王文林

(江蘇省蘇州市相城區(qū)渭塘第二中學(xué) 215131)

一、近三年江蘇各大市化學(xué)中考工藝流程題情況的考察

1.工藝流程題出現(xiàn)的區(qū)域及次數(shù)粗略統(tǒng)計(jì)(如圖1所示)

圖1

2.近三年九個(gè)大市工藝流程題分值的粗略統(tǒng)計(jì)(如圖2所示)

圖2

3.工藝流程題命題趨勢(shì)分析

盡管工藝流程題是高考化學(xué)的常見題型，但它作為義務(wù)教育的中考題型出現(xiàn)時(shí)間則不長(zhǎng).從圖1中可以發(fā)現(xiàn)：近三年，江蘇十三大市中大多數(shù)市陸續(xù)出現(xiàn)了工藝流程題型，其中常州、南通、蘇州、無錫、揚(yáng)州五個(gè)大市連續(xù)三年把它作為常規(guī)題型來考查.從圖2發(fā)現(xiàn)：大多市工業(yè)流程題的分值占比約7%左右，工藝流程題有越來越受重視與青睞的趨勢(shì).因此，在初中化學(xué)教學(xué)過程中要加強(qiáng)對(duì)該類題型的教學(xué)研究.

二、化學(xué)工藝流程題的基本結(jié)構(gòu)與模型

一般認(rèn)為：化學(xué)工藝流程題，就是將化工生產(chǎn)過程或化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的主要流程用框圖形式表示出來，并針對(duì)流程中有關(guān)的化學(xué)知識(shí)設(shè)置問題，形成與化工生產(chǎn)或化學(xué)實(shí)驗(yàn)緊密聯(lián)系的化學(xué)工藝流程試題.典型的工藝流程題結(jié)構(gòu)清晰，可分三部分即題頭、題干和題尾.題頭一般是簡(jiǎn)單介紹該工藝生產(chǎn)的原材料和工藝生產(chǎn)的目的(包括附產(chǎn)品)；題干則用框圖形式將原料到產(chǎn)品的主要生產(chǎn)流程表示出來，或把化學(xué)實(shí)驗(yàn)中物質(zhì)的制備和分離提純的流程表示出來；題尾主要是根據(jù)生產(chǎn)過程或化學(xué)實(shí)驗(yàn)中涉及到的化學(xué)知識(shí)設(shè)制成系列問題.化學(xué)工藝流程題的基本結(jié)構(gòu)與模型如圖3所示.

圖3

三、初中化學(xué)工藝流程題的教學(xué)價(jià)值導(dǎo)向

1.源于教材、情境真實(shí)

化學(xué)工藝流程題的命題背景源于教材中的學(xué)生熟悉的元素化合物知識(shí)與經(jīng)驗(yàn).例如：海水制鹽、純堿工業(yè)、粗鹽的提純等這類試題源于生產(chǎn)實(shí)際，以解決生產(chǎn)中與化學(xué)相關(guān)的實(shí)際問題進(jìn)行設(shè)置，問題情境真實(shí)，激發(fā)了學(xué)生的探索興趣.同時(shí)引導(dǎo)化學(xué)課堂要更加注重理論聯(lián)系實(shí)際，學(xué)以致用，研究真化學(xué)、真問題的新課程要求.

2.內(nèi)容豐富，綜合性強(qiáng)

化學(xué)工藝流程題所含內(nèi)容豐富：涉及初中階段所學(xué)的元素及其化合物性質(zhì)、實(shí)驗(yàn)基本操作、化學(xué)用語、質(zhì)量守恒定律、化學(xué)基本反應(yīng)類型等知識(shí)，能考查學(xué)生化學(xué)雙基知識(shí)的掌握情況和應(yīng)用雙基知識(shí)解決化工生產(chǎn)中有關(guān)問題的綜合分析能力.例如污水處理、礦物及廢渣的綜合利用等.

