淺談高考化工工藝流程題-金屬部分

淺談高考化工工藝流程題-金屬部分

林佳旋衷明華

(韓山師范學院化學系，廣東 潮州 521041)

摘要：工藝流程試題是各地高考中經常出現的題型，特別是廣東卷，工藝流程題已經成為了必考題目之一。由于近年來高中化學新課程的改革越來越注重教材內容與日常生活和工農業(yè)生產的緊密聯系。因此此類題型成為了高考的一個熱點，同時也是一個難點，了解此類題型的解題思路和掌握解題技巧有助于在高考中提高學生的得分率。

關鍵詞：工藝流程題廣東高考解題策略金屬部分

一、廣東歷年高考工藝流程題金屬部分考點分析

表　2010年到2014年廣東高考工藝流程圖有關金屬的考察

從以上表格可以得出，工藝流程圖金屬部分一般為16分，所占分值比較大，除了2010外，從2011年到2014年均為8個空格，平均每個空格占兩分。涉及到的金屬離子有Fe2+，Al3+、Fe3+、Mg2+、Ag+、Cu2+、Ca2+、K+、Na+。

通過歷年的廣東卷及以上表總結出廣東卷工藝流程題金屬部分的常見考點有以下幾點：

a、混合物的除雜(酸化、沉淀、氧化等)；

b、常見離子的檢驗(Fe3+、Fe2+、Cl-、CO32-、SO42-等)；

c、溶液中獲得晶體：蒸發(fā)濃縮-冷卻結晶-過濾-(洗滌)；

d、溶液pH的調節(jié)(pH測定)；

e、物料循環(huán)(綠色化學)；

f、定量計算或分析(轉化率、產量、純度等)

g、現象的解釋(實驗步驟的目的、原因、現象和實驗步驟的描述)。

二、工藝流程題金屬部分出題思想

隨著教學改革的進行，現如今高中化學教學更多的是強調將化學知識應用于生產、生活實踐的意識。因此高考的出題多是源于生產實際，以解決化學實際問題思路進行設問，使問題更加的貼近生活。高考中該題型考察的知識點多，涉及到化學基礎知識的方方面面且試題新穎，題目一般較長，信息量大，信息點多，考察的是閱讀能力、資料的收集處理能力和思維能力。

(一)高考中工藝流程題金屬部分出題思想主要有以下幾個方面：

(1)將原料轉化為產品；

(2)除去雜質并分離提純產品；

(3)提高產量和產率；

(4)“綠色化學”，減少污染；

(5)原料來源豐富，生產低成本；

(6)生產設備簡單，生產工藝簡便可行。

(二)工藝流程圖題型依據實驗目的主要分為兩類：

A、從混合物中分離、提純某一物質；

B、利用某些物質制備另一物質。

三、解答工藝流程題

(一)解題步驟

(1)讀題：工藝流程圖的信息量一般都比較多，第一步是將題目從頭到尾粗讀一遍，初步了解這道題的大意。

(2)分析推斷：理清關系。可以從以下方面幾方面入手：

a、弄清楚原料是什么，最終要得到什么產品。中間必須出去什么元素？需要引進什么離子？

b、弄清楚每個步驟與目的：一般只考慮與后面提問有關的步驟，其它不必清楚。

c、信息與遷移：題目所給的信息一般都用，而且一定會用到，題目不會隨便給無用的信息。有時候還需要對信息進行分解，重組和遷移到題目中去。

(3)認真作答：一些化學反應現象的解釋往往要求用規(guī)范的化學用語。比如如何洗滌沉淀，如何判斷沉淀是否洗凈等。有些問題看似簡單，但個別地方往往有悖所學知識，這時就要考慮產物、環(huán)保、成本、產量和題目所給的限制條件。

(4)細心檢查：回答完后一定要認真檢查所寫的化學方程式、離子方程式、化學式是否正確，有沒有答非所問，是否與實驗原理相結合。

(二)解題策略

a、知道原料和產物分別是什么后，要對比分析原料和產物之間的關系。如最終要引進哪種元素或是除去哪種元素。

b、先從簡單的步驟入手。有些步驟看不懂可以從后面或前面的步驟來推測。

c、如果考察的知識點課本上沒有那么就要仔細看題目所給的信息，高考是不會考考綱里沒有的知識點，要考也會給你信息，讓你根據所給的信息結合所學的知識來解答。

例：(2013年廣東卷)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品的工藝如下：

圖　工藝流程

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

(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的離子方程式為：____。

(3)完成煅燒過程中一個反應的化學方程式：____。

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

(5)CuSO2溶液也可用于制備膽礬，其基本操作時____、過濾、洗滌和干燥。

解析：按基本步驟分析。

1.讀題：粗讀題目，知此題是以銀銅合金廢料回收銀并制取偏鋁酸銅。

2.分析推斷：對比原料和產品可知，該生產的主要工序是：一是回收銀；二是將原料中的銅離子轉化成偏鋁酸銅。再進一步分析，通過電解粗銀來回收銀；通過引入鋁離子和一系列的化學反應來制備偏鋁酸銅。

3.認真回答：弄清反應原理后，經過計算、分析、推斷后即可 逐問回答。

4、答完后認真檢查離子方程式和核算計算結果。

答案：(1)電解精煉時，陰極上Ag+得電子生成金屬銀，電極反應式為Ag++e-=Ag；氣體迅速變紅是因為生成的NO氣體被空氣氧化為NO2，2NO+O2=2NO2。

(2)Al2(SO4)3和CuSO4溶液中加入NaOH溶液后得到的固體為Al(OH)3和Cu(OH)2的混合物，但是煮沸后，氫氧化銅在80℃即分解，故應該為氫氧化鋁和氧化銅的混合物；在該過程中加入的NaOH過量后會使生成的Al(OH)3溶解，反應的離子方程式為Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O。

(3)在該未完成的方程式中，產生的氣體只能是氧氣，故配平后的方程式為：

4CuO+2Al2O3=4CuAlO2+O2↑。

(4)根據銅守恒可知

因為n(Al)=n(Cu)=n(CuAlO2)=50mol，故需要溶液的體積為25L。

(5)從硫酸銅溶液中得到晶體的過程為，蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥。

四、總結

化學工藝流程圖題是將元素化合物知識和化學實驗基礎知識以真實的工業(yè)流程為載體來進行綜合考查，取代了傳統(tǒng)的無機框圖題。解答流程圖題時要勤于思考，養(yǎng)成多問自己“什么”的習慣，如：從原料到產品依次進行了什么反應，利用了什么原理，每一步操作進行到什么程度最佳，每一步除目標物質外還產生了什么雜質或副產物，雜質或副產物用什么方法除去，等等。除此之外，最重要的還是要務實基礎知識，重視知識的應用和方法的指導；回歸基礎通過抓教材、抓題型、抓弱點，抓主干、巧整合，培養(yǎng)自己統(tǒng)攝化學知識的能力；善于歸納、梳理，構建完整的知識體系，加強規(guī)范化訓練和解題過程性教學，“習慣決定命運，細節(jié)決定成敗”；除了課本的知識以后，還要多關注一些新興的化學工藝。