羅中偉

2014年高考考試大綱（課程標準實驗版）化學及題型示例中新增的10道題，大都是涉及化學工藝流程的題型。它將化工生產(chǎn)過程中的主要生產(chǎn)階段即生產(chǎn)流程用框圖的形式表示出來，并根據(jù)生產(chǎn)流程中有關的化學知識步步設問，形成與化工生產(chǎn)緊密聯(lián)系的化工工藝試題。同時該類試題也是近幾年高考化學試題的熱點題型。

一、工藝流程設計題的特征

通過近兩年全國高考試題和2013年高考理科綜合中涉及工藝流程試題的分析（見圖表一）：

可以總結出工業(yè)流程試題具備以下特征：一是試題情境具有真實性，它源于生產(chǎn)實際，以解決化學實際問題為線索進行設問。二是試題考查內(nèi)容豐富，試題常涉及氧化還原反應的判斷、化學方程式、離子方程式、電極反應式的書寫、化學反應速率和化學平衡理論的應用、化學反應中的能量變化、與化學實驗相結合的實驗操作（如：常見儀器的名稱和使用、分離提純的基本操作、實驗數(shù)據(jù)的處理和誤差分析等），環(huán)境保護與綠色化學等方方面面的化學基礎知識；能較好考查考生對化學知識的掌握和應用情況，同時考查考生解決化工生產(chǎn)中的相關問題的遷移推理能力。三是突出能力考查：試題類型新穎，閱讀量、思維含量較大，考查考生的資料收集、處理能力；通過化工生產(chǎn)條件的選擇考查學生運用化學反應速率、化學平衡、水解平衡、沉淀平衡、電化學等理論解決實際問題的能力；通過確定產(chǎn)品的成分、產(chǎn)率等考查學生的計算能力；復雜的工業(yè)流程圖和陌生的操作名詞，有效的考查了學生的心理承受能力。

二、學生在工業(yè)流程試題省題中常見的錯誤

（一）思維存在局限性：如：片面追求原料的轉(zhuǎn)化率而忽視催化劑的催化活性等因素，片面追求反應速率而忽視反應的限度；片面追求生產(chǎn)的反應速率和原料的轉(zhuǎn)化率而忽視生產(chǎn)的實際可行性；忽視流程圖中的循環(huán)使用和循環(huán)操作；不能全面的分析、評價化工生產(chǎn)流程。

（二）基本概念的理解存在偏差：如：認為綠色化學就是治理污染。其實綠色化學是防治污染而不是治理污染。對一些的陌生的操作名詞不能理解。如：水相、有機相、酸浸等。

（三）面對復雜流程和一些陌生的名詞和表達方法產(chǎn)生畏難情緒，干擾解題思維。

（四）不能規(guī)范簡潔的語言回答問題，不能根據(jù)題中的信息準確的書寫化學反應、離子反應、電化學方程式等化學用語。

三、解答工藝流程設計題型的基本解題思路

（一）首先要明確試題的考查范圍和命題的意圖：工業(yè)流程設計試題由題頭、流程圖和問題三部分組成。在解答工藝流程試題時，學生首先應通過泛讀試題的題頭和問題兩部分，了解工藝生產(chǎn)的原材料和生產(chǎn)目的，問題部分涉及哪些化學知識的考查，帶著問題重點研讀流程圖形，弄清工藝流程中涉及的原料和目標產(chǎn)物的成分，流程中涉及的分離提純的操作有哪些等，根據(jù)已有的化學知識及試題中提供的信息分析有關操作的原理、物質(zhì)的轉(zhuǎn)換關系等。

（二）克服陌生名詞帶來畏難情緒，抓住有效的信息樹立答題信心：在工藝流程的圖型中，熟悉和陌生的操作并存，已知物質(zhì)和未知物質(zhì)的考查并存；面對陌生的物質(zhì)不要有畏難情緒，不要未戰(zhàn)先降。試題的考查對象不是陌生概念的本身，只要抓住流程圖中主干轉(zhuǎn)換關系，結合題目中的信息，將流程分解為若干部分；就能解決絕大部分問題。同時有的陌生名詞可以從字面理解（如：水相就是指水層、有機相就是指有機層）。對于無法理解的名詞，可以不理睬，將注意力放在這種操作之后的物質(zhì)上。

