無機(jī)化工題的特點(diǎn)及解題策略

杭進(jìn)華 蔣天平

(1南京師范大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院 江蘇 南京 210097；2江陰市山觀中學(xué) 江蘇 江陰 214437；3江蘇省宜興中學(xué) 江蘇 宜興 214200)

化學(xué)與人們的生產(chǎn)、生活以及科技的發(fā)展有著密切的聯(lián)系，對(duì)社會(huì)發(fā)展、科技進(jìn)步和人類生活質(zhì)量的提高有著廣泛而深刻的影響。為了讓學(xué)生充分體驗(yàn)化學(xué)的價(jià)值，化學(xué)教學(xué)要“從學(xué)生已有的經(jīng)驗(yàn)和將要經(jīng)歷的社會(huì)生活實(shí)際出發(fā)，幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)化學(xué)與人類生活的密切關(guān)系，關(guān)注人類面臨的與化學(xué)相關(guān)的社會(huì)問題，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感、參與意識(shí)與決策能力”。為此，追求試題情景的真實(shí)性，讓學(xué)生用已有的知識(shí)解決真實(shí)情景中的化學(xué)問題，也就成了新課程高考的“新寵”。無機(jī)化工題就是在新課程高考命題示范下迅速發(fā)展起來的。

一、無機(jī)化工題的特點(diǎn)

1.情境創(chuàng)設(shè)真實(shí)

2008年之前江蘇高考考查的所謂框圖題，是人為編制的元素化合物網(wǎng)絡(luò)關(guān)系的一種方式，不符合化學(xué)真實(shí)性的基本原則，是一種虛構(gòu)的、猜測(cè)型的謎題，沒有實(shí)用性。2008年江蘇卷的無機(jī)框圖題以實(shí)驗(yàn)為背景，大大降低了推斷的難度，實(shí)現(xiàn)了新高考的一次重要的轉(zhuǎn)變，為2009年高考命題作了鋪墊，因此2009高考沒有考查所謂的框圖題，而是采用了有工業(yè)價(jià)值的無機(jī)化工題。

附表1 2008-2009年高考化學(xué)（江蘇卷）無機(jī)化工題的題干背景

通過創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，充分體現(xiàn)了新課程所倡導(dǎo)的 “讓學(xué)生用已有的知識(shí)解決真實(shí)情景中的化學(xué)問題”的理念；同時(shí)，利用工業(yè)副產(chǎn)品為原料，體現(xiàn)了綠色化學(xué)的理念。與以前的無機(jī)框圖題相比，無機(jī)化工題無疑更加具有化學(xué)味，更能體現(xiàn)新課程的要求。

2.框圖信息新穎

從反應(yīng)原料到目標(biāo)產(chǎn)品用框圖和箭頭聯(lián)系在一起，以化工生產(chǎn)為背景，減少了“題海戰(zhàn)術(shù)”猜題的偶然性，使絕大多數(shù)考生站在同一起跑線上，增加了考試的公平性?？驁D中的物質(zhì)都是已知的，而且連物質(zhì)的狀態(tài)都標(biāo)明了，使學(xué)生少走彎路，很容易進(jìn)入題目所創(chuàng)設(shè)的情境，能夠較好地反映出學(xué)生所具有的化學(xué)科學(xué)素養(yǎng)。

3.問題設(shè)計(jì)廣泛

2008年以前的無機(jī)框圖題的問題設(shè)計(jì)主要局限于考查學(xué)生的推斷成果，如書寫部分物質(zhì)的名稱、化學(xué)式、電子式，物質(zhì)間轉(zhuǎn)化的離子方程式或化學(xué)方程式等，而無機(jī)化工題則緊扣工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際，所設(shè)計(jì)的問題幾乎可遍布化學(xué)模塊的各個(gè)領(lǐng)域，主要涉及常見的無機(jī)物及其應(yīng)用、化學(xué)基本理論、化學(xué)實(shí)驗(yàn)、物質(zhì)結(jié)構(gòu)和流程設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)等，設(shè)問上有選擇、填空、簡(jiǎn)答，極具挑戰(zhàn)性和創(chuàng)新性，提升了對(duì)學(xué)生的能力要求。

