王民會
工藝流程題利用陌生度高、信息量大、綜合性強這“三板斧”將考生的分數(shù)拉開,是區(qū)分度較高的試題。現(xiàn)從工藝流程題的命題特點和工藝流程題的解題技巧兩個方面進行探討,以期幫助考生走出困境。
一、工藝流程題命題的“三板斧”
第一板斧:陌生度高——“嚇退”考生
1.題干陌生:在高考有限的時間內,考生都不愿意進入一個陌生的環(huán)境,而陌生物質的制備或探究,讓考生從心理上產(chǎn)生畏懼感,導致思維受阻。
2.圖框陌生:酸浸、反萃取等等,專業(yè)術語一大堆,看不懂,想不明白,讓人望而生畏。總之,陌生的物質制備,陌生的工藝流程,體現(xiàn)考查的公平性,考查考生化學基本功和心理素質。
第二板斧:信息量大——“煩死”考生
1.文字多:題干和問題設置一般500字左右,圖框的篇幅約占200字~300字。
2.步驟多:工藝流程題中流程圖一般5步~8步;專業(yè)術語多,或明或暗陷阱多,考生讀不懂,無法一步一步按部就班進行推導。
3.知識超綱,信息多:學生讀不懂,必須借助文字、圖表信息等,考查學生的信息提取能力。
信息量大,導致考生在高考這個時間緊,任務重的特殊環(huán)境中,無法精心讀題和吸收信息,望而生畏,草草撤兵,導致得分不高。
第三板斧:綜合性強——難住考生
分離提純、化學原理、實驗設計、基本操作和元素化合物知識融合為一體,能力要求高,考查考生的分析推斷和綜合運用知識的能力。通過計算、實驗條件的控制和陌生方程式的書寫拉開考生的分數(shù)。
二、破解工藝流程題的四步曲
第一步:明白從哪里來,到哪里去
1.試題背景陌生,但是題干中目的表述很明確,所以快速瀏覽題干,知道流程目的,明白從哪里來,到哪里去即可,不必關注過程。
2.從紛繁復雜的試題中抽象概括,可以看到工藝流程題的結構特點(如圖1所示)。審題思路是主線主產(chǎn)品,分支副產(chǎn)品,回頭為循環(huán)。
圖1高考試題都是“紙老虎”,“高考要求較高的信度、效度,必要的區(qū)分度和適當?shù)碾y度”,所以高考試題是戴著“鐐銬”命題,既要體現(xiàn)選拔性,又要達到一定的優(yōu)秀率和及格率,導致很多設問是孤立的,一些設問是送分的,一個問題解決不了不影響下一個問題的解決;6個設問中必須用到流程圖的一般不超過3個,其他設問一般可以直接作答。
第二步:“難得糊涂”
文字多、信息多、專業(yè)術語多,步驟多,面對“圖框”中的這個具體過程要“難得糊涂”,命題人不想讓你在短短幾分鐘內將圖框讀的明明白白,你就不必非讀明白不可,不必一步步推導出來。注意:萬不可在這個“圖框”的城池下,屯兵太久,耗費大量精力,尤其有些框圖,只有流程,在每一個階段并沒有物質出現(xiàn)時,可以繞過圖框,直奔問題。帶著問題,研究圖框局部。
第三步:山重水復疑無路,柳暗花明又一村
帶著問題,直接研究圖框局部,有些問題感覺有多種可能或無從下手時,一定要關注信息。因為圖框復雜,多處超綱,超綱之處如果考你,必有提示,此時關注信息最合適,有“山重水復疑無路,柳暗花明又一村”的感覺。如果開始就關注信息,自己讀不懂,還浪費時間。
第四步:借問酒家何處有,牧童遙指杏花村
物質的分離提純是一步一步進行的,面對多種離子,當你無法判斷哪一種離子進入溶液,哪一種留在濾渣中時,可以借助“借問酒家何處有,牧童遙指杏花村”,瞻前顧后的首尾分析法可解決這個問題。
例1(2015年新課標Ⅰ)硼及其化合物在工業(yè)上有許多用途。以鐵硼礦(主要成分為Mg2B2O5·H2O和Fe3O4,還有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)為原料制備硼酸(H3BO3)的工藝流程如圖2所示回答問題。(1)寫出Mg2B2O5·H2O與硫酸反應的化學方程式。為提高浸出速率,除適當增加硫酸濃度外,還可采取的措施有(寫出兩條)。(2)利用的磁性,可將其從“浸渣”中分離?!敖敝羞€剩余的物質是(化學式)。(3)“凈化除雜”需先加H2O2溶液,作用是。然后再調節(jié)溶液的pH約為5,目的是。(4)“粗硼酸”中的主要雜質是(填名稱)。(5)以硼酸為原料可制得硼氫化鈉(NaBH4),它是有機合成中的重要還原劑,其電子式為。(6)單質硼可用于生成具有優(yōu)良抗沖擊性能硼鋼。以硼酸和金屬鎂為原料可制備單質硼,用化學方程式表示制備過程。
