羅志勇

一、化工流程題情景設(shè)置分析

1. 近三年全國？玉卷中化工流程題的情景特點

將近三年全國？玉卷中化工流程題的情景歸納如表1所示。

從表1可以看出：

（1）背景材料保持一定的真實度和復(fù)雜度;《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017版）》（以下簡稱 “2017版新課標(biāo)”）中明確指出“以核心素養(yǎng)為測試宗旨、以真實情境為測試載體、以實際問題為測試任務(wù)和以化學(xué)知識為解決問題的工具”的命題原則?；ち鞒填}以真實的工業(yè)生產(chǎn)為背景，需要學(xué)生結(jié)合已學(xué)知識解決工業(yè)生產(chǎn)中遇到的問題，尤其工藝流程中涉及的生產(chǎn)流程、原料選擇及利用、反應(yīng)條件控制、產(chǎn)物分離和三廢處理等問題更能體現(xiàn)學(xué)生的分析和解決真實問題的能力。相信2020年高考化學(xué)試題命制過程中會進一步落實“2017版新課標(biāo)”的精神，在試題中融合化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的要求，而在化工流程題中最突出的就是對“變化觀念與平衡思想”、“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”和“科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任”等核心素養(yǎng)的考查。

（2）工藝流程中物質(zhì)變化類型以水溶液中的離子反應(yīng)為主;在高考化學(xué)全國I卷中，對元素化合物部分的考查主要集中在化工流程題中，在不能脫離高中化學(xué)的知識框架且保證背景素材的真實度和復(fù)雜度的情況下，將反應(yīng)體系設(shè)定為水溶液是最能體現(xiàn)高中化學(xué)必備基礎(chǔ)知識的情景。學(xué)生在高中階段學(xué)習(xí)的絕大部分元素化合物的知識、基本概念及基本原理都是以水溶液體系為背景的。因此水溶液體系是學(xué)生最熟悉的反應(yīng)體系。將工藝流程設(shè)定在水溶液體系的框架下，能更有效地考查學(xué)生是否能根據(jù)已有知識體系分析、解決實際問題。在接下來的高考化工流程題命制過程中，相信仍然會以水溶液為主要反應(yīng)體系。

（3）弱化實際操作過程中涉及的問題;不管是單線程還是多線程的工藝流程，都可以簡單地劃分為“物質(zhì)轉(zhuǎn)化”和“分離提純”兩個部分。在2017-2019的全國？玉卷中，都將化工流程題的著眼點放在了“物質(zhì)轉(zhuǎn)化”上，而“分離提純”部分只涉及簡單的結(jié)晶和過濾等操作，這些簡單的“分離提純”情景，明顯是為了有別于實驗題的考查方向，避免考點重復(fù)，實現(xiàn)對學(xué)生能力的多角度考查。

2. 化工流程題的情景來源。

高考化學(xué)全國？玉卷化工流程題的情景雖然都具有一定的真實度和復(fù)雜度，但仔細觀察可以發(fā)現(xiàn)，這些工藝流程有些部分是高中化學(xué)常見知識的適當(dāng)拓展。例如2017年考查的鈦鐵礦制備磷酸鐵所有的技術(shù)路線：“先氧化再沉淀”是人教高中化學(xué)必修2第四章中介紹的鐵元素的沉淀方法; 2018年考查的濕法工藝制備焦亞硫酸鈉則頗有侯氏制堿法的影子;而2019年考察的硼鎂礦制輕質(zhì)氧化鎂則是人教高中化學(xué)必修2第四章中鹵塊制輕質(zhì)氧化鎂的拓展版。人教版高中化學(xué)教材中含有大量的類似于以上的工藝情景，例如必修2第四章中金屬的冶煉、海水中提取鎂元素、海水中提取溴元素和海帶中提取碘元素等具體的化工工藝;選修4第三章中沉淀的形成與轉(zhuǎn)化，第四章中的電解工業(yè)等。將這些工藝情景做適當(dāng)延伸，就能設(shè)置出一個很好的工藝流程情景。

