高考化學中工藝流程題的答題分析 論文

高考化學中工藝流程題的答題分析

定遠縣第三中學化學劉啟高考全國卷化學試題的考查中，工藝流程已經(jīng)成為一類必考題型。此類題目信息含量

多，難度大。學生在作答時往往尋找不到正確的解題思路或在細節(jié)的處理上存在這樣那樣的問題。為了幫助學生進一步了解工藝流程題，并方便與廣大同仁探討，現(xiàn)筆者將工藝流程題

的命題特征和解題思路歸納如下。一、考查形式

工藝流程題實際上是考查學生運用金屬非金屬以及化學反應原理的相關知識來解決工業(yè)生產(chǎn)中實際問題的能力。題目往往選擇礦石或工業(yè)廢渣為原料，從其中分離或生產(chǎn)某種有

用物質(zhì)為設計思路，所選素材往往來自于實際的生產(chǎn)工藝，以符合高中學生知識和能力要求的方式呈現(xiàn)，以流程圖的形式給出。體現(xiàn)了高考考綱中要求學生對廢舊物質(zhì)再生和綜合利用

的了解。核心考點:金屬非金屬及其化合物的相關知識，分離提純操作，條件的控制

知識落點：陌生方程式的書寫，化學用語的準確表達能力考查：識圖讀圖能力，獲取信息能力，分析表達能力

二、流程分析預處理酸溶

堿溶

核心反應

除雜

分離提純

原料產(chǎn)品

鹽溶水溶原料的預處理方法通常為粉碎，焙燒，灼燒等。粉碎主要目的是增大反應物間的接觸面

積加快反應速率，除此之外還會考查其他加快反應速率的方法，比如升溫，攪拌。焙燒、灼燒主要是讓原料和氧氣發(fā)生反應，轉化成對應的氧化物。常見的有金屬硫化物、碳化物，有

機物，通過燒生成金屬氧化物、二氧化碳、二氧化硫，實現(xiàn)碳硫的分離。溶解的過程主要是原料和酸堿發(fā)生的離子反應，不能反應的雜質(zhì)以沉淀形式被分離出

+來。酸溶的主要反應，金屬氧化物

+H

==金屬陽離子

+H

O，這一過程得到的常見沉淀有不

2反應二氧化硅，非金屬單質(zhì)，和酸反應生成的難溶性沉淀（BaSOCaSOH

SiO

）。對于酸的

442

3選擇主要是三大強酸，鹽酸要注意其揮發(fā)性，硫酸要注意硫酸根生成的沉淀，硝酸要注意其

氧化性及生成的污染性的氮氧化物。堿溶主要考查鋁及其化合物，硅及其氧化物和堿的反應，-----2-

3AlO

+2OH

==2AlO

+H

O

Al(OH)

+OH

==

AlO

+2H

O

SiO

+2OH

==SiO

+H

O。除此之外，堿

232232222溶還可以通過水解除去酯類有機物。鹽溶的過程利用到鹽類水解呈酸性堿性，例如

2019年

全國卷I26題，就是利用銨根離子的水解呈酸性來溶解；其次是利用有些鹽的氧化性、還原2--性在溶解過程中發(fā)生氧還反應，例如

SO

的還原性，ClO

的氧化性等。溶解過程中分離出

3的雜質(zhì)通常為通過水浸或酸浸難以溶解的沉淀或在溶液中通過離子反應新生成的沉淀，分離

手段一般為過濾。核心反應過程主要是轉化除雜，利用氧化還原或離子反應將溶液中離子轉化成所需形

式，通過調(diào)節(jié)pH、加入沉淀劑使不需要的雜質(zhì)沉淀。這一步要看原料和目標產(chǎn)物，根據(jù)元素守恒，與目標產(chǎn)物含有相同元素的原料即為主原料，然后分析兩者所含主元素的化合價是

否相同，從而判斷這一步是否發(fā)生氧化還原反應。若發(fā)生了氧化還原反應可從流程中尋找如何發(fā)生，氧化劑還原劑為何，對應的反應方程式如何書寫。原料中的其他物質(zhì)作為廢渣必然

2+要從整個流程中通過物理方法分離出去。例如過程中常見有

Fe

的氧化，加入氧化劑轉化成

3+-Fe

。調(diào)節(jié)

pH的步驟是利用

OH

濃度的改變生成沉淀除去雜質(zhì)，所加入的試劑不一定是堿，

+可以反應H的物質(zhì)都可以進行調(diào)節(jié)，例如金屬氧化物、碳酸鹽等，這就需要考慮到不引入

新的雜質(zhì)。關于pH的調(diào)節(jié)范圍，要確定好除去的離子和留下的離子，范圍要滿足除去離子的完全沉淀pH~留下離子的開始沉淀pH。加入沉淀劑涉及到離子反應知識較多，常見的沉

