高永華 南寧市華僑實驗高中 廣西南寧 530007
在教學中發(fā)現(xiàn),解工藝流程題時學生普遍感覺難,主要問題有:①對元素化合物和化學原理整體框架不完善;②對化學工藝目的理解有缺失,對新問題,無法入手,已有知識無法調(diào)用,思路混亂,解答教條照搬文不對題;③對信息未提攜和調(diào)用,④表述不嚴謹規(guī)范。
化工流程題??级€問題:1以“物質(zhì)轉(zhuǎn)化”為主的產(chǎn)品制備,考查反應式、原料處理、條件控制等問題,2以“分離與提純”為主實驗操作,考查操作名稱、儀器使用、離子檢驗、雜質(zhì)去除等問題。
1.研磨:將原料粉碎增大反應接觸面積,以加快反應。
2.灼燒:將原料氧化分解去除雜質(zhì)或改變結(jié)構(gòu),轉(zhuǎn)化為易提取物。
3.浸取率:加入適當溶劑,使可溶性的物質(zhì)溶解,可延時、攪拌或升溫以提高浸出率。
4.酸溶:常用硫酸、鹽酸等,去除氧化膜、調(diào)節(jié)pH,防止核心離子水解。
5.堿溶:去除油污、酸性兩性氧化物(Al或SiO2)、調(diào)節(jié)pH,促進水解沉淀。
6.氧化:常用K2MnO4、KClO3、H2O2氧化某物質(zhì)轉(zhuǎn)化易于除去的離子。
7.pH控制:促進離子水解,使其沉淀過濾分離。
8.煮沸:加快速反應,促水解,聚沉過濾分離、除去在溶液中的氣體。
化工流程題解題思路基本步驟;
(1)從原料到產(chǎn)品速瀏試題,勾出核心元素、明白雜質(zhì)元素,解決“干什么”。
(2)精讀流程并提攜信息、標注核心元素價態(tài)及思考。猜測操作名稱,解決“怎么干”。
(3)慎讀設問,加強本題意識,怎樣問就怎樣答,用語科學規(guī)范,解決“怎么寫”
(4)一個中心:一切反應操作都是為產(chǎn)品獲得服務,兩個效益:速率快,產(chǎn)率高、成本低、無污染、可循環(huán),三條線索:主線主產(chǎn)品、側(cè)線副產(chǎn)品、回頭線為可循環(huán)利用物。
(5)遵循綠色理念。
例題1 (2018全國卷II)我國是世界上最早制得和使用金屬鋅的國家,一種以閃鋅礦(ZnS,含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS雜質(zhì))為原料制備金屬鋅的流程如圖所示:
相關金屬離子[c0(Mn+)=0.1 mol?L-1]形成氫氧化物沉淀的pH范圍如下:
金屬離子 Fe3+ Fe2+ Zn2+ Cd2+開始沉淀的pH 1.5 6.3 6.2 7.4沉淀完全的pH 2.8 8.3 8.2 9.4
回答下列問題:(1)焙燒過程中主要反應的化學方程式為____。
(2)濾渣1的主要成分除SiO2外還有____;氧化除雜工序中ZnO的作用是____,若不通入氧氣,其后果是___。
(3)溶液中的Cd2+可用鋅粉除去,還原除雜工序中反應的離子方程式為_______。
(4)電解硫酸鋅溶液制備單質(zhì)鋅時,陰極的電極反應式為______;沉積鋅后的電解液可返回_____工序繼續(xù)使用。
策略方法:1.通覽流程,鋅為核心元素。問題(1)主要原料ZnS就是主要反應物,明確箭頭方向,指入反應物,指出生成物,很快書寫答案。問題(2)是加入稀硫酸,推濾渣1成分可以思考方向為可能是H+沉淀或是SO42-沉淀。
2.本題在“還原除雜”步驟后濾液中含肯定有Zn2+,表格信息提示Fe3+、Fe2+、Zn2+、、Cd2+
的沉淀PH范圍,推斷出是通過沉淀法除雜質(zhì)離子,F(xiàn)e2+、Zn2+氫氧化物沉淀的pH范圍非常接近無法除去Fe2+,但沉淀Fe3+、Zn2+的pH范圍差別大,可先將Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+后控制pH去除,那么O2 及ZnO作用就迎刃而解。在設問(3)中“Cd2+可用鋅粉還原除雜”提示性信息可得知置換反應除Cd2+。問題(4)由信息提示硫酸鋅溶液制備單質(zhì)鋅,陰極Zn2++2e═Zn,而陽極OH放電而電解后為硫酸。
對高考氛圍緊張的考場中、如何做到答得好答得快,平時學習就得逐漸掌握可操作性,實效性解題策略,重視科學思想的養(yǎng)成,構(gòu)建思維模式,加強綜合能力的培養(yǎng)。