王俊金

2021年1月的八省市新高考適應性考試固定了八省市新高考各科試卷結構和試題類型。由于化學工藝流程題能夠很好地考查考生在實際問題情境中對化學問題的分析解決能力，而成為各階段高考試卷保留的明星題型?？v觀去年山東試題、今年八省市適應考試試題和歷年高考中的化學工藝流程題，其難度在總體穩(wěn)定的前提下會有波動，當題目難度增大時，許多考生感到無從下手，得分率降低。通過對近十年工藝流程題的研究發(fā)現(xiàn)，其實高難度的工藝流程題是命題者將解決問題需要的信息設置得比較隱蔽，才使考生感覺難度大，無從下手。筆者通過研究發(fā)現(xiàn)并總結了一套化學工藝流程題的審題方法逆向審題法，對流程難題實現(xiàn)了突破。

例題鋰離子電池的應用很廣，其正極材料可再生利用。某鋰離子電池正極材料有鈷酸鋰（LiCoO，）、導電劑乙炔黑和鋁箔等。充電時，該鋰離子電池負極發(fā)生的反應為6C+.xLit+xe-LiC?，F(xiàn)欲利用以下工藝流程回收正極材料中的某些金屬資源（部分條件未給出）。

回答下列問題：

（1）LiCoO，中，Co元素的化合價為

（2）寫出“正極堿浸”中發(fā)生反應的離子方程式：

（3）“酸浸”一般在80C下進行，寫出該步驟中發(fā)生的所有氧化還原反應的化學方程式：

可用鹽酸代替H，SO，和H，O，的混合液，但缺點是

（4）寫出“沉鈷”過程中發(fā)生反應的化學方程式：

（5）充放電過程中發(fā)生LiCoO，與Li-，CoO，之間的轉化，寫出放電時電池反應方程式：

（6）上述工藝中，“放電處理”有利于鋰在正極的回收，其原因是

在整個回收工藝中，可回收的金屬化合物有（填化學式）。

分析：首先，我們將審題策略變正向審題為逆向審題。所謂逆向審題就是不先去破解全部流程，而是先看題目的問題，然后帶著問題去題干中找解答此問題需要的信息。

第（1）問為送分題，解答Co元素的化合價需要的關聯(lián)信息是“化學式化合價代數(shù)和為0”，容易解得答案為十3。

對于第（2）問，可以回頭去題干中找“正極堿浸”時發(fā)生的反應信息，題干顯示“電池正極材料有鈷酸鋰（LiCoO，）、導電劑乙炔黑和鋁箔等”這是顯性信息（所謂顯性信息就是題目直接給出與問題相關的信息）。而堿浸應該是鋁箔與NaOH溶液發(fā)生反應，這是我們聯(lián)想金屬鋁的性質判斷的，屬于聯(lián)想信息（聯(lián)想信息是指問題關聯(lián)的我們已經存儲在大腦中的相關知識和規(guī)律等）。據(jù)此即可寫出正確答案：2Al+2OH+2H，0一2AlO2+3H↑。

解答第（3）問，需要我們去題干中找與“酸浸”流程問題相關的信息。鋁已溶解，濾渣成分應為LiCoO，和乙炔黑（即碳）。審題時要審出關鍵詞“氧化還原反應”和暗示語“所有”及反應溫度“80”C”。還要審出關聯(lián)信息酸浸所加硫酸和過氧化氫的性質：H，O，中O為-1價，既有氧化性又有還原性，不穩(wěn)定易分解;硫酸、鹽酸的性質差異為鹽酸有揮發(fā)性、還原性。再找關于發(fā)生氧化還原的化合價變化信息，發(fā)現(xiàn)最后Co元素變?yōu)镃oCOs，Co的化合價由LiCoO，的十3價變?yōu)槭?價。再根據(jù)書寫陌生反應方程式的思維模型“四要素一原理”，判斷LiCoO，具有氧化性，是氧化劑，此時H，O，需要表現(xiàn)還原性，是還原劑，硫酸起酸性接收劑（接收一2價O生成水，接收金屬離子生成鹽）作用，只要審出這些信息就能夠寫出答案：

此時不要忘了暗示詞“所有”，顯然還有其他氧化還原反應存在，聯(lián)想關聯(lián)信息“H，O，不穩(wěn)定易分解”和反應條件

分析“用鹽酸代替H，SO，和H，O，的混合液”的缺點，思考的模板是“對比差異，趨利避害”。顯然，因鹽酸的還原性和揮發(fā)性，在與氧化劑LiCoO，作用時可能產生C1，和HCl，會對環(huán)境造成污染，答案昭然。

第（4）問是陌生方程式的書寫，思路方法就是前面提到的“四要素一原理”，四要素是反應物生成物、條件、符號、配平，一原理是不共存原理。反應物、生成物是什么，要去題干中審題找信息或聯(lián)想掌握的反應規(guī)律和元素守恒來判斷。我們去題干流程中找到如下信息：

