化學(xué)工藝題的問題設(shè)置及突破策略

朱德彬

摘要：基于化學(xué)工藝題的問題設(shè)置，專題復(fù)習(xí)中應(yīng)重視教材基本知識的內(nèi)化，緊抓教材經(jīng)典工藝流程的深化，熟悉化工生產(chǎn)中的主要操作，滲透"綠色化學(xué)"的理念，培養(yǎng)學(xué)生工藝題的答題能力。

關(guān)鍵詞：化學(xué)工藝題；問題設(shè)置；突破策略

中圖分類號：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：1006-5962（2013）08-0208-01

化學(xué)工藝題起源于廣東、上海卷，契合 "課程內(nèi)容與學(xué)生生活和現(xiàn)實社會實際之間保持密切聯(lián)系，使實踐和生活成為科學(xué)課程內(nèi)容基本來源" 這一新課程理念，已成為新課改后的高考新亮點?；瘜W(xué)工藝題是一種多溶質(zhì)的混合溶液，其中的工藝流程（包括文字、流程圖、表格、數(shù)據(jù)、坐標(biāo)圖等）是優(yōu)質(zhì)溶劑，化學(xué)科學(xué)的知識、方法、觀念是溶質(zhì)，將溶質(zhì)結(jié)晶出來并加以識別、應(yīng)用是知識與能力的綜合體現(xiàn)。以下基于化學(xué)工藝題的問題設(shè)置，談?wù)勗谕黄撇呗陨系乃伎肌?/p>

1 化學(xué)工藝題常見問題設(shè)置

2 化學(xué)工藝題的突破策略

2.1 重視教材基本知識的內(nèi)化。

工藝題融合了元素化合物、離子反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)、化學(xué)平衡、電離平衡、溶解平衡、水解原理、物質(zhì)制備和分離提純、反應(yīng)條件的控制、綠色化學(xué)等核心知識。應(yīng)力求重溫重點知識，以點帶面，通過知識的內(nèi)在聯(lián)系，建立一個完整的、系統(tǒng)的、開放的且不斷生成的知識結(jié)構(gòu)，力求達(dá)到知識的內(nèi)化。

2.2 緊抓教材經(jīng)典工藝的深化。

高中化學(xué)教材中涉及到的重要化工生產(chǎn)有合成氨工業(yè)、合成硫酸、氯堿工業(yè)，硅酸鹽，煉鐵、煉銅、煉鋁、鎂的提取、石油化工、煤加工等。高考復(fù)習(xí)中應(yīng)充分挖掘教材中的重要工業(yè)生產(chǎn)流程，以生產(chǎn)原理、設(shè)備、生產(chǎn)流程中的除雜提純、尾氣的吸收與處理等熱點知識為載體，聯(lián)系新材料、新能源、環(huán)境問題。高考化學(xué)試題中流程題可能將課本中不同處的內(nèi)容融合，可能會將課本知識延伸。這就提醒我們要引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真閱讀、梳理教材，弄清書上每個重要實驗和化工流程，并在練習(xí)中加以變通，這樣才易于做好試卷上有創(chuàng)意的工藝流程題。

2.3 熟悉化工生產(chǎn)中的主要操作。

⑴原料的預(yù)處理：目的是為了將原料轉(zhuǎn)化為容易提取的物質(zhì)，常用方法有粉碎、灼燒（焙燒）。如海帶中提取碘，事先要將海帶灼燒成灰。

⑵浸出：用浸取劑將固體物質(zhì)中的主要物質(zhì)溶解。浸取時常用浸取劑有水、酸、堿等。

⑶煮沸：目的是為了除去溶液中的某些易揮發(fā)、易分解、易沉淀的物質(zhì)。

⑷pH值調(diào)節(jié)：化工生產(chǎn)中為了分離除雜，常需控制溶液的pH值，調(diào)節(jié)的方法有加氧化物、酸、堿等。

⑸蒸發(fā)：為了將溶液中的溶質(zhì)提取出來，常采用蒸發(fā)的方法，對于不同的溶質(zhì)，蒸發(fā)的程度不同。

①所得晶體不帶結(jié)晶水（如NaCl）時，一般蒸發(fā)至出現(xiàn)大量晶體，利用余熱蒸干。

②所得晶體帶結(jié)晶水（如CuSO4·5H2O）時，通常蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶。

⑹過濾：為了加快過濾速度常用"抽濾"；為了防止溶質(zhì)損失或雜質(zhì)析出常用"趁熱過濾"；為了保持固液混合物的溫度恒定，可用"熱濾"。

⑺洗滌：為了洗去固體物質(zhì)表面的雜質(zhì)，常用蒸餾水洗滌，有時為了減少固體的損失，常用冷水或酒精洗滌。

⑻重結(jié)晶：為了將粗產(chǎn)品進(jìn)一步提純而采用的重復(fù)結(jié)晶的操作。

⑼干燥：晶體表面上吸附有少量溶劑，需用適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行干燥。固體的干燥方法很多，可根據(jù)重結(jié)晶所用的溶劑及結(jié)晶的性質(zhì)來選擇，常用的方法有以下幾種：空氣晾干的；烘干（紅外燈或烘干）；用濾紙吸干；置于干燥器中干燥。

⑽氧化：加氧化劑，將雜質(zhì)離子轉(zhuǎn)化為易除去離子，如將Fe2+氧化為易水解的Fe3+。常用氧化劑有H2O2、Cl2、NaClO、KMnO4等。