圖2答案:(1)Mg2B2O5·H2O+2H2SO42H3BO3+2MgSO4。升高溫度;將礦石粉碎,增大礦石的接觸面積。(2)Fe3O4,CaSO4和SiO2。(3)將Fe2+氧化為Fe3+;使Al3+和Fe3+完全沉淀。(4)(七水)硫酸鎂。(5)Na+HH∶B····∶HH-。(6) 2H3BO3△B2O3+3H2OB2O3+3Mg△2B+3MgO
解析第(1)問:根據(jù)題干由Mg2B2O5·H2O制取硼酸,通過分析反應物和生成物中各元素的化合價沒有發(fā)生變化,一般情況下發(fā)生復分解反應,且得到硼酸的操作為過濾,可知硼酸難溶于水,可得方程式為:
Mg2B2O5·H2O+2H2SO42H3BO3+2MgSO4
提高浸出速率,可從加快反應速率角度作答:升高溫度、增大濃度、增大接觸面積等。部分考生答:增大壓強或加入催化劑。這時注意:將物質放入到硫酸溶解,一般不需要增大壓強和加入催化劑。第(5)問:NaBH4的電子式:Na只有+1價,從信息“它是有機合成中的重要還原劑”分析H為-1價,B為+3價,含有鈉離子為離子化合物,可得電子式Na+HH∶B····∶HH-。第(6)問:以硼酸類比H3AlO3(即Al(OH)3)受熱易分解的特點和鋁熱反應可得方程式。第(2)問:關注題干信息,學過Fe3O4為磁性氧化鐵;SiO2 與硫酸不反應,為濾渣,考生易漏掉CaSO4,題干信息中有CaO,用硫酸酸浸,生成微溶物CaSO4。第(3)問:在圖框中與H2O2溶液反應的只有Fe2+,所以其作用是Fe2+氧化為Fe3+。第(4)問:得到“粗硼酸”時,過濾,有鎂鹽的母液濾出,可判斷是鎂鹽,再根據(jù)前面用硫酸酸浸來判斷是硫酸鎂。
例2(2015年天津)廢舊印刷電路板是一種電子廢棄物,其中銅的含量達到礦石中的幾十倍。濕法技術是將粉碎的印刷電路板經(jīng)溶解、萃取、電解等操作得到純銅等產(chǎn)品。某化學小組模擬該方法回收銅和制取膽礬,流程簡圖如圖3。
圖3回答下列問題:圖4(1)反應Ⅰ是將Cu轉化為Cu(NH3)2+4,反應中H2O2 的作用是 。寫出操作①的名稱: 。(2)反應Ⅱ是銅氨溶液中的Cu(NH3)2+4與有機物RH反應,寫出該反應的離子方程式:。操作②用到的主要儀器名稱為,其目的是(填序號)。
a.富集銅元素;b.使銅元素與水溶液中的物質分離;c.增加Cu2+在水中的溶解度。
(3)反應Ⅲ是有機溶液中的CuR2與稀硫酸反應生成CuSO4和 。若操作③使用圖4裝置,圖中存在的錯誤是 。
(4)操作④以石墨作電極電解CuSO4 溶液。陰極析出銅,陽極產(chǎn)物是 。操作⑤由硫酸銅
溶液制膽礬的主要步驟是 。
(5)流程中有三次實現(xiàn)了試劑的循環(huán)使用,已用虛線標出兩處,第三處的試劑是 。循環(huán)使用的NH4Cl在反應Ⅰ中的主要作用是。
答案:(1)作氧化劑過濾(2)Cu(NH3)2+4+2RH2NH+4+2NH3+CuR2 分液漏斗 a b(3)RH 分液漏斗尖端未緊靠燒杯內壁 液體過多(4)O2 H2SO4 加熱濃縮 冷卻結晶 過濾(5)H2SO4 防止由于溶液中的c(OH-)過高,生成Cu(OH)2沉淀
解析第(1)問:反應Ⅰ是將Cu轉化為Cu(NH3)2+4,Cu被氧化,需要氧化劑,而NH3 、NH4Cl和H2O2比較,H2O2做氧化劑合適。操作①是把濾渣和液體分離,所以操作為過濾。第(2)問:是一個陌生的離子方程式,在圖框中根據(jù)箭頭的方向尋找反應物(Cu(NH3)2+4與有機物RH)和生成物(NH4Cl、NH3、有機層CuR2),此五種物質中只有NH4Cl可以拆開且反應物中無Cl-,書寫可得方程式。操作②是把水層和有機層分離,所以為分液操作,主要儀器為分液漏斗;銅元素富集在有機層,所以該操作的目的是富集銅元素,使銅元素與水溶液中的物質分離。而不影響Cu2+在水中的溶解度。第(3)問:根據(jù)圖框中箭頭提示,反應物是CuR2與稀硫酸,反應生成物是CuSO4和RH; 第(5)問:循環(huán)使用的物質必然是在圖框中加入的物質,而在此圖框中只加入了三次物質,第一次是:NH3、NH4Cl和H2O2,第二次是: RH和有機溶劑,第三次是:稀硫酸。前兩次的物質均已循環(huán)利用,第三處的試劑只能是稀硫酸。
(收稿日期:2016-01-15)