王曉寧
無機(jī)工業(yè)流程題是高考化學(xué)試題中具有鮮明特色的題型,此類試題陌生感強(qiáng)、信息多、難度大。本文將對工業(yè)流程題的命題方向、考查內(nèi)容、重難點(diǎn)突破及解題策略進(jìn)行具體分析,幫助考生化難為易,順利作答。
明確命題方向
研究近五年全國卷中的工業(yè)流程題的命題背景和考點(diǎn),可發(fā)現(xiàn)該類試題的三大命題特點(diǎn)。
一是現(xiàn)實(shí)感與陌生感強(qiáng)。試題以現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)為依托,采用考生平時(shí)未見到的陌生物質(zhì)為載體,且與化工生產(chǎn)、產(chǎn)品提純、環(huán)境保護(hù)等相融合。
二是信息量大,呈現(xiàn)方式多樣??v觀近五年高考,該類試題文字一般不少于500字且專業(yè)術(shù)語多,出現(xiàn)了酸浸、堿浸、反萃取等陌生詞匯;資料、圖表多,重點(diǎn)考查考生從大量信息中提取關(guān)鍵信息并分析問題、解決問題的能力。
三是綜合性強(qiáng),考查內(nèi)容廣泛。高考試題主要考查元素化合物性質(zhì)、基本理論(氧化還原、離子反應(yīng)、鹽類水解、溶解平衡、電化學(xué)原理)、化學(xué)實(shí)驗(yàn)(條件控制、基本操作等)以及化學(xué)計(jì)算,重點(diǎn)考查考生閱讀理解信息,迅速將其與已學(xué)知識(shí)方法建立聯(lián)系,并運(yùn)用化學(xué)語言進(jìn)行表達(dá)的綜合能力。
明確命題內(nèi)容和考查方式,掌握高頻考點(diǎn)
工業(yè)流程題一般由三部分組成:題干、流程圖、問題。題干主要給出原料成分和目標(biāo)產(chǎn)物;流程圖中一般包括原料預(yù)處理、核心反應(yīng)、分離提純等環(huán)節(jié);問題部分一般根據(jù)流程的邏輯順序進(jìn)行設(shè)問,設(shè)問內(nèi)容主要是陌生方程式書寫、條件控制、除雜與提純、方案設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)等。對近五年高考題進(jìn)行梳理,涉及的高頻考點(diǎn)可歸納為四個(gè)方面。
1.原料預(yù)處理方式及作用
題干所給的原料一般是礦石、廢渣、廢水等,常見預(yù)處理方式有研磨或者粉碎、攪拌(減小原料粒徑,增大反應(yīng)物接觸面積,加快反應(yīng)速率,使其充分反應(yīng))、水浸、酸浸、堿浸(物理溶解或與浸取液反應(yīng),使可溶性離子進(jìn)入溶液,不溶物通過過濾除去)、灼燒或者煅燒(除去可燃性雜質(zhì)或使其在高溫條件下氧化、分解)。
2.核心反應(yīng)原理與條件控制
核心反應(yīng)滲透物質(zhì)轉(zhuǎn)化思想,要求考生在陌生情境下書寫方程式??刂品磻?yīng)條件通常涉及溫度、濃度、壓強(qiáng)、溶液的酸堿性等,要求考生圍繞產(chǎn)品制備,依據(jù)所學(xué)化學(xué)基本理論(化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡理論)進(jìn)行選擇或評(píng)價(jià),如一般從反應(yīng)速率和平衡移動(dòng)兩個(gè)角度對溫度、濃度、壓強(qiáng)進(jìn)行分析;調(diào)節(jié)溶液的pH來實(shí)現(xiàn)除雜,原則上在有利于除去雜質(zhì)的同時(shí)不引入新的雜質(zhì),例如除去銅離子中的三價(jià)鐵離子,可以加氧化銅、氫氧化銅、堿式碳酸銅等物質(zhì)來調(diào)節(jié)溶液的pH。
3.產(chǎn)品分離與提純方法
通過核心反應(yīng)得到的產(chǎn)品一般需要進(jìn)行分離提純才能保證產(chǎn)物的純度,考生要根據(jù)題目對物質(zhì)的描述和相關(guān)性質(zhì),參考物質(zhì)存在的狀態(tài)選擇不同的操作。一般采用蒸發(fā)結(jié)晶、降溫結(jié)晶或重結(jié)晶等方法來進(jìn)行固體產(chǎn)品的分離與提純,通過蒸餾和分餾、萃取和分液、鹽析等方法分離提純液體產(chǎn)品,通過洗氣、冷卻等得到純凈的氣態(tài)產(chǎn)品。