（三）落實細節(jié)，規(guī)范答題。在明確題目的考查范圍和意圖后，結合有關化學原理和化學實驗操作，規(guī)范書寫化學反應方程式、離子方程式、電極反應式；對于有些問題，還可以從問題本身發(fā)現(xiàn)一些隱含的信息（如：綜合考慮經(jīng)濟效益和綠色環(huán)保等）。

四、工藝流程設計典型例題分析

產(chǎn)品提純類工藝流程題：（2013新課標Ⅰ卷27）（15分）鋰離子電池的應用很廣，其正極材料可再生利用。某鋰離子電池正極材料有鈷酸鋰（LiCoO2）、導電劑乙炔黑和鋁箔等。充電時，該鋰離子電池負極發(fā)生的反應為6C+xLi++xe-=LixC6。現(xiàn)欲利用以下工藝流程回收正極材料中的某些金屬資源（部分條件未給出）。

回答下列問題：

（1）LiCoO2中，Co元素的化合價為_____。

（2）寫出“正極堿浸”中發(fā)生反應的離子方程式_____。

（3）“酸浸”一般在80℃下進行，寫出該步驟中發(fā)生的所有氧化還原反應的化學方程式____；可用鹽酸代替H2SO4和H2O2的混合液，但缺點是____。

（4）寫出“沉鈷”過程中發(fā)生反應的化學方程式____。

【解析：】本題以回收鋰電池正極材料中的某些金屬資源為背景，通過工藝流程框圖，考查考生結合流程分析元素化合物的化合價、離子方程式、化學方程式、電池反應方程式的書寫，工業(yè)流程中操作的原因分析等。（1）由化合價代數(shù)和為零求得Co元素的化合價為+2價；

（2）由電極材料的成分中含有鋁箔和鋁的化學性質(zhì)推出離子方程式為

2Al+2OH-+6H2O=2Al（OH）4-+3H2↑

（3）由原料和CoSO4中Co元素的化合價分析在酸性環(huán)境中該LiCoO2作氧化劑；雙氧水作還原劑得出反應的方程式為：

2LiCo2+3H2SO4+H2O2■Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O 2H2O2■2H2O+O2↑；從為題中的“缺點”兩字入手，結合LiCoO2有氧化型，可推出有氯氣生成，對環(huán)境污染較大。

（4）水相中的CoSO4到目標產(chǎn)物CoCO3，結合加入的沉淀劑碳酸氫銨推出反應為；CoSO4+2NH4HCO3=CoCO3↓+（NH4）2SO4+CO2↑+H2O

（作者單位：貴州省遵義縣第一中學）

2014年高考考試大綱（課程標準實驗版）化學及題型示例中新增的10道題，大都是涉及化學工藝流程的題型。它將化工生產(chǎn)過程中的主要生產(chǎn)階段即生產(chǎn)流程用框圖的形式表示出來，并根據(jù)生產(chǎn)流程中有關的化學知識步步設問，形成與化工生產(chǎn)緊密聯(lián)系的化工工藝試題。同時該類試題也是近幾年高考化學試題的熱點題型。

一、工藝流程設計題的特征

通過近兩年全國高考試題和2013年高考理科綜合中涉及工藝流程試題的分析（見圖表一）：

可以總結出工業(yè)流程試題具備以下特征：一是試題情境具有真實性，它源于生產(chǎn)實際，以解決化學實際問題為線索進行設問。二是試題考查內(nèi)容豐富，試題常涉及氧化還原反應的判斷、化學方程式、離子方程式、電極反應式的書寫、化學反應速率和化學平衡理論的應用、化學反應中的能量變化、與化學實驗相結合的實驗操作（如：常見儀器的名稱和使用、分離提純的基本操作、實驗數(shù)據(jù)的處理和誤差分析等），環(huán)境保護與綠色化學等方方面面的化學基礎知識；能較好考查考生對化學知識的掌握和應用情況，同時考查考生解決化工生產(chǎn)中的相關問題的遷移推理能力。三是突出能力考查：試題類型新穎，閱讀量、思維含量較大，考查考生的資料收集、處理能力；通過化工生產(chǎn)條件的選擇考查學生運用化學反應速率、化學平衡、水解平衡、沉淀平衡、電化學等理論解決實際問題的能力；通過確定產(chǎn)品的成分、產(chǎn)率等考查學生的計算能力；復雜的工業(yè)流程圖和陌生的操作名詞，有效的考查了學生的心理承受能力。

