淺談廣東高考化學(xué)工藝流程題

藍(lán)秋玲 衷明華

(韓山師范學(xué)院化學(xué)系，廣東 潮州 521041)

廣東自從2004年進(jìn)行高中新課程改革后，開始重視化學(xué)教材的內(nèi)容與實際生產(chǎn)生活的緊密結(jié)合。化學(xué)工藝流程題正是順應(yīng)新課改的目標(biāo)而催生出來的新題型，從廣東2004年高考一直沿襲至今。化學(xué)工藝流程題，就是將化工生產(chǎn)過程中的主要生產(chǎn)階段用流程圖的形式表現(xiàn)出來，根據(jù)生產(chǎn)過程中涉及的化學(xué)知識設(shè)問?？v觀2010年至2013年廣東高考的化學(xué)工藝流程題，其命題內(nèi)容極其廣泛，密切聯(lián)系生產(chǎn)、生活實際，題目的設(shè)問方式也極其靈活多變，充分表達(dá)了“化學(xué)源于真實的生活”的命題思想。

1 工藝流程題的結(jié)構(gòu)及特點

1.1 流程圖結(jié)構(gòu)模式

1.1.1 構(gòu)成模式

圖1 構(gòu)成模式

在工藝流程圖中，在工藝流程中，從原料到產(chǎn)品，需要加入一些輔助原料，并經(jīng)過一系列操作或反應(yīng)，得到目標(biāo)產(chǎn)物和副產(chǎn)物。

1.1.2 考查模式

圖2 考查模式

流程圖的基本規(guī)律為主線主產(chǎn)品，分支副產(chǎn)品，回頭是循環(huán)。

1.2 流程題的特點

1.2.1 情景真實新穎

綜合廣東歷年的考題來看，試題基本源于生產(chǎn)實際，情境和選材都比較新穎，多以當(dāng)年的熱門工藝或者新興工藝為出題背景，幾乎都是師生少見或沒見過的新物質(zhì)、新材料，考查學(xué)生知識遷移和學(xué)以致用的能力。這就要求師生在平時要多關(guān)注時事，了解當(dāng)代的熱門物質(zhì)或新研發(fā)的物質(zhì)、新的科研成果；對于一些經(jīng)典的化學(xué)工藝所涉及的操作步驟等要很熟悉。

1.2.2 閱讀量及跨度較大

試題相對較長，閱讀量比較大，與解題無關(guān)的困擾信息多，從原始材料到目標(biāo)產(chǎn)品經(jīng)過若干的框圖程序，跨度大，要求考生在限定的時間內(nèi)讀懂試題并提取到有用信息，而且還要迅速聯(lián)想到相關(guān)的理論知識?？疾閷W(xué)生對試題的理解能力及提取有效信息的能力，這就要求考生本身的理論知識儲備要牢固，在解題時要保持清醒的頭腦，對于解題無關(guān)的信息要及時跳過，不要在一個無關(guān)緊要或者與答題完全無關(guān)的點上死磕耗費時間。

1.2.3 內(nèi)容豐富及綜合性強(qiáng)

試題涉及的化學(xué)基礎(chǔ)理論知識廣，出題內(nèi)容很豐富，考察的內(nèi)容范圍可以遍布考生整個高中化學(xué)階段，例如試題可以設(shè)計電化學(xué)原理、有機(jī)化學(xué)、熱化學(xué)原理、表格及圖像分析和相關(guān)實驗操作等各方面的知識?？疾閷W(xué)生的綜合能力，難度大，區(qū)分度好，這就要求師生在平時做題時要多注意總結(jié)試題常見考點，在復(fù)習(xí)過程中多積累。

2 真題考點分析(2010—2013)

2.1 2010廣東高考真題

例(16分)碳酸鋰廣泛應(yīng)用于陶瓷和醫(yī)藥等領(lǐng)域，碳酸鋰廣泛應(yīng)用于陶瓷和醫(yī)藥等領(lǐng)域。已β-鋰輝石(主要成分為Li2O.Al2O3.4SiO2)為原材料制備Li2CO3的工藝流程如下：

圖3 原材料制備Li2CO3的工藝流程

已知：Fe3+、Al3+、Fe2+和Mg2+以氫氧化物形式完全沉淀時，溶液的pH分別為3.2、5.2、9.7和12.4；Li2SO4、LiOH和Li2CO3在303K下的溶解度分別為34.2g、12.7g和1.3g。

(1)步驟Ⅰ前，β-鋰輝石要粉碎成細(xì)顆粒的目的是____。

(3)步驟Ⅱ中，將適量的H2O2溶液、石灰乳和Na2CO3溶液依次加入浸出液中，可除去的雜質(zhì)金屬離子有____。

(4)步驟Ⅲ中，生成沉淀的離子方程式為____。

(5)從母液中可回收的主要物質(zhì)是____。

2.2 2011廣東高考真題

例(16分)由熔鹽電解法獲得的粗鋁含有一定量的金屬鈉和氫氣，這些雜質(zhì)可采用吹氣精煉法除去，產(chǎn)生的尾氣經(jīng)處理后可用鋼材鍍鋁。工藝流程如下：