淀需要熟記，例如NiS，CuS，ZnS，CaF，MgF，一些草酸鹽等，能分析出題目所加入的沉

22淀劑除去的離子是什么。

最后的分離提純主要涉及到必修一過濾、結晶、萃取分液、蒸餾的相關知識。過濾分離開固液不溶物，用到的玻璃儀器有玻璃棒，漏斗，燒杯，有時會出現(xiàn)減壓過濾，可以加快過

濾速率。結晶是從溶液中獲得溶質(zhì)，常見有蒸發(fā)結晶和冷卻結晶，蒸發(fā)結晶適用于溶解度隨溫度變化較小的物質(zhì)；冷卻結晶適用于解度隨溫度變化較大的物質(zhì)，常見的操作是蒸發(fā)濃縮

冷卻結晶過濾洗滌干燥。萃取是利用一種溶質(zhì)在兩種不相溶的溶劑中溶解度的差別進行分離，分液就是對這兩種不相溶的溶劑分離，所用儀器為分液漏斗。蒸餾利用了相溶液體沸點

的差別進行分離，在操作中要注意溫度計的位置，冷凝水的流向等。有時也會出現(xiàn)減壓蒸餾，減壓的目的是為了降低沸點，防止溫度過高。

三、常見的設問工藝流程題是一種模擬情境，圍繞解決一個實際問題考查學生的實驗能力和對相關化學

原理的理解和應用。按照整個工藝由前至后，題目由易到難的順序展開設問，常見的設問方式有以下幾種

1.原料預處理的手段和原因分析。原料預處理常采用的手段為粉碎、加熱、適當提高酸

的濃度等，所有這些目的都在于加快后續(xù)反應的速率。．濾渣的成分。根據(jù)流程分析濾渣來自于原料還是在反應過程中新生成的沉淀。常見

2的有在溶解過程中不能和酸堿反應的物質(zhì)，和酸堿反應生成的沉淀，在反應過程中通過調(diào)pH

生成的沉淀，加入沉淀劑生成的沉淀等等。3.氧化還原反應方程式的配平或陌生化學反應方程式的書寫，此類題目需要從流程中判

斷反應物，產(chǎn)物和反應條件，這些信息要從發(fā)生這步反應對應的箭頭前的物質(zhì)、箭頭后的物質(zhì)以及箭頭上的信息得到，對于氧還反應書寫最重要的就是找準氧化劑還原劑，所以這一塊

需要能把流程圖讀懂讀透。4.反應條件的優(yōu)化選擇。這一類題型通常會以圖形給出，同學們要能迅速準確從圖中找

到信息一般來說當所需物質(zhì)的反應速率和轉化率較高時反應時間較短的為最優(yōu)的反應條件。.可循環(huán)利用的物質(zhì)。從流程圖上觀察，既需要添加進去又能分離出來的物質(zhì)，即箭頭

指向主線和指出主線重疊的物質(zhì)為可循環(huán)利用的物質(zhì)。567.結合Ｋ進行計算以及轉化率或產(chǎn)率的計算等。

ｓｐ.結合分離提純過程考查儀器，實驗的操作等。

四、答題技巧粉碎、研磨：減小固體的顆粒度，增大固體與液體或氣體間的接觸面積，加快反應速率。

灼燒（煅燒、焙燒）：原料的預處理，不易轉化的物質(zhì)轉化為容易提取的物質(zhì)。酸溶：溶解、去氧化物（膜）、調(diào)節(jié)pH促進水解（沉淀）。

堿溶：去油污，去鋁片氧化膜，溶解鋁、二氧化硅，調(diào)節(jié)pH促進水解（沉淀）?？刂苝H值：促進某離子水解，使其沉淀，利于過濾分離。

煮沸：促進水解，聚沉后利于過濾分離；除去溶解在溶液中的氣體，如氧氣。趁熱過濾：減少結晶損失；提高純度。

加熱的目的：加快反應速率或促進平衡向某個方向移動，除去易分解易揮發(fā)的物質(zhì)。降溫的目的：防止某物質(zhì)在高溫時會溶解或為使化學平衡向著題目要求的方向移動。

結晶的方法（溶解度隨溫度變化大的晶體）：蒸發(fā)濃縮（有晶膜出現(xiàn)）、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥。

結晶的方法（溶解度隨溫度變化小的晶體）：加熱蒸發(fā)（有大量晶體出現(xiàn)）、趁熱過濾、洗滌、干燥。

減壓蒸餾（減壓蒸發(fā)）的原因：減小壓強，使液體沸點降低，防止（如H2O2、濃硝酸、NH4HCO3）

受熱分解，揮發(fā)。檢驗溶液中離子是否沉淀完全的方法：將溶液靜置一段時間后，向上層清液中滴入對應的

沉淀劑（必要時先加酸酸化排除其他離子的干擾），若無沉淀生成，則離子沉淀完全（寫出詳細的操作、現(xiàn)象、結論）

洗滌沉淀：沿玻璃棒往漏斗中加蒸餾水至液面浸沒沉淀，待水自然流下后，重復2