4.運(yùn)用綠色化學(xué)思想進(jìn)行評(píng)價(jià)
高考題目一般選用真實(shí)的工業(yè)生產(chǎn)情境,解題時(shí)需要考慮生產(chǎn)的實(shí)際問題,如核心反應(yīng)中的成本意識(shí)(原子利用率、浸出率、轉(zhuǎn)化率、原料價(jià)格、能耗控制、原料、能量的循環(huán)利用)、經(jīng)濟(jì)效率(生產(chǎn)速率、催化劑使用、反應(yīng)條件選擇)、綠色化學(xué)(無污染、無腐蝕,廢氣、廢渣、廢水的處理)等。
建立流程一般解題思路,掌握重難點(diǎn)突破方法
1.三步做題思路,精準(zhǔn)又省時(shí)
依據(jù)流程題的命題內(nèi)容和試題特點(diǎn),考生可采用三步做題法,重點(diǎn)解讀三部分。
第一步:粗讀題干,快速瀏覽試題。明確流程圖的起點(diǎn)(原料組成)和重點(diǎn)(產(chǎn)品組成),把握流程的主線,分析產(chǎn)品從哪里來、到哪里去,重點(diǎn)標(biāo)注原料的成分、已知信息等。若題中有與流程無關(guān)的問題,可直接作答,例如原料或產(chǎn)品中某元素的化合價(jià)是多少、某物質(zhì)的化學(xué)名稱、電子式書寫等。
第二步:結(jié)合問題,精讀局部流程。流程題的設(shè)問一般相對獨(dú)立,且題目的設(shè)問順序與流程圖順序是一致的??忌山Y(jié)合問題精讀每個(gè)環(huán)節(jié)的對應(yīng)部分流程,明確每一個(gè)環(huán)節(jié)的目的是什么,重點(diǎn)關(guān)注采取了什么方式或發(fā)生什么反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)該環(huán)節(jié)。
(1)對于原料預(yù)處理環(huán)節(jié),關(guān)注重點(diǎn)有兩個(gè):一是采用什么方式處理,發(fā)生了物理變化還是化學(xué)變化;二是如何提高處理的效果,例如酸浸時(shí),為提高浸取效率,適當(dāng)升高溫度、適當(dāng)增大酸的濃度、攪拌、延長浸取時(shí)間等都是可采取的措施。
(2)關(guān)于核心反應(yīng)條件控制環(huán)節(jié),精讀重點(diǎn)應(yīng)放在核心反應(yīng)所涉及的反應(yīng)物和生成物的用量、狀態(tài)上,如加入哪些試劑、除去了哪些雜質(zhì),結(jié)合圖表信息進(jìn)行精準(zhǔn)回答。對于核心反應(yīng)的條件控制,??嫉挠袦囟?、壓強(qiáng)、濃度、溶液的pH等,通常要求考生運(yùn)用化學(xué)基本理論,對采取的控制條件進(jìn)行解釋,考生應(yīng)結(jié)合題干中表格或圖象信息找到答題角度,并運(yùn)用化學(xué)術(shù)語準(zhǔn)確描述。
(3)物質(zhì)分離與提純的環(huán)節(jié),考生要明確雜質(zhì)是什么,其存在的狀態(tài)和性質(zhì),依據(jù)題干所給信息進(jìn)行對號(hào)入座。考生需掌握常見的物質(zhì)分離與提純的方法,結(jié)合題干中的具體信息(狀態(tài)和性質(zhì))做出判斷。
第三步:對于粗讀和精讀后都沒有解決的問題,此時(shí)要檢查題目中的信息是否已經(jīng)完全利用,再進(jìn)行思考,進(jìn)而得出答案。對于讀不懂且沒有設(shè)置問題的部分,如果不影響其他問題的解答,不用在此耗費(fèi)過多時(shí)間。
無機(jī)工業(yè)流程題之所以成為高考命題熱點(diǎn),是因?yàn)樵擃}型既能充分體現(xiàn)化學(xué)的學(xué)科價(jià)值,也能綜合考查考生將與化學(xué)相關(guān)的實(shí)際問題分解,綜合運(yùn)用相關(guān)知識(shí)和科學(xué)方法,解決生產(chǎn)、生活實(shí)際和科學(xué)研究中的化學(xué)問題的能力。因此考生要重視基礎(chǔ)知識(shí),洞悉高頻考點(diǎn)及其考查角度,并掌握解決流程題的思路和方法,才能在高考中占據(jù)主動(dòng)地位。