化工流程題要真實呈現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的過程，只利用高中化學(xué)常見知識進行情景設(shè)置，明顯不能達到考查的要求，因此化工流程題的情景設(shè)置需要實際生產(chǎn)工藝和實際工藝研究的支撐，才能更好地將真實的工業(yè)生產(chǎn)過程呈現(xiàn)在考生面前。如2018年考查的焦亞硫酸鈉的制備組合了《化工生產(chǎn)與技術(shù)》2000年刊登的《焦亞硫酸鈉及其生產(chǎn)工藝》一文中介紹的焦亞硫酸鈉的濕法生產(chǎn)工藝和《化工裝備技術(shù)》2003年刊登的《膜電解法處理低濃度SO2煙氣吸收液研究》一文中介紹的膜電解法處理SO2的工藝。2019年考察的硼鎂礦制備硼酸和輕質(zhì)碳酸鎂則在1996年公開的專利《由硼鎂鐵礦制備硼酸和氧化鎂的方法》中詳細介紹了生產(chǎn)的細節(jié)。由此可見，實際生產(chǎn)過程中涉及的化學(xué)問題，是高考化學(xué)全國？玉卷中的重點考查方向。

二、化工流程題設(shè)問特點分析

近三年全國？玉卷的化工流程題設(shè)問可以簡單地分成兩類，一類是與工藝流程關(guān)系不大的基礎(chǔ)性問題，考生不需要讀懂工藝流程，甚至不閱讀題目情景都可以回答此類問題;另一類是與工藝流程密切相關(guān)的分析性問題，面對這類問題考生需要仔細分析工藝流程的來龍去脈才能比較準(zhǔn)確地回答。根據(jù)以上分類方式，可以將2017-2019年高考化學(xué)全國？玉卷化工流程題的設(shè)問歸納如表2所示。

從上表可以看出，基礎(chǔ)性問題主要是圍繞基本概念（如氧化還原反應(yīng)、物質(zhì)組成與結(jié)構(gòu)）和基本原理（如外界因素對化學(xué)反應(yīng)的影響、水溶液中的離子平衡、電解的基本原理和化學(xué)計算技巧等）展開的，這部分問題的難度區(qū)間跨度很寬，既有十分基礎(chǔ)的元素化合價的計算，又有思維能力要求很高的溶度積的應(yīng)用。雖然這類型問題對于考生來說難度不好掌握，但是解答基礎(chǔ)性問題不需詳細研究題中所給的工藝流程，考試過程中，此類問題的解答不會耗費考生太多的時間。

而分析性問題都是涉及工藝流程中物質(zhì)轉(zhuǎn)化的問題。例如2018年考查“工藝中加入Na2CO3固體、并再次充入SO2的目的”、2019年考查的“產(chǎn)生的氣體在‘吸收中反應(yīng)的化學(xué)方程式”等問題，都是需要對工藝流程中物質(zhì)轉(zhuǎn)化及物質(zhì)流向有深入的了解才能解決的問題。這部分問題能切實地考查考生的“變化觀念”和“證據(jù)推理”的素養(yǎng)水平，任何一個思維環(huán)節(jié)出錯都會導(dǎo)致考生不能正確回答這類問題，所以這類問題的難度通常比較大。

三、化工流程題的二輪復(fù)習(xí)策略

1. 整合課本素材，充分利用經(jīng)典素材備考。

一輪復(fù)習(xí)結(jié)束時學(xué)生已經(jīng)對課本內(nèi)容有一個比較全面、深入的了解，加上大量的重復(fù)性練習(xí)，學(xué)生已經(jīng)對重點內(nèi)容的基礎(chǔ)知識爛熟于心了，如果二輪復(fù)習(xí)不把這些內(nèi)容進行重新整合，學(xué)生必然會感到疲累而毫無收獲。

此時可將化工流程題中出現(xiàn)率較高的知識從各章節(jié)中提取出來，形成專題資料。例如復(fù)習(xí)化工工藝整體思路時，可將課本中涉及的化工工藝（見表3）歸納整理出來，作為化工工藝整體思路的復(fù)習(xí)資料。

下表所羅列的只是教材中出現(xiàn)過的的一部分化工工藝，但是已經(jīng)涵蓋了過去3年高考化學(xué)全國Ⅰ卷中化工流程題中的絕大部分知識點。因此，在備考過程中，不管是學(xué)生還是教師，都應(yīng)該在化工流程題的專題復(fù)習(xí)過程中，先將教材中的素材的整合工作做好，形成適合自身復(fù)習(xí)情況的專題資料。通過這些專題資料，深刻地理解化工工藝的一般思路，學(xué)習(xí)如何透過工藝流程圖理解化工工藝的實質(zhì)內(nèi)涵。

