張乃興
摘 要:以化工生產(chǎn)為背景的化工流程試題,契合實際工業(yè)生產(chǎn)和現(xiàn)代科技新知識,內(nèi)容上呈現(xiàn)實用性與創(chuàng)新性特征。知識點考查的概括性較強,屬于典型學科內(nèi)綜合試題。從考綱視角也突出體現(xiàn)考查考生綜合運用所學知識分析和解決實際問題能力。本文結(jié)合具體教學實踐分析概括解決化工流程試題的策略。
關(guān)鍵詞:化學工藝流程 高考備考 學科內(nèi)綜合 解題策略
在教育部考試中心對2017年高考化學考試大綱修訂內(nèi)容中明確刪去“化學與生活”和“化學與技術(shù)”兩個模塊的背景下,可以預(yù)見高考化學學科考查化學工藝流程題的幾率將進
一步加大。備考中深入研究化學工藝流程試題題型成為必然。
然而在實際教學中發(fā)現(xiàn),很多學生對流程圖試題有一種陌生度,缺乏規(guī)范解決該類問題方法,導(dǎo)致得分率普遍不高。針對此現(xiàn)狀,本人對流程試題先期進行了理論教學整體分析和研究,整理出解決該類試題的三大步驟,實踐證明效果顯著?,F(xiàn)將具體做法闡述如下。
一、明確流程題結(jié)構(gòu)與知識存儲
1.熟悉流程題結(jié)構(gòu)
在化工流程專題訓練時,先指導(dǎo)學生審題(瀏覽全題),歸納出“化工流程圖”試題的大
致結(jié)構(gòu):一般可由題干、流程圖和設(shè)問三部分構(gòu)成。再引導(dǎo)學生細化:題干部分基本是介紹原料及所要獲得的目標產(chǎn)品。流程圖部分則呈現(xiàn)整個化工生產(chǎn)過程,如原料的預(yù)處理,物質(zhì)的分離提純(題目的關(guān)鍵或核心)過程和目標產(chǎn)品生成。設(shè)問部分提出所要解決的問題,涉及概念辨析、原理解析、數(shù)據(jù)處理及歸納等。這樣,學生對整體試題結(jié)構(gòu)有了一定的了解,陌生度降低。深入思考的興趣也就產(chǎn)生了。
為激發(fā)學生研究興趣,將學生分成四個小組,每個小組再逐步深入分析:從原料到產(chǎn)品依次進行了哪類反應(yīng)——知其然,應(yīng)用了什么原理,明確目的——知其所以然,從題中獲取信息,運用化學反應(yīng)原理分析制備產(chǎn)品的最佳條件。同學們討論熱情,基本能概括到試題的每個細節(jié)。而且思維縝密的同學對流程圖以外的后續(xù)設(shè)問中的提示性信息也進行了深入研究(易被考生忽略而造成思維斷路)。
2.知識儲備
在學生熟悉流程題結(jié)構(gòu)之后,引導(dǎo)學生處理解決上述問題需要哪些知識,此時就暴露出不同層次學生掌握(儲備)基礎(chǔ)知識的參差不齊。針對于此,隨即按實驗組分別總結(jié)。同學們的總結(jié)包括:(1)常見知識點類,如常見物質(zhì)的的物理、化學性質(zhì),重要物質(zhì)的特征反應(yīng),不同物質(zhì)間轉(zhuǎn)化關(guān)系,中學教材中涉及的重要工業(yè)生產(chǎn)反應(yīng)等。(2)常見考點類,如原料處理階段的改變反應(yīng)速率方法、溶解手段、控制反應(yīng)條件方法;分離提純階段的調(diào)pH法、試劑除雜手段;獲得產(chǎn)品階段常見考點如洗滌、蒸發(fā)、結(jié)晶方式等,方程式書寫,實驗儀器名稱及使用注意事項,轉(zhuǎn)化率與利用率計算等。上述知識點的歸納總結(jié)經(jīng)各班整理后印發(fā)給學生,使全體學生熟悉了解相關(guān)內(nèi)容,漸次積累。
二、解析流程題內(nèi)涵與知識運用