二、無機(jī)化工題的解題策略

1.粗讀試題

題干部分一般會(huì)簡(jiǎn)單介紹工藝生產(chǎn)的原料和生產(chǎn)的目的，以及提供一些學(xué)生沒有學(xué)過但是題目中可能用到的信息，因此，要求學(xué)生養(yǎng)成良好的解題習(xí)慣，畫出流程的設(shè)計(jì)目的，以便在閱讀后面的流程圖時(shí)隨時(shí)提醒自己與之聯(lián)系。

2.看懂流程

流程從反應(yīng)原料到目標(biāo)產(chǎn)品用框圖和箭頭聯(lián)系在一起，學(xué)生首先要熟悉方框和箭頭代表的意義。常見流程圖的樣式如下：

圖1箭頭表示的是反應(yīng)物同時(shí)加入，圖2表示反應(yīng)物分步加入，圖3表示循環(huán)反應(yīng)。

其次，要分清哪些部分讀得懂，哪些部分讀不懂。對(duì)于讀得懂的，往往出題者會(huì)在這些環(huán)節(jié)上出一些簡(jiǎn)單的問題，學(xué)生要克服恐懼心理，力爭(zhēng)拿下這些題；對(duì)于讀不懂的，學(xué)生可以根據(jù)已學(xué)知識(shí)，根據(jù)學(xué)過的化學(xué)反應(yīng)原理，聯(lián)系工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際及題目所給信息等進(jìn)行整合；有的信息可能是為了使流程更完善，題目中沒有涉及，完全可以跳過去。

3.提取表格、圖像中有關(guān)信息

“表格”是按項(xiàng)目畫成格子，分別填寫文字或數(shù)字的書面材料。

“圖像”是分別以橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)表示一定的物理量，并且能反映出縱坐標(biāo)隨橫坐標(biāo)的變化而變化的圖形。

附表2部分金屬氫氧化物開始沉淀和完全沉淀的pH

外觀，乳劑需為均一、透明的流動(dòng)液體；乳液穩(wěn)定性(5和20倍稀釋穩(wěn)定性)，按GB3776.3.83農(nóng)藥乳化劑乳化性能測(cè)定方法進(jìn)行；pH值，按GB/T1600-93農(nóng)藥pH值測(cè)定方法進(jìn)行；高溫及低溫穩(wěn)定性，按 GB/T 19137-2003測(cè)定方法進(jìn)行；抗凍性[4]，將樣品密封后于0～10 ℃冷藏12 h，然后取出，在室溫下結(jié)塊或渾濁現(xiàn)象可漸漸消失，能恢復(fù)到均一的透明狀態(tài)，并且無析水和析油現(xiàn)象發(fā)生，反復(fù)試驗(yàn)3次，確保重復(fù)性好．

物質(zhì) 開始沉淀 沉淀完全F e(O H)3 2.7 3.7 F e(O H)2 7.6 9.6 M n(O H)2 8.3 9.8 M n(O H)2 9.9 1 1.1

表2提供的信息是部分金屬氫氧化物開始沉淀和完全沉淀的pH，主要目的是通過調(diào)節(jié)pH達(dá)到除去部分金屬離子，而保留另一部分金屬離子；

圖4中，橫坐標(biāo)代表溫度，縱坐標(biāo)代表溶解度，表示隨著溫度的升高，NaCl、MgCl2的溶解度變化不大，而NaClO3、Mg(ClO3)2溶解度變化較大，且在同一溫度下，NaCl的溶解度最小。

4.將設(shè)計(jì)的問題與已學(xué)知識(shí)加以聯(lián)系，學(xué)會(huì)遷移

2009年江蘇卷16題第3問：工業(yè)生產(chǎn)上常在反應(yīng)Ⅲ的過程中加入一定量的醇類溶劑，其目的是＿＿＿＿。

這一小題貌似無從下手，但若考生能將知識(shí)進(jìn)行遷移，不難想起選修3課本中的實(shí)驗(yàn)2-2：向硫酸銅溶液中加氨水至沉淀消失后再加入極性較弱的乙醇溶劑，有藍(lán)色晶體析出。與該實(shí)驗(yàn)類似，加入醇類溶劑也是為了降低溶劑的極性從而降低K2SO4的溶解度，有利于K2SO4析出。

