工業(yè)流程題處理策略

薛劍

以工業(yè)流程為載體的綜合題是目前熱門的試題類型，要求學(xué)生在新情境下能夠快速獲取信息，吸收、整合信息，并運用信息結(jié)合所學(xué)知識解決實際問題。這類問題如何處理呢？筆者認(rèn)為應(yīng)該選擇經(jīng)典的例題為抓手，然后將問題的解答進(jìn)行拆解，對學(xué)生的錯誤進(jìn)行統(tǒng)計，找到錯誤的病結(jié)，以此為突破口幫助學(xué)生順利找到問題解決的方法，有效提升學(xué)生的解題能力。

一、精選例題

例題碳酸鋰廣泛應(yīng)用于陶瓷和醫(yī)藥等領(lǐng)域。以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：

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34.2 g、12.7 g和1.3 g。

（1）步驟Ⅰ前，β-鋰輝石要粉碎成細(xì)顆粒的目的是。

（2）步驟Ⅰ中，酸浸后得到的酸性溶液中含有Li+、SO2-4，另含有Al3+、Fe3+、Fe2+、Mg2+、Ca2+、Na+等雜質(zhì)，需在攪拌下加入（填“石灰石”、“氯化鈣”或“稀硫酸”）以調(diào)節(jié)溶液的pH到6.0～6.5，沉淀部分雜質(zhì)離子，然后分離得到浸出液。

（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。

二、學(xué)生解題情況統(tǒng)計與講評策略

一個具體的工業(yè)流程題往往與具體的知識和方法相對應(yīng)，統(tǒng)計學(xué)生的解題實際，并及時針對學(xué)生的質(zhì)疑、錯誤予以評價是進(jìn)行習(xí)題講評的重要環(huán)節(jié)。

筆者就上面例題學(xué)生的完成情況進(jìn)行了統(tǒng)計：

1.第一小問的答題分析

以β-鋰輝石為原材料制備Li2CO3，在第一步浸取之前，為什么必須先將β-鋰輝石粉碎成細(xì)顆粒狀呢？這個問題的答案不難，但是如果學(xué)生沒有將這一個操作與后一步操作有效連貫，不能看到該操作對浸取鋰的作用，往往容易導(dǎo)致答題的不完整，十二、根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)來確定化學(xué)式

例13黑色粉末A在空氣中燃燒可生成X和Y兩種氣體，X氣體與黑色粉末A反應(yīng)又可生成Y，Y燃燒又生成X，則用化學(xué)式表示A ；X；Y。

解析A黑色粉末可燃燒生成兩種氣體X和Y，則A為碳，X、Y是CO2、CO，X氣體能與A反應(yīng)生成Y，Y能燃燒生成X，說明X為CO2，Y為CO，所以用化學(xué)式表示分別為：A：C，X：CO2，Y：CO。

十三、根據(jù)化學(xué)方程式計算來確定化學(xué)式

例14將14.4 g某金屬氧化物和CO在高溫條件下充分反應(yīng)，可得到8.8 g CO2，這種氧化物是（）。

A.ZnO B.FeO C.CuO D.HgO

解析題給所有選項的化學(xué)式，金屬原子個數(shù)均為1，設(shè)所求氧化物的化學(xué)式RO，相對分子質(zhì)量為x，則

RO+CO高溫R+CO2

x44

14.4 g8.8 g

x∶44=14.4∶8.8 g

解之：x=72

所以R相對原子質(zhì)量為72-16=56，則答案選B。 （收稿日期：2015-12-20）筆者將學(xué)生的錯誤進(jìn)行了統(tǒng)計如表1所示。

表1

編號答案評價1使反應(yīng)速率更快2反應(yīng)更加充分沒有從操作的連貫性角度進(jìn)行回答，導(dǎo)致了答案不完整。正確的答案是：增大固液接觸面積，加快浸出反應(yīng)速率，提高浸出率。

講評時，要求學(xué)生圍繞：“影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素有哪些？”這個問題進(jìn)行思考。

（1）內(nèi)因——反應(yīng)物的性質(zhì)；

（2）外因——濃度、溫度、接觸面積等因素。

那么，本題的操作呢？“固體粉碎”帶來什么結(jié)果？粉碎的過程，顆粒變細(xì)的過程是其表面積增大的過程，有效增大了固液接觸的表面積，因此加快了反應(yīng)的速率，使得浸出率更高。經(jīng)過這樣的思考，結(jié)論自然得到。

2.第二小問的答題分析

對于這個小問，部分學(xué)生選擇物質(zhì)錯誤，這是學(xué)生認(rèn)知不到位導(dǎo)致的。但是，有學(xué)生還跑過來和筆者交流，問為什么不是給定三個答案以外的答案？這出乎筆者的意料，對于第二個小問的確是可以有其他選擇的，問了比較多的就是填NaOH是否可以？

其實，學(xué)生能夠想到NaOH，就說明他已經(jīng)知道要把pH調(diào)高，但是答案是限定的三個答案，在肯定學(xué)生思維的同時，要引導(dǎo)學(xué)生想一想題目中給定的三個，有沒有和NaOH相同的作用了，引導(dǎo)學(xué)生將思維轉(zhuǎn)向正確的選擇——石灰石。

講評時，要求學(xué)生注意前后步驟的聯(lián)系和重視審題。（1）前一步用到了硫酸浸取鋰，“此時是酸性溶液”這樣的提示性語言也指出溶液應(yīng)該具有較高的酸度；（2）后面一個步驟是“除雜”，題目中也有提示“需要加入一些物質(zhì)把溶液的pH調(diào)節(jié)到6.0～6.5”。

結(jié)合上面的分析，說明加入的物質(zhì)能夠有效增大溶液的pH。對應(yīng)給定的三個物質(zhì)：氯化鈣是中性的，稀硫酸是酸性的，只有加入石灰石與溶液中的酸反應(yīng)，才能達(dá)到這一目的。

3.第三小問的答題分析

第三小問相對于第二小問具有一定的開放性，從學(xué)生的解答情況看，部分學(xué)生或多寫了或少寫了離子所示。