二、學生在工業(yè)流程試題省題中常見的錯誤

（一）思維存在局限性：如：片面追求原料的轉(zhuǎn)化率而忽視催化劑的催化活性等因素，片面追求反應速率而忽視反應的限度；片面追求生產(chǎn)的反應速率和原料的轉(zhuǎn)化率而忽視生產(chǎn)的實際可行性；忽視流程圖中的循環(huán)使用和循環(huán)操作；不能全面的分析、評價化工生產(chǎn)流程。

（二）基本概念的理解存在偏差：如：認為綠色化學就是治理污染。其實綠色化學是防治污染而不是治理污染。對一些的陌生的操作名詞不能理解。如：水相、有機相、酸浸等。

（三）面對復雜流程和一些陌生的名詞和表達方法產(chǎn)生畏難情緒，干擾解題思維。

（四）不能規(guī)范簡潔的語言回答問題，不能根據(jù)題中的信息準確的書寫化學反應、離子反應、電化學方程式等化學用語。

三、解答工藝流程設計題型的基本解題思路

（一）首先要明確試題的考查范圍和命題的意圖：工業(yè)流程設計試題由題頭、流程圖和問題三部分組成。在解答工藝流程試題時，學生首先應通過泛讀試題的題頭和問題兩部分，了解工藝生產(chǎn)的原材料和生產(chǎn)目的，問題部分涉及哪些化學知識的考查，帶著問題重點研讀流程圖形，弄清工藝流程中涉及的原料和目標產(chǎn)物的成分，流程中涉及的分離提純的操作有哪些等，根據(jù)已有的化學知識及試題中提供的信息分析有關操作的原理、物質(zhì)的轉(zhuǎn)換關系等。

（二）克服陌生名詞帶來畏難情緒，抓住有效的信息樹立答題信心：在工藝流程的圖型中，熟悉和陌生的操作并存，已知物質(zhì)和未知物質(zhì)的考查并存；面對陌生的物質(zhì)不要有畏難情緒，不要未戰(zhàn)先降。試題的考查對象不是陌生概念的本身，只要抓住流程圖中主干轉(zhuǎn)換關系，結合題目中的信息，將流程分解為若干部分；就能解決絕大部分問題。同時有的陌生名詞可以從字面理解（如：水相就是指水層、有機相就是指有機層）。對于無法理解的名詞，可以不理睬，將注意力放在這種操作之后的物質(zhì)上。

（三）落實細節(jié)，規(guī)范答題。在明確題目的考查范圍和意圖后，結合有關化學原理和化學實驗操作，規(guī)范書寫化學反應方程式、離子方程式、電極反應式；對于有些問題，還可以從問題本身發(fā)現(xiàn)一些隱含的信息（如：綜合考慮經(jīng)濟效益和綠色環(huán)保等）。

四、工藝流程設計典型例題分析

產(chǎn)品提純類工藝流程題：（2013新課標Ⅰ卷27）（15分）鋰離子電池的應用很廣，其正極材料可再生利用。某鋰離子電池正極材料有鈷酸鋰（LiCoO2）、導電劑乙炔黑和鋁箔等。充電時，該鋰離子電池負極發(fā)生的反應為6C+xLi++xe-=LixC6?，F(xiàn)欲利用以下工藝流程回收正極材料中的某些金屬資源（部分條件未給出）。