可以看出反應物顯然為CoSO，、NH，HCO，，生成物有CoCO沉淀。其他產物可以根據(jù)元素守恒判斷，初步可以寫成：CoSO，+NHHCOCoCO;、↓+NHHSO，，但如此寫不符合“不共存原理”，因為NHHCO、CoCO在強酸性的NH，HSO，溶液中因相互反應不能共存，所以，應該加足量的NH，HCO將NH，HSO，轉化為能共存的生成物，即：CoSO，+2NHHCOsCoCO↓+（NH），S0+H2O+CO↑。陌生方程式書寫中，此類不共存原理問題特別需要考生注意，不然會掉人陷阱，這也是命題者為了體現(xiàn)高考試題的區(qū)分功能，設計試題難度常用的手法。

第（5）問在本題中是難度最大的一問了，那么，其難度在哪里呢？其實站在命題者的角度看，題目難度的設置方法往往是把解題需要的信息隱身，需要考生審題時找出這些隱含信息（隱含信息是指由顯性信息進行遷移變換、深入挖掘才能得到的解決問題所必需的信息）才能找到答案。本問在設置的問題中也提供了解題需要的信息，但單憑這些問題信息（問題信息是指非題干提供的信息而是在設問時展示的信息）是無法找到答案的，需要將問題信息和隱含信息等其他信息相結合才能找到突破口。

我們先看問題告訴我們的信息：“充放電過程中發(fā)生LiCoO，與Li-.CoO，之間的轉化”，而LiCoO，是正極材料，所以這是正極上的變化，即充、放電時正極的變化為：LiCoO，充電Li_，CoO，，由此可知，放電時正放電

極變化為Li-.CoO，》LiCoO，，進一步可知其隱含著正極電極反應式為Li-.CoO，+xe～+xLit-LiCoO，的信息。要寫出電池總反應方程式，我們還需要負極材料和負極變化，題目并未直接告訴我們，而是也設置成了隱含信息。這時候我們需要去題干中找相關的顯性信息，然后挖掘我們需要的隱含信息即可。本題干中有顯性信息：“充電時，該鋰離子電池負極發(fā)生的反應為6C+.Li++xe-Li，C。”由此我們可以逆推出隱含信息，放電時負極反應為充電反應的逆反應，即Li，C-.xe=6C+xLt，負極材料為Li，C。此時我們將兩極電極反應式相加即得到答案：Li_.CoO，+Li，C-LiCoO，+6C。

第（6）問的第一空我們依然用“對比差異、趨利避害、信息引領”的思維方法去找答案。我們去找放電和不放電的差異，顯然不放電時負極材料中存在鋰，而根據(jù)電池反應方程式可知放電后鋰元素都進入正極材料，題目中給我們的引領信息是“現(xiàn)欲利用以下工藝流程回收正極材料中的某些金屬資源”，當然是放電后鋰元素都進人正極材料了，這樣鋰的回收率會更大。可知答案為：因為是從正極材料回收金屬鋰，而據(jù)電池反應可知放電時所有鋰元素都進人正極材料中。

最后的問題屬于送分的簡單問題，只需去流程中去找含有金屬元素的終端產物這個顯性信息即可。答案為Al（OH）：、LijSO、CoCO3。

點評：例題分析展示了化學工藝流程題的“逆向審題”過程，其特點主要是避免了正向審題可能會消耗無謂的時間和精力，因為流程中的有些內容，命題者并未設置相關問題，而逆向審題是先看題目問啥，然后帶著問題去題干中找命題者為解決此問題設置的相關信息，這樣審題效率高，精準性強。逆向審題策略中，要善于挖掘“顯性信息”“隱含信息”“關聯(lián)信息”“問題信息”“關鍵詞”“暗示語”。通過解答化學工藝流程題，將這些不同類型信息與題中設置問題的關聯(lián)對接進行強化體驗，能使我們形成信息分類的思維習慣，對我們審題能力的提升大有好處。對于陌生方程式書寫的問題，我們提出了“四要素一原理”的思維模板。對于簡答題我們提出了“對比差異、趨利避害、信息引領”的思維方法，并都進行了相應的案例分析應用。

下面我們可以將“逆向審題策略”和“四要素一原理”書寫陌生方程式法、“對比差異、趨利避害、信息引領”簡答類問題的思維分析方法，應用于以下試題的分析解答中，可以用和常規(guī)審題方法進行對比的形式，體驗一下逆向審題與常規(guī)審題不同的奧妙。

【2021年河北省普通高中學業(yè)水平選擇考適應性測試（八省市聯(lián)考）】合理利用工廠煙灰，變廢為寶，對保護環(huán)境具有重要意義。

以某鋼鐵廠煙灰（主要成分為ZnO，并含少量的CuO、MnO，、Fe，O等）為原料制備氧化鋅的工藝流程如下：

回答下列問題：

（1）“浸取”工序中加入過量氨水的目的：①使ZnO、CuO溶解，轉化為【Zn（NH）4】2+和【Cu（NH）】+配離子;②

（2）ZnO轉化反應的離子方程式為

（3）“除雜”工序中，反應的離子方程式為

（4）濾渣②的主要成分有

（填化學式），回收后可用作冶金原料。

（5）“蒸氨沉鋅”工序中，“蒸氨”是將氨及其鹽從固液混合物中蒸出，相應的化學方程式為，蒸出物冷凝吸收后得到的碳化氨水可返回工序循環(huán)使用。

（6）從堿式碳酸鋅得到氧化鋅的工序名稱為

（7）將濾渣①用H，SO溶液處理后得到溶液和固體（均填化學式）。

（責任編輯謝啟剛）