理。抓住了工藝流程題的核心化學反應，就抓住了解答工藝流程題的牛鼻子。

(3)與工藝流程非密切相關(guān)的設問中下層學生均可作答。工藝流程題中的設問常常是非相關(guān)設問在前，密切相關(guān)設問在后，且交替設問。這就告訴考生工藝流程題中的某些設問不看流程完全可以答題得分，因此，大可不必被復雜的工藝流程題所嚇倒。

(4)物質(zhì)的分離和提純可概括為兩相分離和三相分離。只要條件允許，這兩種分離方式在一定的環(huán)境中會得到充分利用。

五、求解工藝流程題學生應具備的知識與技能

(1)學生應具備較熟練的常見無機物及其應(N a、A1、Fe、Cu、C、Si、N、S、Ci等10種元素的單質(zhì)及其化合物)、反應原理、化學計算等的基礎知識。在工藝流程題中，由原料到產(chǎn)品，常涉及到一系列物質(zhì)間的化學變化，這些變化中涉及到的核心化學反應方程式是解答工藝流程題的一架馬車的兩個輪子之一。

(2)學生應具備較熟練的物質(zhì)的分離與提純的基本技能。如溶解、蒸發(fā)濃縮、過濾(含趁熱過濾、減壓過濾)、結(jié)晶(含蒸發(fā)結(jié)晶、冷卻結(jié)晶、重結(jié)晶)、蒸餾、干燥、沉淀的洗滌、萃取和分液等相關(guān)實驗技能。物質(zhì)的分離與提純是解答工藝流程題的一架馬車的另一個輪子。

參考文獻

[1]陳慶匯.廣東高考化學工業(yè)流程題的結(jié)構(gòu)特點及解題策略研究[J].江西化工，2014(06)：214.

[2]左香華，崔雪芹.廣東省高考工藝流程題的特點與解題策略[B].化學教學2012(06)：61/63.