2. 夯實雙基知識，保證基礎(chǔ)知識不失分。

基本概念與基本原理等雙基知識是化工流程題中基礎(chǔ)性問題的主要考查內(nèi)容，而基礎(chǔ)性問題中又有部分是難度較小的問題，為了能讓學(xué)生在化工流程題中有較好的表現(xiàn)，在二輪復(fù)習(xí)過程中不能減弱對雙基知識的鞏固，尤其是與工藝流程題中出現(xiàn)頻率較高的知識點和相關(guān)知識點，都需要不斷加強訓(xùn)練。

化工流程專題復(fù)習(xí)過程中的雙基知識訓(xùn)練不能簡單地重復(fù)一輪復(fù)習(xí)中的訓(xùn)練方式，訓(xùn)練的重點應(yīng)該放在知識點的綜合訓(xùn)練及思維的發(fā)散訓(xùn)練。備考過程中可以利用現(xiàn)有試題中的工藝流程圖，另外配上幾個基礎(chǔ)性問題作為訓(xùn)練素材。現(xiàn)以2015年廣東卷的工藝流程圖（圖1）為例，簡單說明雙基知識的復(fù)習(xí)方案。

首先將以上工藝流程圖中涉及的物質(zhì)全部找出來，并做好分類：

原料：白云石（主要含CaCO3和MgCO3）、廢Al片

輔料：NH4NO3、NaOH、CO2、NH3、Na2CO3

中間產(chǎn)物：CaO、MgO、Ca（NO3）2、CaCO3、Al（OH）3、Al2O3

產(chǎn)品： H2、12CaO·7Al2O3

然后依照2017版新課標(biāo)的學(xué)業(yè)要求，圍繞這些物質(zhì)設(shè)計問題：

化學(xué)用語：寫出電子式、書寫結(jié)構(gòu)式、計算元素化合價等;

物質(zhì)基本性質(zhì)：鈣及其化合物的性質(zhì)、鋁及其化合物的性質(zhì)、氨氣的性質(zhì)等;

氧化還原反應(yīng)：鋁及其化合物的反應(yīng)過程中涉及的氧化還原反應(yīng)的相關(guān)知識、電解基本原理等;

化學(xué)反應(yīng)速率：煅燒時原料預(yù)處理、煅粉溶解時的條件選擇等;

鹽類水解原理：NH4NO3溶液和Na2CO3溶液的相關(guān)性質(zhì)等;

……

這個工藝流程涉及的物質(zhì)都是高中化學(xué)中十分常見的，十分適合學(xué)生雙基知識的復(fù)習(xí)及訓(xùn)練。學(xué)生在回答上述問題的過程中，教師可以發(fā)現(xiàn)學(xué)生在基礎(chǔ)知識的一輪復(fù)習(xí)過程中是否仍存在漏洞，協(xié)助學(xué)生完成查漏補缺的重要工作。這種以化工流程題為背景的基礎(chǔ)性問題設(shè)計并不困難，首先把工藝流程中的物質(zhì)種類理清，然后就能夠以這些物質(zhì)為基礎(chǔ)結(jié)合雙基知識設(shè)置問題。學(xué)生在化工流程題的背景下完成雙基知識的二輪復(fù)習(xí)，既增強了學(xué)生對基礎(chǔ)知識的印象，也能減低學(xué)生對化工流程題的陌生感和畏懼感，是一種非常有效的復(fù)習(xí)方案。

3. 博覽化工工藝，把脈2020高考方向。

分析性問題是化工流程題中考查學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)能力的主要部分，因此在備考過程中，針對化學(xué)基礎(chǔ)較扎實的學(xué)生，應(yīng)該提高分析性問題的訓(xùn)練量并加深訓(xùn)練難度，以此提高學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)的能力。

