刊名: 教师教育研究
主办: 北京师范大学;华东师范大学;高等学校教资培训交流北京中心
周期: 月刊
出版地:北京市
语种: 中文;
开本: 大16开
ISSN: 1672-5905
CN: 11-5147/G4
邮发代号:2-418
历史沿革:
曾用刊名:高等师范教育研究
期刊荣誉:社科双效期刊;国家新闻出版总署收录;中国期刊网核心源刊;CSSCI 中文社会科学引文索引来源期刊;北京大学《中文核心期刊要目总览》来源期刊;
创刊时间:1989
高三化学中工艺流程题的解题技巧微探
【作者】 王平林
【机构】 甘肃省武威第七中学
【摘要】【关键词】
【正文】化学是一门实用性、创造性的科学。基于高考化学考试说明化学高考试题的发展趋势必然是重视与生产、生活的紧密联系,其中与化工生产实际相联系的“化学工艺流程题”已成为近年来全国各地高考的新亮点和主流题型。本文将从“化学工艺流程题”的特点及考点入手谈谈解决此类题的思路及方法技巧。
化学工艺流程题是近几年高考的热点,所占的分值也相当重,但由于此类试题陌生度高,对学生的能力要求高,加上有的试题文字量大,学生在没做之前往往就会产生畏惧感,所以这类题的得分不是很理想。要解好这一类题,学生首要是克服畏惧心理,再者是认真审题。工艺流程题大体上分题头、流程图和问题三部分。题头一般是简单介绍该工艺生产的原材料和工艺生产的目的(包括副产品);流程图部分主要用框图形式将原料到产品的主要生产工艺流程表示出来;问题部分主要是根据生产过程中涉及到的化学知识设制成系列问题,构成一道完整的化学试题。因此在解题过程中不妨按以下几部分进行分析:
一、从题干中获取对生产产品的有用信息。
通过阅读题干,了解流程图以外的文字描述、表格信息、后续设问中的提示性信息,进而明确生产目的——制备什么物质,找到制备物质时所需的原料及所含杂质,提取出所给的相关信息——物质反应方程式、物质稳定性、物质溶解性等。
二、分析流程中的每一步骤,认真审题。
看清框图中的箭头走向,从以几个方面弄清流程:A、反应物是什么?;B、发生了什么反应?C、该反应造成了什么后果,对制造产品有什么作用。抓住一个关键点:一切反应或操作都是为获得产品而服务。对比分析生产流程示意图中的第一种物质原材料与最后一种物质工艺产品,对比分析找出原料与产品之间的关系,弄清工艺流程框图中原料转化为产品的过程中依次进行了什么化学反应?每一步除目标物质外还产生了什么杂质或副产物?杂质是否要除去,采用什么操作方法除去等?
此外,对反应条件的分析还可从以下几个方面着手:A、对反应速率有何影响?B、对平衡转化率有何影响?C、对综合生产效益有何影响?如原料成本,原料来源是否广泛、是否可再生,能源成本,对设备的要求,环境保护(从绿色化学方面作答)。
三、看清问题,准确规范作答。
这一步很关键,历年高考评卷分析都指出学生的简述能力比较差,特别是化学用语的表述存在很大的偏差。所以答题时要看清所问题,不能答非所问,要注意语言表达的科学性,如不能将离子方程式写成化学方程式、方程式一定要配平、分清实验操作名称还是具体操作步骤。其中常见文字叙述套路有:1、洗涤沉淀:往漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀,待水自然流下后,重复以上操作2-3次 。2、从溶液中得到晶体:蒸发浓缩-冷却结晶-过滤-洗涤。3、除杂(注意:在写某一步骤是为了除杂时,应注明“是为了除去什么中的杂质”。) 例题分析:以黄铜矿(主要成份为CuFeS2,含少量杂质SiO2等)为原料,进行生物炼铜,同时得到副产品绿矾(FeSO4·7H2O)。其主要流程如下:
已知:①4CuFeS2+2H2SO4+17O2=4CuSO4+2Fe2(SO4)3+2H2O
② 部分阳离子以氢氧化物形式开始沉淀和完全沉淀时溶液的pH如下表
(1)试剂a______,试剂b是_______。
(2)操作X应为蒸发浓缩、______、______。
(3)反应Ⅱ中加CuO调pH为3.7~4的目的是__________;
(4)反应Ⅴ的离子方程式为________
解析:反应Ⅱ中反应物为CuSO4和Fe2(SO4)3,加如氧化铜调节pH得到氢氧化铁沉淀和CuSO4溶液,加入铁粉反应得到硫酸亚铁和铜单质,过量的铁和铜用过滤与溶液分开,铁和铜的混合物可加入稀硫酸将铁转化为硫酸亚铁;氢氧化铁与硫酸反应生成硫酸铁,硫酸铁与铁单质反应生成,硫酸亚铁.故
(1)试剂a是Fe;试剂b是稀硫酸,故答案为:Fe(或铁);稀硫酸(或稀H2SO4);
(2)操作X是将硫酸亚铁溶液得到硫酸亚铁晶体,应为蒸发浓缩,冷却结晶,过滤,故答案为:冷却结晶;过滤(洗涤干燥);
(3)加CuO调pH为3.7~4的目的是使Fe3+形成Fe(OH)3沉淀,防止生成Cu(OH)2沉淀,故答案为:使Fe3+形成Fe(OH)3沉淀,防止生成Cu(OH)2沉淀;
(4)硫酸铁与铁单质反应生成硫酸亚铁,故答案为:Fe+2Fe3+=3Fe2+.