3.關(guān)注素養(yǎng)，彰顯理念

化學(xué)工藝流程題關(guān)注生活、生產(chǎn)，使學(xué)生在解決問題的同時(shí)真切感受化學(xué)的實(shí)用價(jià)值，體驗(yàn)化學(xué)即生活的理念；同時(shí)，化學(xué)工藝流程題倡導(dǎo)資源的合理利用，倡導(dǎo)綠色化學(xué)工藝，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生保護(hù)生態(tài)環(huán)境、治理污染、節(jié)約利用資源、能源、物質(zhì)循環(huán)使用的綠色發(fā)展理念是一個(gè)極好的教育素材；另外，作為一種工藝流程則提倡生產(chǎn)效率、體現(xiàn)了設(shè)計(jì)的科學(xué)性、開放性，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，同時(shí)體驗(yàn)化學(xué)工藝之美，當(dāng)然，這對(duì)于初中生來講有一定難度.

四、初中化學(xué)工藝流程題的教學(xué)策略

1.整體閱讀，明確類型

初中流程題大致可分為二類：一種是以“從混合物中分離、提純某一物質(zhì)”為目的；另一種是以“利用某些物質(zhì)制備另一物質(zhì)”為目的題目類型.通過閱讀，明確題型，把握思考的方向.

2.標(biāo)注信息，梳理脈絡(luò)

在審題時(shí)首先要把原料及目標(biāo)產(chǎn)品劃出或圈出來，這是關(guān)鍵信息，只有在明確目的前提下，再探索工藝流程圖中的物質(zhì)流動(dòng)、轉(zhuǎn)化路徑.在分析過程中涉及的物質(zhì)(包括原有主要物質(zhì)及雜質(zhì)、加入的物質(zhì)、過量的物質(zhì)、產(chǎn)生的物質(zhì)等)及操作方法都要標(biāo)注在流程圖中，同時(shí)將除去的物質(zhì)劃去，這樣整個(gè)流程題的脈絡(luò)就一目了然.

3.閱讀問題，攝取問題信息

使用規(guī)范化學(xué)用語針對(duì)性答題，要充分利用問題中提供的補(bǔ)充信息，完善流程圖物質(zhì)流.同時(shí)要注意相關(guān)節(jié)能、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)成本等實(shí)際生產(chǎn)要求.如果生產(chǎn)過程中的物質(zhì)能與空氣中的成分發(fā)生作用的話，則要考慮在制備過程中將影響的物質(zhì)如CO2、H2O等水除去，還要注意防止它們進(jìn)入裝置中；在生產(chǎn)的過程中出現(xiàn)一些像NaHCO3、H2O2、KMnO4、Ca(HCO3)2等受熱易分解的物質(zhì)或者產(chǎn)物，則要注意對(duì)反應(yīng)條件(如溫度)的控制.

4.具體案例考點(diǎn)簡(jiǎn)要分析

例1 (2017·蘇州市中考)某工廠產(chǎn)生的燒渣(主要含F(xiàn)eO、Fe2O3，還有一定量的SiO2)可用于制備七水合硫酸亞鐵晶體(FeSO4·7H2O)，其工藝流程如圖4所示.

圖4

查閱資料：

SiO2不溶于水，也不與稀硫酸反應(yīng).

(2)為提高“浸取”步驟的反應(yīng)速率，可采取的具體措施有____(寫2條，不考慮“攪拌”和“使用催化劑”).

(3)“還原”步驟的目的是將Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe2+，試劑X可用SO2或Fe.

①若試劑X是SO2，轉(zhuǎn)化原理為：

則Y的化學(xué)式是 .

②若試劑X是Fe，轉(zhuǎn)化原理為

測(cè)得“還原”后溶液的pH明顯增大，其原因是 .

分析(1)考查元素化合物知識(shí)：根據(jù)金屬氧化物與酸反應(yīng)生成鹽Fe2(SO4)3和水.

(2)一方面考查對(duì)廢料的處理：如對(duì)樣品研磨(或粉碎)、煅燒、酸浸等；另一方面考查與反應(yīng)相關(guān)條件的選擇與控制：加快反應(yīng)速率的措施(溫度、濃度或催化劑對(duì)速率的影響).本題具體措施可選粉碎、提高溫度、提高硫酸濃度等.

(3)①根據(jù)質(zhì)量守恒定律推斷化學(xué)式.

②根據(jù)流程中物質(zhì)轉(zhuǎn)化及流動(dòng)分析：過濾后的濾液中的溶質(zhì)有：加入的Fe2(SO4)3、FeSO4及過量的H2SO4,加入的Fe與酸性物質(zhì)反應(yīng)，使反應(yīng)后溶液的酸性明顯變?nèi)?，pH明顯增大.其中Fe既除去了雜質(zhì)又調(diào)節(jié)了溶液的pH.