圖4 工藝流程

(注：NaCl熔點為801℃；AlCl3在181℃升華)

精煉前，需清除坩堝表面的氧化鐵和石英砂，防止精煉時它們分別與鋁發(fā)生置換反應(yīng)產(chǎn)生新的雜質(zhì)，相關(guān)的化學(xué)方程式為①____和②____。

將Cl2連續(xù)通入坩堝中的粗鋁熔體，雜質(zhì)隨氣泡上浮除去。氣泡的主要成分除Cl2外還含有____；固態(tài)雜質(zhì)粘附于氣泡上，在熔體表面形成浮渣，浮渣中肯定存在____。

在用廢堿液處理A的過程中，所發(fā)生反應(yīng)的離子方為____。

(5)鋼材鍍鋁后，表面形成的致密氧化鋁膜能防止鋼材腐蝕，其原因是____。

2.3 2012廣東高考真題

圖5 工藝流程

圖6 不同溫度下，K+的浸出濃度與溶浸時間的關(guān)系

濾渣的主要成分有____和____以及未溶雜鹵石。

(2)用化學(xué)平衡移動原理解釋Ca(OH)2溶液能溶

解雜鹵石浸出K+的原因：____。

(3)“除雜”環(huán)節(jié)中，先加入____溶液，經(jīng)攪拌等操作后，過濾，再加入____溶液調(diào)濾液pH至中性。

(4)不同溫度下，K+的浸出濃度與溶浸時間的關(guān)系見上圖，由圖可得，隨著溫度得升高，①____，②____。

已知298K時，Ksp(CaCO3)=2.80×10-9，Ksp(CaSO3)=4.90×10-5，求此溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K(計算結(jié)果保留三位的效數(shù)字)。

2.4 2013廣東高考真題

例(16分)銀銅合金廣泛用于航空工業(yè)。從切割廢料中回收銀并制備銅化工產(chǎn)品的工藝如下圖：

圖7 從切割廢料中回收銀并制備銅化工產(chǎn)品的工藝

(1)電解精練銀時，陰極反應(yīng)式為____；濾渣A與稀HNO3反應(yīng)，產(chǎn)生的氣體在空氣中迅速變?yōu)榧t棕色，該氣體變色的化學(xué)方程式為____。

(2)固體混合物B的組成為____;在生成固體B的過程中，

需控制NaOH的加入量，若NaOH過量，則因過量引起的反應(yīng)的離子方程式為____。

(3)完成煅燒過程中一個反應(yīng)的化學(xué)方程式：____。

(4)若銀銅合金中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為63.5%，理論上5.0kg廢料中的銅可完全轉(zhuǎn)化為____mol CuAlO2，至少需要1.0mol·L-1的Al2(SO4)3溶液____L。

(5)CuSO4溶液也可用于制備膽礬，其基本操作時____、過濾、洗滌和干燥。

2.5 相關(guān)考點

年份題號考查內(nèi)容相關(guān)考點201032以β-鋰輝石為原料制備Li2CO3原料預(yù)處理(粉碎);物質(zhì)的分離提純(調(diào)節(jié)pH);常見離子的性質(zhì)(Fe2+、Ca2+、Mg2+、Al3+等);書寫離子方程式;副產(chǎn)物的回收利用。201132粗鋁的吹氣精煉以及鋼材鍍鋁書寫化學(xué)方程式(氧化還原反應(yīng)、離子反應(yīng)、電極反應(yīng));物質(zhì)的分離提純(吹氣法);電化學(xué)知識;金屬防腐。201232利用雜鹵石回收制備硫酸鉀根據(jù)流程討論物質(zhì)組成;化學(xué)平衡原理的考查;除雜試劑的選擇;讀圖像總結(jié)規(guī)律;化學(xué)平衡常數(shù)的計算。201332銀銅合金回收銀并制備銅化工產(chǎn)品電極反應(yīng)式的書寫;書寫化學(xué)方程式;推斷物質(zhì);書寫離子方程式;簡單計算;溶液制備固體的基本操作步驟。

3 結(jié)論分析

綜合分析了廣東省2010—2013年理綜化學(xué)試卷的工藝流程題，我得出以下幾點結(jié)論：

①化學(xué)方程式包括離子方程式，氧化還原方程式以及電極反應(yīng)方程式等出題的頻率是最高的，幾乎是每年的必考點；這就要求學(xué)生在高考備考時一方面要注意對課本上常見方程式的積累，另一方面要多練習(xí)陌生方程式的配平或產(chǎn)物推斷類的題型。