2.4 滲透"綠色化學(xué)"的理念。

綠色化學(xué)有利于實現(xiàn)人類社會的可持續(xù)發(fā)展，對化學(xué)工藝流程的可行性評價需要從 "綠色化學(xué)"的角度考慮。常常涉及工藝的安全性、可操作性、節(jié)約成本（原子效率和原料的循環(huán)使用、節(jié)能）、環(huán)境保護(hù)等問題。

2.5 培養(yǎng)答題能力。

要想學(xué)生在高考中拿到一個從未見過、不太熟悉的工藝題不緊張，同時處理得游刃有余，需要我們在高考復(fù)習(xí)中培養(yǎng)學(xué)生工藝題答題能力。

⑴明確工藝題答題的基本步驟

①完成"是什么？為什么？"的問題探究過程

從題干中獲取有用信息，了解生產(chǎn)的原料和產(chǎn)品。引導(dǎo)學(xué)生理解物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系、理解物質(zhì)結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、應(yīng)用及其內(nèi)在聯(lián)系。

②完成"做什么？怎么做？"的問題解決過程

引導(dǎo)學(xué)生從技術(shù)角度分析從原料到產(chǎn)品關(guān)鍵進(jìn)行了哪些反應(yīng)？利用了什么原理（氧化還原、溶解度、溶液中的平衡）？關(guān)鍵操作進(jìn)行到什么程度最佳？除目標(biāo)產(chǎn)物外還產(chǎn)生了什么雜質(zhì)或副產(chǎn)物？雜質(zhì)或副產(chǎn)物是怎樣除去的？

使學(xué)生明確做工藝題不需要拘泥于每個細(xì)節(jié)，不需要把過多的精力用于分析每步流程，只需把握大的方向即可解題。

⑵熟悉工藝題答題的基本策略

①給信息的反應(yīng)方程式的書寫基本步驟

結(jié)合物質(zhì)的類別、化合價情況確認(rèn)反應(yīng)發(fā)生的本質(zhì)；確定最關(guān)鍵的反應(yīng)物和生成物；配平關(guān)鍵反應(yīng)物和生成物；再根據(jù)守恒配平或補(bǔ)充其他輔助反應(yīng)物和產(chǎn)物；依據(jù)題目信息寫好反應(yīng)條件；結(jié)合反應(yīng)條件和反應(yīng)體系所處的環(huán)境對各物質(zhì)的存在形式、狀態(tài)進(jìn)行修正。

②基本實驗操作檢驗沉淀是否完全。一般敘述為：取上層清液，檢驗其中含有的某一離子。

洗滌沉淀。如問洗滌目的，一般考慮除雜或減少原料的損失；如問如何洗滌，一般敘述為：往漏斗中加入蒸餾水至浸沒沉淀，待水自然流下后，重復(fù)以上操作2-3次。如問用冷水或75%的乙醇代替水的目的，一般是為了減小溶解度（用乙醇還有助于固體的干燥）； 如問沉淀是否洗凈，一般敘述為：取最后一次洗滌液，檢驗沉淀表面的雜質(zhì)離子。

從溶液中得到晶體，一般敘述為：蒸發(fā)濃縮-冷卻結(jié)晶-過濾-洗滌-干燥，有時根據(jù)具體物質(zhì)還應(yīng)考慮抑制水解、趁熱過濾等特殊操作。

③反應(yīng)條件的選擇

溫度控制。經(jīng)常從物質(zhì)的揮發(fā)性、穩(wěn)定性、副反應(yīng)，對反應(yīng)速率的影響，對化學(xué)平衡的影響，對物質(zhì)溶解度的影響等方面分析。

提高轉(zhuǎn)化率。根據(jù)平衡移動原理分析。

反應(yīng)物用量或濃度。一般是為了提高反應(yīng)物的利用率，控制副反應(yīng)等。

pH值控制。通常是為了促進(jìn)或抑制水解，控制反應(yīng)的進(jìn)行程度。

④綠色化學(xué)。從原料成本及循環(huán)利用、設(shè)備要求、節(jié)能、環(huán)保等角度回答。

⑤化學(xué)計算。靈活運用觀察法、比較法拆分與重組法、建構(gòu)模型法、分類討論法、守恒思想、特殊化與一般化思想、平均化與極端化思想、方程思想、函數(shù)思想等。

⑶強(qiáng)化答題規(guī)范化素養(yǎng)的養(yǎng)成

"細(xì)節(jié)"決定成敗，每年高考卷的典型錯題分析都暴露學(xué)生的化學(xué)基礎(chǔ)不扎實；在分析解答比較復(fù)雜的綜合性問題時，思考問題不全面，思維欠嚴(yán)謹(jǐn)，實驗探究能力和計算能力比較差，信息素養(yǎng)和學(xué)習(xí)能力不強(qiáng)，審題不仔細(xì)，答題不規(guī)范，不準(zhǔn)確。一定要強(qiáng)抓基礎(chǔ)知識的扎實性和學(xué)生答題的規(guī)范性，引導(dǎo)學(xué)生從出題者的角度審視問題，抓好錯題訂正和消化，使學(xué)生形成較強(qiáng)的化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)。

突破工藝題這一富有挑戰(zhàn)的新題型，應(yīng)以《考試說明》為指導(dǎo)，寬基礎(chǔ)、重素養(yǎng)，幫助學(xué)生練就"化學(xué)的慧眼和慧心"， 答題時把握變中求不變，抓住一個關(guān)鍵點：一切反應(yīng)或操作都是為獲得產(chǎn)品而服務(wù)。最終使學(xué)生既學(xué)到知識，又培養(yǎng)能力。

參考文獻(xiàn)

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[4] 普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書（化學(xué)1）.江蘇教育出版社.2009.