分析性問題的訓(xùn)練素材可以通過以下方式獲得。第一種是現(xiàn)有試題中相似的工藝流程圖，相似的工藝流程圖可以是原料相同，或者產(chǎn)品相同，還可以是工藝手段相同。通過對比閱讀相似的工藝流程圖，可以培養(yǎng)學(xué)生的全局觀念，讓學(xué)生更多地從整體的角度考慮工藝流程中每一步驟的目的和意義，學(xué)習(xí)如何通過外界條件的控制實現(xiàn)生產(chǎn)效率的提高。相似的工藝流程之間的差異是化工工作者對工業(yè)生產(chǎn)的深入思考，學(xué)生從這些工藝流程圖中可以領(lǐng)略化工工作者的智慧，體會化學(xué)工作者的研究態(tài)度以及對社會應(yīng)負的責(zé)任。

流程1：某工廠回收電鍍污泥主要成分為Cu（OH）2、Ni（OH）2、Fe（OH）2、Al（OH）3和砂土中的銅和鎳：

流程2：以電鍍污泥主要成分為Cu（OH）2、Cu2（OH）2CO3、Fe（OH）3和SiO2等為原料制備納米銅

上面兩個工藝流程均是以電鍍污泥為原料回收金屬元素的工藝流程。對于流程1，學(xué)生應(yīng)該重點分析各濾渣的主要成分、“電解過濾”中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)和除鐵、鋁時所用的沉淀劑的種類等問題。對于流程2，則需要重點考慮萃取和反萃取的原理、流程中溶液pH制的控制等問題。將相似的工藝流程圖放在一起思考，既能幫助學(xué)生歸納分析性問題的一般解答思路，又能幫助學(xué)生積累素材，是二輪復(fù)習(xí)前期一種重要的復(fù)習(xí)方法。

到了二輪復(fù)習(xí)后期，學(xué)生已經(jīng)經(jīng)過大量的訓(xùn)練，現(xiàn)有試題已經(jīng)無法滿足部分學(xué)生的學(xué)習(xí)需求了。這時就需要挖掘新的訓(xùn)練素材，而尋找訓(xùn)練素材最有效的途徑就是通過閱讀學(xué)術(shù)文獻發(fā)現(xiàn)優(yōu)秀的工藝流程。而歷年的高考試題中也出現(xiàn)了很多學(xué)術(shù)文獻中提及的化工流程。學(xué)術(shù)文獻中記載的工藝流程都是化工工作者通過大量的研究工作總結(jié)出來的經(jīng)驗，可行性都是經(jīng)過推敲和論證的;而且學(xué)術(shù)文獻中有大量的最新科研成果，這些工藝流程作為學(xué)生二輪復(fù)習(xí)后期的訓(xùn)練素材，必定能夠吸引學(xué)生再進一步地思考已經(jīng)學(xué)過的知識和已經(jīng)掌握的方法，促進學(xué)生知識體系的構(gòu)建和知識的內(nèi)化。但是，從學(xué)術(shù)文獻中挖掘工藝流程素材的工作對教師的專業(yè)知識和思維能力要求比較高，而且備考過程需要大量的文獻，工作量會非常大，因此建議以備課組或教研組為單位，組內(nèi)教師分工合作，才能較好地完成這部分的備考工作。

相信2020年高考會繼承前幾年高考中深化改革、平穩(wěn)過渡和探索創(chuàng)新的特點，因此在化工流程題的專題復(fù)習(xí)過程中，學(xué)生和教師應(yīng)該將重點放在以下幾個方面，才能提高化工流程題的備考效率：

（1）基礎(chǔ)知識的落實，尤其是基本概念和基本原理的基礎(chǔ)知識落實，這些內(nèi)容是化工流程題的理論基礎(chǔ);

（2）答題技巧的掌握，基礎(chǔ)性問題和分析性問題的答題技巧完全不同，學(xué)生需要學(xué)會如何甄別這兩種類型的設(shè)問，答題的過程才能減少不必要的時間損耗。

（3）準(zhǔn)確的自我定位，化工流程題在備考過程中需要投放較多的時間，學(xué)生只要在復(fù)習(xí)過程中對自我能力的準(zhǔn)確判斷，才能在化工流程題的備考過程中針對弱項加強訓(xùn)練，達到短期內(nèi)提高學(xué)習(xí)效果的目的。

責(zé)任編輯 ??李平安