在初步了解流程試題全貌和儲備知識基礎(chǔ)上,深入解剖試題涉及的背景知識,即將零散的、瑣碎的知識點通過對原理的理解、實際生產(chǎn)的需要分類劃分,形成知識面。這時老師要鼓勵學生回歸教材,回歸化學的原本,挖掘?qū)W生的潛能,實現(xiàn)把握知識的質(zhì)的飛躍。
比如要實現(xiàn)對化工產(chǎn)品的質(zhì)量把握,對應(yīng)則需要實驗基本操作中如溶液的配制、物質(zhì)的分離及定量測定;而產(chǎn)品的產(chǎn)量、實際效率問題經(jīng)常會涉及應(yīng)用化學平衡、沉淀平衡、水解平衡等原理來理性判斷等。在實際教學中突出例題的示范功能,現(xiàn)舉一例拋磚引玉加以說明。
例題:工業(yè)上由黃銅礦(主要成分為CuFeS2)冶煉銅的主要流程如下:
(1)步驟Ⅰ是在反射爐中進行的。把黃銅礦和石英砂混合加熱到1000 ℃左右,黃銅礦與空氣反應(yīng)生成Cu和Fe的低價硫化物,且部分Fe的硫化物轉(zhuǎn)變?yōu)榈蛢r氧化物。該過程中兩個主要反應(yīng)的化學方程式分別是_______________________ 、_______________________。
(2)步驟Ⅱ是在轉(zhuǎn)爐中發(fā)生的。冰銅含Cu量為20%~50%。轉(zhuǎn)爐中,將冰銅加熔劑(石英砂),在1 200 ℃左右吹入空氣進行吹煉。冰銅中的Cu2S被氧化為Cu2O。生成的Cu2O與Cu2S反應(yīng),生成含Cu量約為98.5%的泡銅,該過程發(fā)生反應(yīng)的化學方程式分別是___________ __ _、__________________。
氣體A中的大氣污染物可選用下列試劑中的________(填字母)吸收。
a.濃硫酸 b.稀硝酸 c.NaOH溶液 d.氨水
(3)步驟Ⅲ是由泡銅冶煉粗銅的反應(yīng),化學方程式為_________________________________。
(4)用稀硝酸浸泡熔渣B,取少量所得溶液,滴加KSCN溶液后呈血紅色,說明溶液中存在________(填離子符號),檢驗溶液中還存在Fe2+的方法是_______________(注明試劑、現(xiàn)象)。
解析:明確原料如從冰銅的元素組成上看,其中含有硫元素,焙燒產(chǎn)物泡銅和熔渣中不再含有硫元素入手故可推知A為何物(一定為SO2),這是解題關(guān)鍵。依次按上面的方法研究分析會順次解決相關(guān)問題。本題考查了元素化合物的性質(zhì)、離子檢驗等知識點,引導(dǎo)學生學會運用知識遷移方法解決問題.
三、縱觀流程題始末和知識升華
綜上所述,化工流程題要落實到題目的考點、設(shè)問的方式及題目內(nèi)在邏輯,細思考、多對比、勤總結(jié)。努力做到以下幾點:正確解讀試題信息,理解問題的精髓,這是準確回答試題的前提;善于運用化學學科思想、觀點、方法分析問題,正確搭建實際問題與學科知識內(nèi)在關(guān)系,找到解決問題的途徑、思路;能熟練調(diào)動和運用已學知識并與問題提供的信息整合,這是正確解答試題的關(guān)鍵;能正確運用規(guī)范的化學用語,清晰、嚴密地組織和表述答案,這是成功解答試題的保證?;ち鞒填}體現(xiàn)了起點高、落點低的命題思想。歷經(jīng)三個教學班大約一年時間的實踐探索研究,實驗班學生對該類試題的解答已日臻完善,不再有陌生感,信心增強許多,成績自然喜人。
總之,無論是在平時的基礎(chǔ)教學年段還是在高考總復(fù)習的沖刺階段,我們在掌握化學知識的同時,都應(yīng)該對所學過的化學知識都能形成知識體系,以規(guī)律指導(dǎo)學習,這樣才能體現(xiàn)化學學科思想,更好順應(yīng)高考這種選拔人材的考試。
參考文獻
湯偉 張茹英 化工生產(chǎn)流程中實驗問題的復(fù)習策略研究,新高考,2013(4);37-39