回答下列問題：

（1）LiCoO2中，Co元素的化合價為_____。

（2）寫出“正極堿浸”中發(fā)生反應的離子方程式_____。

（3）“酸浸”一般在80℃下進行，寫出該步驟中發(fā)生的所有氧化還原反應的化學方程式____；可用鹽酸代替H2SO4和H2O2的混合液，但缺點是____。

（4）寫出“沉鈷”過程中發(fā)生反應的化學方程式____。

【解析：】本題以回收鋰電池正極材料中的某些金屬資源為背景，通過工藝流程框圖，考查考生結合流程分析元素化合物的化合價、離子方程式、化學方程式、電池反應方程式的書寫，工業(yè)流程中操作的原因分析等。（1）由化合價代數(shù)和為零求得Co元素的化合價為+2價；

（2）由電極材料的成分中含有鋁箔和鋁的化學性質(zhì)推出離子方程式為

2Al+2OH-+6H2O=2Al（OH）4-+3H2↑

（3）由原料和CoSO4中Co元素的化合價分析在酸性環(huán)境中該LiCoO2作氧化劑；雙氧水作還原劑得出反應的方程式為：

2LiCo2+3H2SO4+H2O2■Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O 2H2O2■2H2O+O2↑；從為題中的“缺點”兩字入手，結合LiCoO2有氧化型，可推出有氯氣生成，對環(huán)境污染較大。

（4）水相中的CoSO4到目標產(chǎn)物CoCO3，結合加入的沉淀劑碳酸氫銨推出反應為；CoSO4+2NH4HCO3=CoCO3↓+（NH4）2SO4+CO2↑+H2O

（作者單位：貴州省遵義縣第一中學）

2014年高考考試大綱（課程標準實驗版）化學及題型示例中新增的10道題，大都是涉及化學工藝流程的題型。它將化工生產(chǎn)過程中的主要生產(chǎn)階段即生產(chǎn)流程用框圖的形式表示出來，并根據(jù)生產(chǎn)流程中有關的化學知識步步設問，形成與化工生產(chǎn)緊密聯(lián)系的化工工藝試題。同時該類試題也是近幾年高考化學試題的熱點題型。

一、工藝流程設計題的特征

通過近兩年全國高考試題和2013年高考理科綜合中涉及工藝流程試題的分析（見圖表一）：

可以總結出工業(yè)流程試題具備以下特征：一是試題情境具有真實性，它源于生產(chǎn)實際，以解決化學實際問題為線索進行設問。二是試題考查內(nèi)容豐富，試題常涉及氧化還原反應的判斷、化學方程式、離子方程式、電極反應式的書寫、化學反應速率和化學平衡理論的應用、化學反應中的能量變化、與化學實驗相結合的實驗操作（如：常見儀器的名稱和使用、分離提純的基本操作、實驗數(shù)據(jù)的處理和誤差分析等），環(huán)境保護與綠色化學等方方面面的化學基礎知識；能較好考查考生對化學知識的掌握和應用情況，同時考查考生解決化工生產(chǎn)中的相關問題的遷移推理能力。三是突出能力考查：試題類型新穎，閱讀量、思維含量較大，考查考生的資料收集、處理能力；通過化工生產(chǎn)條件的選擇考查學生運用化學反應速率、化學平衡、水解平衡、沉淀平衡、電化學等理論解決實際問題的能力；通過確定產(chǎn)品的成分、產(chǎn)率等考查學生的計算能力；復雜的工業(yè)流程圖和陌生的操作名詞，有效的考查了學生的心理承受能力。

二、學生在工業(yè)流程試題省題中常見的錯誤

（一）思維存在局限性：如：片面追求原料的轉(zhuǎn)化率而忽視催化劑的催化活性等因素，片面追求反應速率而忽視反應的限度；片面追求生產(chǎn)的反應速率和原料的轉(zhuǎn)化率而忽視生產(chǎn)的實際可行性；忽視流程圖中的循環(huán)使用和循環(huán)操作；不能全面的分析、評價化工生產(chǎn)流程。