5.看清問題，規(guī)范作答

最后，作答時(shí)要看清問題，用正確的化學(xué)用語表達(dá)。若涉及到簡(jiǎn)答題，要找準(zhǔn)題目中的關(guān)鍵詞，不要答非所問。下面列舉一些常見的問題及規(guī)范作答要點(diǎn)。

（1）基本操作

①如何洗滌沉淀：沿玻璃棒向過濾器中加蒸餾水至剛好沒過沉淀物，待水流完后，重復(fù)兩到三次；

③冰水洗滌：洗去晶體表面的雜質(zhì)，減少晶體的溶解；

④如何檢驗(yàn)沉淀已經(jīng)洗凈：如含Cl-，取最后一次的濾出液，加入AgNO3溶液，若無沉淀生成，則已經(jīng)洗凈。

（2）條件控制

①控制pH在x-y之間：要答到某種離子沉淀完全，而其他離子不沉淀；

②趁熱過濾：防止因溫度降低析出晶體，使產(chǎn)率降低；

③加入試劑的量：如加入過量的BaCl2，是使SO42-沉淀完全。

（3）過程分析

①涉及產(chǎn)率的變化：要從平衡移動(dòng)的角度作答；

②煮沸的目的：若結(jié)合題給信息，與水解有關(guān)，則應(yīng)答：促進(jìn)水解。

三、無機(jī)化工題的教學(xué)建議

無機(jī)化工題是近幾年高考出現(xiàn)的新題型，教師在復(fù)習(xí)教學(xué)中可從以下幾個(gè)方面去應(yīng)對(duì)。

1.樹立學(xué)生信心

無機(jī)化工題經(jīng)常出現(xiàn)一些專業(yè)術(shù)語和陌生的情景，學(xué)生往往比較害怕，但是圖中一般不會(huì)出現(xiàn)超綱知識(shí)，問題中也不會(huì)涉及。教師可以告訴學(xué)生，陌生的情景僅僅是為了使工藝流程更加完善而已，而且所設(shè)計(jì)的問題之間，往往也沒有太多的聯(lián)系，前一個(gè)問題做不出來，不會(huì)影響后面的題目，遇到一下子做不出的問題，要及時(shí)放棄，以免影響其他題的作答。所以，只要冷靜應(yīng)對(duì)，就會(huì)讓無機(jī)化工題成為“紙老虎”。

2.拓展知識(shí)層面

解決好無機(jī)化工題需要積累一些化工生產(chǎn)的有關(guān)知識(shí)，而自學(xué)《化學(xué)與技術(shù)》模塊是拓展知識(shí)層面的最佳選擇。通過學(xué)習(xí)，可以了解到氨的合成、氯堿工業(yè)、硫酸工業(yè)、水處理技術(shù)、藥物化學(xué)等的工藝流程，從而建立相應(yīng)的“化工模型”，為學(xué)生解決實(shí)際問題打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3.強(qiáng)化專題訓(xùn)練

教師可以收集近幾年上海、廣東高考題中的無機(jī)化工題進(jìn)行專題訓(xùn)練，啟迪學(xué)生思維，總結(jié)解題方法。如重視物質(zhì)的檢驗(yàn)、分離和提純方法；重視物質(zhì)制備過程中條件的控制；重視應(yīng)用氧化還原反應(yīng)原理書寫不熟悉的化學(xué)方程式、離子方程式、電極反應(yīng)式；重視應(yīng)用綠色化學(xué)原理和從經(jīng)濟(jì)視角來解決生產(chǎn)實(shí)際中的各種問題等。通過訓(xùn)練，可以提高學(xué)生熟練運(yùn)用化學(xué)平衡原理、水解原理、電化學(xué)原理、晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、實(shí)驗(yàn)化學(xué)原理等解決實(shí)際問題的能力。