化学工艺流程题是近几年高考的热点,所占的分值也相当重,但由于此类试题陌生度高,对学生的能力要求高,加上有的试题文字量大,学生在没做之前往往就会产生畏惧感,所以这类题的得分不是很理想。要解好这一类题,学生首要是克服畏惧心理,再者是认真审题。工艺流程题大体上分题头、流程图和问题三部分。题头一般是简单介绍该工艺生产的原材料和工艺生产的目的(包括副产品);流程图部分主要用框图形式将原料到产品的主要生产工艺流程表示出来;问题部分主要是根据生产过程中涉及到的化学知识设制成系列问题,构成一道完整的化学试题。因此在解题过程中不妨按以下几部分进行分析:
一、从题干中获取对生产产品的有用信息。
通过阅读题干,了解流程图以外的文字描述、表格信息、后续设问中的提示性信息,进而明确生产目的——制备什么物质,找到制备物质时所需的原料及所含杂质,提取出所给的相关信息——物质反应方程式、物质稳定性、物质溶解性等。
二、分析流程中的每一步骤,认真审题。
看清框图中的箭头走向,从以几个方面弄清流程:A、反应物是什么?;B、发生了什么反应?C、该反应造成了什么后果,对制造产品有什么作用。抓住一个关键点:一切反应或操作都是为获得产品而服务。对比分析生产流程示意图中的第一种物质原材料与最后一种物质工艺产品,对比分析找出原料与产品之间的关系,弄清工艺流程框图中原料转化为产品的过程中依次进行了什么化学反应?每一步除目标物质外还产生了什么杂质或副产物?杂质是否要除去,采用什么操作方法除去等?
此外,对反应条件的分析还可从以下几个方面着手:A、对反应速率有何影响?B、对平衡转化率有何影响?C、对综合生产效益有何影响?如原料成本,原料来源是否广泛、是否可再生,能源成本,对设备的要求,环境保护(从绿色化学方面作答)。
三、看清问题,准确规范作答。
这一步很关键,历年高考评卷分析都指出学生的简述能力比较差,特别是化学用语的表述存在很大的偏差。所以答题时要看清所问题,不能答非所问,要注意语言表达的科学性,如不能将离子方程式写成化学方程式、方程式一定要配平、分清实验操作名称还是具体操作步骤。其中常见文字叙述套路有:1、洗涤沉淀:往漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀,待水自然流下后,重复以上操作2-3次 。2、从溶液中得到晶体:蒸发浓缩-冷却结晶-过滤-洗涤。3、除杂(注意:在写某一步骤是为了除杂时,应注明“是为了除去什么中的杂质”。) 例题分析:以黄铜矿(主要成份为CuFeS2,含少量杂质SiO2等)为原料,进行生物炼铜,同时得到副产品绿矾(FeSO4·7H2O)。其主要流程如下:
已知:①4CuFeS2+2H2SO4+17O2=4CuSO4+2Fe2(SO4)3+2H2O
② 部分阳离子以氢氧化物形式开始沉淀和完全沉淀时溶液的pH如下表
(1)试剂a______,试剂b是_______。
(2)操作X应为蒸发浓缩、______、______。
(3)反应Ⅱ中加CuO调pH为3.7~4的目的是__________;
(4)反应Ⅴ的离子方程式为________
解析:反应Ⅱ中反应物为CuSO4和Fe2(SO4)3,加如氧化铜调节pH得到氢氧化铁沉淀和CuSO4溶液,加入铁粉反应得到硫酸亚铁和铜单质,过量的铁和铜用过滤与溶液分开,铁和铜的混合物可加入稀硫酸将铁转化为硫酸亚铁;氢氧化铁与硫酸反应生成硫酸铁,硫酸铁与铁单质反应生成,硫酸亚铁.故
(1)试剂a是Fe;试剂b是稀硫酸,故答案为:Fe(或铁);稀硫酸(或稀H2SO4);
(2)操作X是将硫酸亚铁溶液得到硫酸亚铁晶体,应为蒸发浓缩,冷却结晶,过滤,故答案为:冷却结晶;过滤(洗涤干燥);
(3)加CuO调pH为3.7~4的目的是使Fe3+形成Fe(OH)3沉淀,防止生成Cu(OH)2沉淀,故答案为:使Fe3+形成Fe(OH)3沉淀,防止生成Cu(OH)2沉淀;
(4)硫酸铁与铁单质反应生成硫酸亚铁,故答案为:Fe+2Fe3+=3Fe2+.