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高考化学工艺流程题剖析

时间:2024-07-28

周浩漫 衷明华

(韩山师范学院化学系,广东 潮州 521041)

随着新课程的改革,基础教育课程改革的具体目标也有所调整。为了适应新课程改革的需要,近几年,化学工艺流程题题型也层出不穷,新颖多变。但对于考生来说试题陌生度高、能力要求大、试题文字量也大,学生往往会产生畏惧感导致得分不理想。为了尽快解决这一严峻的问题,现将这一题型深入剖析。

一、解读考题特点,探究命题思路

1、何谓化学工艺流程题?

化学工艺流程图题就是将化工生产过程中的主要生产阶段即生产流程用框图形式表示出来,并根据生产流程中有关的化学知识步步设问,形成与化工生产紧密联系的试题,体现了化学的真实性。

2、工艺流程图题型依据实验目的主要分为两类:

(1)从混合物中分离、提纯某一物质。

(2)利用某些物质制备另一物质。

3、试题特点:

(1)体现了《课程标准》的“三维目标”:知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观。

(2)“体现化学时代特色”,以化学视角观察社会、生活,利用化学知识解决实际问题。

(3)减少虚拟、贴近真实,强调将化学知识应用于生产、生活实践中。

4、思路解读

(1)快速浏览,弄清实验目的,拿到最基本分

(2)读懂主线的含义,了解每步流程,分析反应条件,注重与实际相联系

(3)规范解答试题。

二、典例研究,把握高考

很多同学独立的知识点是可以的,但是一旦体系复杂化,他们往往会考虑不周,漏掉一些知识点,思路发生偏移。因此,知识点过关的同学在练习时,不只是注意个别知识点,更应该训练自己的解题思路,探究解题方法。下面我给大家介绍一些必备的知识点和解题思路。

1.必备知识点

a.能对常见物质进行检验、分离和提纯。

分离提纯 :

(1)固—固混合分离提纯型:灼烧、热分解、升华、结晶(或重结晶)。

(2)固—液混合分离提纯型:过滤、盐析、蒸发。

(3)液—液混合分离提纯型:萃取、分液、蒸馏、渗析。

(4)气—气混合分离提纯型:洗气。

鉴别:常见气体检验(如氢气 、氧气、氯气、氯化氢二氧化硫)。

b.了解酸碱中和滴定的基本原理。

c.掌握Ca、Mg、Fe、Al、Zn、Na、Cu这些物质所能发生的反应,以及之间的转化,沉淀物的溶解度的相对大小,对应离子方程式的书写。

d.电极方程式的书写。

e.掌握元素化合物的性质:首先把握物质类别的通行和具体物质的特性,分析物质的氧化还原性,判断哪些物质之间能够进行反应,生成什么。特别是铜的氧化物,近几年都没考,今年有可能是一个趋势。

f.熟悉化工生产中的一些基本实验操作(如浸出、酸浸、水浸、水洗等)。

g.熟悉一些常见的化学工艺流程。例如:工业制粗硅;合成氨工业;氯碱工业;工业制纯碱;电解精炼铜以及从海带提取碘等。

2.解题方法

首尾分析法:

对一些线型流程工艺(从原料到产品为一条龙生产工序)试题,首先对比分析生产流程

示意图中的第一种物质原材料与最后一种物质产品,从对比分析中找出原料与产品之间的关系,弄清生产流程过程中原料转化为产品的基本原理和除杂分离提纯产品的化工工艺,然后再结合题设的问题,逐一推敲解答。

例1 (2006广东卷20)氧化铜有多种用途,如作玻璃着色剂、油类脱硫剂等。为获得纯净的氧化铜以探究其性质,某同学用工业硫酸铜(含硫酸亚铁等杂质)进行如下实验:

制备氧化铜:

①骤Ⅰ的目的是除不溶性杂质,操作是:____。

②步骤Ⅱ的目的是除铁,操作是:滴加H2O2溶液,稍加热;当Fe2+完全转化后,慢慢加入Cu2(OH)2CO2粉末,搅拌,以控制pH =3.5;加热煮沸一段时间,过滤,用稀硫酸酸化滤液至pH=1。控制溶液pH=3.5的原因是:____。

③步骤Ⅲ的目的是得到CuSO4·5H2O固体,操作是:____、过滤、水浴加热烘干。水浴加热的特点是____。

点评:这种方法是最常见的一种解读方法,它简单、直观,又容易找到关键点。抓住了流程的生产原理和生产线,围绕这条线进行作答,就得心应手了。

截段解析法:

对于用同样的原材料生产多种(两种或两种以上)产品(包括副产品)的工艺流程题,用截段分析法更容易找到解题的切入点。

(2008年上海高考27)明矾石是制取钾肥和氢氧化铝的重要原料,明矾石的组成和明矾相似,此外还含有氧化铝和少量氧化铁杂质。具体实验步骤如下图所示:

图 具体实验步骤

根据上述图示,完成下列填空:

(1)明矾石焙烧后用稀氨水浸出。配制500mL稀氨水(每升含有39.20g氨)需要取浓氨水(每升含有250.28g氨)____mL,用规格为____mL量筒量取。

(3)写出沉淀物中所有物质的化学式____。

(4)滤液I的成分是____。

(5)为测定混合肥料K2SO4、(NH4)2SO4中钾的含量,完善下列步骤:

①称取钾氮肥试样并溶于水,加入足量____溶液,产生白色沉淀。

②____、____、____(依次填写实验操作名称)。

③冷却、称重。

(6)若试样为mg,沉淀的物质的量为nmol,则试样中K2SO4的物质的量为:____mol(用含m、n的代数式表示)。

简评:用截断分析法解工艺流程题关键在于选对题型和如何截段,截几段更合理。一般截段以生产的产品为准点。但也不一定,特殊情况也很多,必须具体情况作具体分析。

综合分析法:

综合分析法适用于比较复杂的工艺流程题。有的工艺流程题为了变废为宝、充分利用原料,设计的流程除了将原料转化为产品之外,还将过程中产生的副产品转化为原料,进行循环利用。这种方法一般都是跟其他方法一并使用的。

图 工艺流程

(1)精制过程中反应的离子方程式为____。

(2)电解过程的总反应方程式为____。

(3)电解槽阳极产物可用于____(至少写出两种用途)。

(4)已知NaOH、NaC在水中的溶解度数据如下表:

表 NaOH、NaC在水中的溶解度数据

根据上述数据,脱盐的主要工序应为____、____。脱盐后的碱液含NaOH约50%,含NaCl仅约2%左右,NaCl能够从溶液中大量析出的原因是____。

点评:这种分析法主要应用在流程比较复杂的试题上,有时可根据题目要求,具体的选择解题方法。

三、总结

工艺流程题虽范围广,难度高,但出题者都是严格按照考试大纲命题的,准确把握研读考试大纲是考生解答此类题目的前提。工艺流程题的主线是工业流程本身理解工业流程的过程和命题者的意图,也是解答此题的关键。因此,学生在训练的时候,应养成一种全方位行性,把握题目的主线,对整个题目的思考就全面,系统,解答该题也就容易了。

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