化學(xué)是一門實(shí)用性、創(chuàng)造性的科學(xué)?;诟呖蓟瘜W(xué)考試說明化學(xué)高考試題的發(fā)展趨勢必然是重視與生產(chǎn)、生活的緊密聯(lián)系,其中與化工生產(chǎn)實(shí)際相聯(lián)系的“化學(xué)工藝流程題”已成為近年來全國各地高考的新亮點(diǎn)和主流題型。本文將從“化學(xué)工藝流程題”的特點(diǎn)及考點(diǎn)入手談?wù)劷鉀Q此類題的思路及方法技巧。
化學(xué)工藝流程題是近幾年高考的熱點(diǎn),所占的分值也相當(dāng)重,但由于此類試題陌生度高,對(duì)學(xué)生的能力要求高,加上有的試題文字量大,學(xué)生在沒做之前往往就會(huì)產(chǎn)生畏懼感,所以這類題的得分不是很理想。要解好這一類題,學(xué)生首要是克服畏懼心理,再者是認(rèn)真審題。工藝流程題大體上分題頭、流程圖和問題三部分。題頭一般是簡單介紹該工藝生產(chǎn)的原材料和工藝生產(chǎn)的目的(包括副產(chǎn)品);流程圖部分主要用框圖形式將原料到產(chǎn)品的主要生產(chǎn)工藝流程表示出來;問題部分主要是根據(jù)生產(chǎn)過程中涉及到的化學(xué)知識(shí)設(shè)制成系列問題,構(gòu)成一道完整的化學(xué)試題。因此在解題過程中不妨按以下幾部分進(jìn)行分析:
一、從題干中獲取對(duì)生產(chǎn)產(chǎn)品的有用信息。
通過閱讀題干,了解流程圖以外的文字描述、表格信息、后續(xù)設(shè)問中的提示性信息,進(jìn)而明確生產(chǎn)目的——制備什么物質(zhì),找到制備物質(zhì)時(shí)所需的原料及所含雜質(zhì),提取出所給的相關(guān)信息——物質(zhì)反應(yīng)方程式、物質(zhì)穩(wěn)定性、物質(zhì)溶解性等。
二、分析流程中的每一步驟,認(rèn)真審題。
看清框圖中的箭頭走向,從以幾個(gè)方面弄清流程:A、反應(yīng)物是什么;B、發(fā)生了什么反應(yīng) C、該反應(yīng)造成了什么后果,對(duì)制造產(chǎn)品有什么作用。抓住一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn):一切反應(yīng)或操作都是為獲得產(chǎn)品而服務(wù)。對(duì)比分析生產(chǎn)流程示意圖中的第一種物質(zhì)原材料與最后一種物質(zhì)工藝產(chǎn)品,對(duì)比分析找出原料與產(chǎn)品之間的關(guān)系,弄清工藝流程框圖中原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的過程中依次進(jìn)行了什么化學(xué)反應(yīng)?每一步除目標(biāo)物質(zhì)外還產(chǎn)生了什么雜質(zhì)或副產(chǎn)物?雜質(zhì)是否要除去,采用什么操作方法除去等?
此外,對(duì)反應(yīng)條件的分析還可從以下幾個(gè)方面著手:A、對(duì)反應(yīng)速率有何影響?B、對(duì)平衡轉(zhuǎn)化率有何影響?C、對(duì)綜合生產(chǎn)效益有何影響?如原料成本,原料來源是否廣泛、是否可再生,能源成本,對(duì)設(shè)備的要求,環(huán)境保護(hù)(從綠色化學(xué)方面作答)。
三、看清問題,準(zhǔn)確規(guī)范作答。
這一步很關(guān)鍵,歷年高考評(píng)卷分析都指出學(xué)生的簡述能力比較差,特別是化學(xué)用語的表述存在很大的偏差。所以答題時(shí)要看清所問題,不能答非所問,要注意語言表達(dá)的科學(xué)性,如不能將離子方程式寫成化學(xué)方程式、方程式一定要配平、分清實(shí)驗(yàn)操作名稱還是具體操作步驟。其中常見文字?jǐn)⑹鎏茁酚校?、洗滌沉淀:往漏斗中加入蒸餾水至浸沒沉淀,待水自然流下后,重復(fù)以上操作2-3次。2、從溶液中得到晶體:蒸發(fā)濃縮-冷卻結(jié)晶-過濾-洗滌。3、除雜(注意:在寫某一步驟是為了除雜時(shí),應(yīng)注明“是為了除去什么中的雜質(zhì)”。)例題分析:以黃銅礦(主要成份為CuFeS2,含少量雜質(zhì)SiO2等)為原料,進(jìn)行生物煉銅,同時(shí)得到副產(chǎn)品綠礬(FeSO4·7H2O)。其主要流程如下:
已知:①4CuFeS2+2H2SO4+17O2=4CuSO4+2Fe2(SO4)3+2H2O
②部分陽離子以氫氧化物形式開始沉淀和完全沉淀時(shí)溶液的pH如下表
(1)試劑a ,試劑b是 。
(2)操作X應(yīng)為蒸發(fā)濃縮、 、 。
(3)反應(yīng)Ⅱ中加CuO調(diào)pH為3.7~4的目的是 ;
(4)反應(yīng)Ⅴ的離子方程式為
解析:反應(yīng)Ⅱ中反應(yīng)物為CuSO4和Fe2(SO4)3,加如氧化銅調(diào)節(jié)pH得到氫氧化鐵沉淀和CuSO4溶液,加入鐵粉反應(yīng)得到硫酸亞鐵和銅單質(zhì),過量的鐵和銅用過濾與溶液分開,鐵和銅的混合物可加入稀硫酸將鐵轉(zhuǎn)化為硫酸亞鐵;氫氧化鐵與硫酸反應(yīng)生成硫酸鐵,硫酸鐵與鐵單質(zhì)反應(yīng)生成,硫酸亞鐵.故
(1)試劑a是Fe;試劑b是稀硫酸,故答案為:Fe(或鐵);稀硫酸(或稀H2SO4);
(2)操作X是將硫酸亞鐵溶液得到硫酸亞鐵晶體,應(yīng)為蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶,過濾,故答案為:冷卻結(jié)晶;過濾(洗滌干燥);
(3)加CuO調(diào)pH為3.7~4的目的是使Fe3+形成Fe(OH)3沉淀,防止生成Cu(OH)2沉淀,故答案為:使Fe3+形成Fe(OH)3沉淀,防止生成Cu(OH)2沉淀;
(4)硫酸鐵與鐵單質(zhì)反應(yīng)生成硫酸亞鐵,故答案為:Fe+2Fe3+=3Fe2+.
(作者單位:甘肅省武威第七中學(xué))