點(diǎn)評(píng)這是一道典型的利用廢渣冶煉金屬的流程題，既考查了化合物的性質(zhì)和轉(zhuǎn)化知識(shí)又考查了反應(yīng)相關(guān)條件的選擇與控制；既考查了實(shí)驗(yàn)操作又體現(xiàn)了重要的質(zhì)量守恒定律，內(nèi)容豐富，能力綜合.

例2 (2015年無錫市中考)工業(yè)上以高純度的二氧化錳為原料制備高錳酸鉀的主要流程如圖5所示.

已知相關(guān)物質(zhì)的溶解度(20℃)見表1：

表1

(1)KMnO4中錳元素的化合價(jià)為 ．

(2)操作Ⅰ的名稱是 ,“干燥”過程中溫度不宜過高的原因是 (用化學(xué)方程式表示).

(3)“通CO2酸化”，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

若用稀H2SO4酸化，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

2KMnO4+MnO2↓+2K2SO4+2H2O

工業(yè)上不采用稀H2SO4酸化的原因是 .

(4)電解法也可以實(shí)現(xiàn)由向K2MnO4向KMnO4的轉(zhuǎn)化，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

與“通CO2酸化”相比，其優(yōu)點(diǎn)是 .

分析(1)根據(jù)在化合物中正負(fù)化合價(jià)代數(shù)和為零來解答.

(2)根據(jù)分離混合物的方法以及高錳酸鉀受熱易分解來分析；

(3)根據(jù)物質(zhì)的溶解度來分析：

由溶解度表可知，在相同條件下，碳酸鉀的溶解度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于高錳酸鉀的溶解度，所以可采用濃縮結(jié)晶的方法加以分離；而相同條件下，硫酸鉀和高錳酸鉀的溶解度都比較小，無法采用濃縮結(jié)晶的方法加以分離.

(4)根據(jù)反應(yīng)的產(chǎn)物來分析：

電解法的產(chǎn)物之一是氫氧化鉀，生成的氫氧化鉀可以循環(huán)使用.

本題考點(diǎn)：物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化和制備；過濾的原理、方法及其應(yīng)用；有關(guān)元素化合價(jià)的計(jì)算；物質(zhì)的循環(huán)使用.

點(diǎn)評(píng)本題是利用常見物質(zhì)制備另一種物質(zhì)的工藝流程題，考查學(xué)生對(duì)工藝流程的理解、閱讀獲取信息能力、工藝條件的控制等，利用溶解度知識(shí)，對(duì)于工藝方案的選擇與判斷有一定難度，是對(duì)所學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用與能力的考查，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)與綜合運(yùn)用知識(shí)、信息進(jìn)行解決問題的能力.

五、初中工藝流程題教學(xué)的幾點(diǎn)建議

1.初中工藝流程題教學(xué)一般在中考專題復(fù)習(xí)時(shí)進(jìn)行.

2.初中工藝流程題教學(xué)不能隨意拔高難度.

3.要善于從初中教材中挖掘素材.

目前，初中階段常規(guī)工藝流程題從原料(資源)角度看，大致可以歸納成幾種：以水為原料的工藝流程題(如海水制鹽、氯堿工業(yè)、粗鹽的提純、海水提鎂、自來水的凈化等)；以石灰石及金屬礦石等為原料的轉(zhuǎn)化工藝流程題(如碳酸鈣的制備、金屬的冶煉等)；

以工業(yè)廢水、固體廢渣等為原料的回收利用工藝流程題(污水處理、廢渣的綜合利用等)；利用某些化工原料制備另一物質(zhì)的工藝流程題(涉及新材料等內(nèi)容).

總之，在平時(shí)化學(xué)課堂教學(xué)中，不僅要注重雙基教學(xué)，同時(shí)要幫助學(xué)生構(gòu)建好初中化學(xué)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，還要加強(qiáng)學(xué)法指導(dǎo)，使學(xué)生在學(xué)習(xí)中不斷總結(jié)，歸納常見流程題解法，便可舉一反三，迎刃而解.

參考文獻(xiàn)：

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[2]丁亞兵.透視流程結(jié)構(gòu)，歸納解題思路[J].新高考高三理化生,2011(2)：40-41.