②連續(xù)三年(2011—2013)的考題中都出現(xiàn)了根據(jù)流程討論物質(zhì)組成類型的題目，這就要求學(xué)生要基本理清流程圖的程序，并且要對流程圖中所涉及的化學(xué)反應(yīng)和物質(zhì)轉(zhuǎn)化比較清晰，主要還是考查各物質(zhì)之間是如何轉(zhuǎn)化的，比如通過什么化學(xué)反應(yīng)，除去的是哪些物質(zhì)，剩余的物質(zhì)含有什么。

③2010年和2012年的考題中，均在“除雜“環(huán)節(jié)對學(xué)生進(jìn)行了考查，分別可以從兩方面設(shè)問，一是提供除雜試劑，填寫除去的雜質(zhì)離子；二是知道存在的雜質(zhì)離子，填寫所需的除雜試劑。這一部分主要考查學(xué)生對元素及元素化合物的某些性質(zhì)(如氧化還原性、與哪些離子可生成沉淀等的判斷)。

④2011年和2013年的考題都有對電化學(xué)方面的知識進(jìn)行設(shè)問，但是可以說都是容易題，要求學(xué)生能夠準(zhǔn)確判斷出陰極陽極，能夠準(zhǔn)確書寫相應(yīng)電極的反應(yīng)式。

⑤簡單的文字題也是考點之一，例如2010年考查的粉碎的目的和2013年的溶液制備固體的簡單操作。在這一方面，出題者一般會從如何提高反應(yīng)速率、使平衡移動的某些途徑、運用水解的原理作簡要的文字說明或者一些簡單的實驗操作步驟的填寫等方面進(jìn)行設(shè)問，要求學(xué)生在這一塊不僅要積累上述這些基礎(chǔ)知識，而且還要注意語言的表達(dá)要準(zhǔn)確規(guī)范。

⑥化學(xué)平衡在整個高中階段是很重要的知識點，而在工藝流程題中也是?？键c，主要考查簡單的平衡原理的文字說明和化學(xué)平衡常數(shù)的計算。

⑦“綠色化學(xué)”是目前熱門的話題，在考題中自然也貫徹著這一理念，因此出題者會讓考生根據(jù)流程圖判斷哪些物質(zhì)是可回收利用的(2010年考題)，另一方面，雖然這四年考題中沒有出現(xiàn)對化學(xué)工藝污染物的處理(如有害氣體的處理等)，但是這是值得考生關(guān)注的一點，學(xué)生平時要注意這一方面的積累。

⑧2012年的考題中出現(xiàn)了要求考生讀圖像、總結(jié)規(guī)律的題型，我認(rèn)為這類題也會是以后的常見題型，考查學(xué)生對圖像的理解和歸納能力。常見的圖像可能有溶解性圖、化學(xué)平衡圖等。

3.1 除雜提純類解題思路

對于除雜提純類的流程題，首先要知道要得到的主要物質(zhì)是什么，混有哪些雜質(zhì)；然后分析流程圖中加入某一試劑后，與什么物質(zhì)發(fā)生了什么反應(yīng)，生成了哪些產(chǎn)物，剩余的物質(zhì)是什么；最后思考要用什么操作才能把雜質(zhì)除去。根據(jù)以上思路先分析流程圖，提取到有效信息后進(jìn)行作答。

3.2 物質(zhì)制備類解題思路

對于物質(zhì)制備類的流程題，首先確定制備的物質(zhì)是什么，從題干或問題中了解到該產(chǎn)品的性質(zhì)(具有某些特殊性質(zhì)的產(chǎn)物，在后續(xù)步驟中需要采取哪些手段避免雜質(zhì)的產(chǎn)生；例如產(chǎn)物是受熱易分解的，那么可能需要低溫烘干、減壓烘干/蒸發(fā)等)；分析流程中的每一個步驟，了解反應(yīng)物是什么、反應(yīng)方程式是什么、反應(yīng)有什么結(jié)果、對產(chǎn)物會造成什么影響等；閱讀問題，提取有效信息答題。

3.3 小結(jié)

廣東省理綜化學(xué)卷的工藝流程題的考點幾乎是以上述幾個知識點為主，因此當(dāng)考生在抱怨對于化工流程題的準(zhǔn)備無從著手時，不妨先在題海中停下來，先了解出題者的基本出題規(guī)律，清楚試題的基本考點，然后就可以對每個考點著手備考，再在做題時不斷總結(jié)經(jīng)驗，積累常見考點，規(guī)范基本的文字表達(dá)，減少失誤失分。另一方面，考生要在平常的練習(xí)中養(yǎng)成正確的做題習(xí)慣和思路，在答題時，不要力求把流程圖中的每一個細(xì)節(jié)都弄清楚，要抓住主要的考查方向，理清每個環(huán)節(jié)的目的和結(jié)果，結(jié)合題目的有效信息和自身的知識與技能，進(jìn)行針對性作答即可。

[1]廣東省考試中心編.2010—2013年普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試(廣東卷).

[2]劉全明.化學(xué)工藝流程題的結(jié)構(gòu)、特點、分類與解法，2012年，第3期.

[3]左香華,崔雪芹. 廣東省高考工藝流程題的特點與解題策略,2012年,第6期.