（二）基本概念的理解存在偏差：如：認為綠色化學就是治理污染。其實綠色化學是防治污染而不是治理污染。對一些的陌生的操作名詞不能理解。如：水相、有機相、酸浸等。

（三）面對復雜流程和一些陌生的名詞和表達方法產(chǎn)生畏難情緒，干擾解題思維。

（四）不能規(guī)范簡潔的語言回答問題，不能根據(jù)題中的信息準確的書寫化學反應、離子反應、電化學方程式等化學用語。

三、解答工藝流程設計題型的基本解題思路

（一）首先要明確試題的考查范圍和命題的意圖：工業(yè)流程設計試題由題頭、流程圖和問題三部分組成。在解答工藝流程試題時，學生首先應通過泛讀試題的題頭和問題兩部分，了解工藝生產(chǎn)的原材料和生產(chǎn)目的，問題部分涉及哪些化學知識的考查，帶著問題重點研讀流程圖形，弄清工藝流程中涉及的原料和目標產(chǎn)物的成分，流程中涉及的分離提純的操作有哪些等，根據(jù)已有的化學知識及試題中提供的信息分析有關操作的原理、物質(zhì)的轉(zhuǎn)換關系等。

（二）克服陌生名詞帶來畏難情緒，抓住有效的信息樹立答題信心：在工藝流程的圖型中，熟悉和陌生的操作并存，已知物質(zhì)和未知物質(zhì)的考查并存；面對陌生的物質(zhì)不要有畏難情緒，不要未戰(zhàn)先降。試題的考查對象不是陌生概念的本身，只要抓住流程圖中主干轉(zhuǎn)換關系，結合題目中的信息，將流程分解為若干部分；就能解決絕大部分問題。同時有的陌生名詞可以從字面理解（如：水相就是指水層、有機相就是指有機層）。對于無法理解的名詞，可以不理睬，將注意力放在這種操作之后的物質(zhì)上。

（三）落實細節(jié)，規(guī)范答題。在明確題目的考查范圍和意圖后，結合有關化學原理和化學實驗操作，規(guī)范書寫化學反應方程式、離子方程式、電極反應式；對于有些問題，還可以從問題本身發(fā)現(xiàn)一些隱含的信息（如：綜合考慮經(jīng)濟效益和綠色環(huán)保等）。

四、工藝流程設計典型例題分析

產(chǎn)品提純類工藝流程題：（2013新課標Ⅰ卷27）（15分）鋰離子電池的應用很廣，其正極材料可再生利用。某鋰離子電池正極材料有鈷酸鋰（LiCoO2）、導電劑乙炔黑和鋁箔等。充電時，該鋰離子電池負極發(fā)生的反應為6C+xLi++xe-=LixC6?，F(xiàn)欲利用以下工藝流程回收正極材料中的某些金屬資源（部分條件未給出）。

回答下列問題：

（1）LiCoO2中，Co元素的化合價為_____。

（2）寫出“正極堿浸”中發(fā)生反應的離子方程式_____。

（3）“酸浸”一般在80℃下進行，寫出該步驟中發(fā)生的所有氧化還原反應的化學方程式____；可用鹽酸代替H2SO4和H2O2的混合液，但缺點是____。

（4）寫出“沉鈷”過程中發(fā)生反應的化學方程式____。

【解析：】本題以回收鋰電池正極材料中的某些金屬資源為背景，通過工藝流程框圖，考查考生結合流程分析元素化合物的化合價、離子方程式、化學方程式、電池反應方程式的書寫，工業(yè)流程中操作的原因分析等。（1）由化合價代數(shù)和為零求得Co元素的化合價為+2價；

（2）由電極材料的成分中含有鋁箔和鋁的化學性質(zhì)推出離子方程式為

2Al+2OH-+6H2O=2Al（OH）4-+3H2↑

（3）由原料和CoSO4中Co元素的化合價分析在酸性環(huán)境中該LiCoO2作氧化劑；雙氧水作還原劑得出反應的方程式為：

2LiCo2+3H2SO4+H2O2■Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O 2H2O2■2H2O+O2↑；從為題中的“缺點”兩字入手，結合LiCoO2有氧化型，可推出有氯氣生成，對環(huán)境污染較大。

（4）水相中的CoSO4到目標產(chǎn)物CoCO3，結合加入的沉淀劑碳酸氫銨推出反應為；CoSO4+2NH4HCO3=CoCO3↓+（NH4）2SO4+CO2↑+H2O

（作者單位：貴州省遵義縣第一中學）