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1、精品文档高考化学优质备考 沉淀高分素养以化工流程图题型为例进行研究一、化工流程题的设计背景和意义重视培养学生的能力，是基础教育改革与发展的世界性趋势，是全面提高学生素质的必然要求。重视能力和科学素养的考查是新课程高考改革的一个特点。在我国，历次颁布的中学化学教学大纲，都对化学学科培养什么样的能力作了明确的规定，并且随社会和化学科学本身的发展不断演进。2002年，修订后的全日制普通高级中学化学教学大纲对化学教学中应培养的能力作了如下要求：“培养和发展学生的观察能力、实验能力、思维能力和自学能力，使学生初步学会获取信息和加工信息的基本方法，能综合化学和其他科学知识、技能解释和解决一些简单的实际问题
2、。引导学生学习科学方法，提高学生的科学探究能力，充分挖掘学生的潜能，发展他们的个性和特长。”课程标准的课程性质中明确指出“高中化学课程应有利于学生形成科学的自然观和严谨求实的科学态度，更深刻地认识科学、技术和社会之间的相互关系，逐步树立可持续发展的思想。”工业流程题所考查的知识点不同于有机、反应原理、化学实验等题型，该题目以真实的工业生产为背景、化学反应原理为主线，结合实验操作、平衡理论、经济视角等，考查了考生接受、吸收、整合化学信息及分析、解决化学问题的能力。这类题型很好的体现并考查了全日制普通高级中学化学教学大纲和课程标准中提出的学生化学学科能力。因此，以化工流程为背景的化工流程图题型自从
3、在2005年的广东、上海市的高考题中首次亮相后，近几年来，在新课改地区的高考新题型中频频出现，并在2010年广东高考改革后，成为4个大题中的常驻军，不断的发展完善，引起了高中化学教师的高度关注。分析20102013年广东高考非选择题的得分情况（来自高考年报），化工流程题的得分是4个大题中较低的。这主要是化工流程题的陌生度大，起点高，结构新颖，提问灵活，很多学生的元素化合物知识本就掌握不够扎实，还要在不熟悉的情景中正确处理好流程中的相关信息并综合应用以获得高分，确实不是一件易事。表1 20102013年广东高考非选择题的得分情况有机题（难度）反应原理题（难度）化工流程题（难度）实验题（难度）20
4、10年9.28（0.58）11.77（0.74）8.02（0.50）8.41（0.53）2011年8.42（0.53）8.54（0.57）6.37（0.40）8.30（0.49）2012年10.02（0.72）9.56（0.60）7.87（0.46）5.31（0.31）2013年10.69（0.67）8.13（0.51）7.41（0.49）6.72（0.40）那么，如何优质备考，获取高分呢？在这里，“高分”既包含了平均分的提高，也包含了优秀生个人得分的提高，主要可以从备课组备考策略和学生个人解题方法两方面进行尝试：二、备考策略化工流程题对学生的学科素养要求高，但学生往往只有在进入高三复习时才能
5、正式接触，因此训练时间短，难以达到理想效果，故建议施行高中年一体化、分层次分梯度、循序渐进的进阶策略。1、分解学科能力培养（1）读图表、分析数据的能力培养 在高一、高二教学时，可借助一些特定教学内容自身的传统题型，让学生学会读图和分析图表、数据，如，化学平衡图像分析图题、元素化合物反应中图像的定量分析题等。同时，对于一些教材中的图像、图表，我们要善于利用，改变一些传统的教学方法，教师少讲一些，学生多看一些，引导学生观察分析。如，对必修2第63页中烷烃物理性质递变规律的分析，选修4第29页中寻找化学平衡常数规律的学习，选修5第49页中烷烃和相同碳原子数醇之间沸点的比较等，都可以让学生自己观察找出
6、和尝试解释。（2）读题、审题的能力培养化工流程题往往信息新，情景陌生，需要学生从有限的题干中获取有用的解题信息，紧扣题目情景作答。因此，在高一、高二的教学中可以有意识的设计一些需要读懂信息的题目，培养学生的审题能力。而审题能力主要为“圈点关键字、词、句”和“题干信息显性化”。如例1就是“圈点关键字、词、句”的能力训练，而例2则是“题干信息显性化”的能力训练。例1、在烧杯里加入20 mL 0.1 mol/L的Ba(OH)2溶液,再滴几滴酚酞试液。然后用滴定管向烧杯中滴加等物质的量浓度的NaHSO4溶液。实验装置如下图（夹持仪器已去掉）实验现象如下：灯泡逐渐变暗；烧杯中有白色沉淀生成,溶液红色变浅
7、甚至消失。请依据实验现象回答下列问题：（3）当Ba2+恰好完全沉淀时，消耗NaHSO4溶液的体积为 mL，溶液呈 色，离子反应方程式为 。（4）若向(3)得到的溶液中，继续滴加NaHSO4溶液到恰好变为无色，此阶段的离子反应方程式为 。例2、净水剂聚合硫酸铝铁是在聚合硫酸铁和聚合硫酸铝的基础上发展起来的，兼具铁盐和铝盐的双重絮凝特性，一般是以铁盐为主，铝盐为辅。现选用广东某地的铝土矿（其主要成分是Al2O3，含有杂质Fe2O3、SiO2，其他杂质忽略不计）来制备该净水剂，其工艺流程如下：（3）酸溶的操作中H2SO4的浓度与反应温度会影响铁与铝的浸出率。根据下图分析，此时H2SO4的适宜浓度是_
8、，反应的适宜温度是_。（4）溶液I中加入绿矾（FeSO47H2O）和双氧水的目的是：_。（3）化工生产思维的能力培养化工流程题的设计背景是将化学实验的工业化和扩大化，在做题时要具有化工生产特有的思维方法，结合生产实际考虑问题。如化工生产常需考虑以下6个问题：（）解决将原料转化为产品的生产原理；（）除去所有杂质并分离提纯产品；（）提高产量与产率；（）减少污染，考虑 “绿色化学”生产；（）原料的来源既要考虑丰富，还要考虑成本问题，经济适用；（）生产设备简单，生产工艺简便可行等工艺生产问题。如化工流程有固定的某些常用名词，如“浸出”、“酸溶、酸浸”、“酸洗”、“水洗”等。又如了解化工生产的几种常见的
9、处理手段的操作和目的：“灼烧”、“加酸、加碱”、“加氧化物”、“控制pH值”、“煮沸”、“趁热过滤” 等。而这些化工生产思维的培养往往在高一的元素化合物学习和高二的化学反应原理学习中就可以渗透进去。2、分阶段突破化工流程题（1）重视积累，夯实基础知识在一模前主要的任务是完成第一轮复习，对于化工流程题难以一开始就进行专题训练，但这一阶段是落实好完成化工流程题所需的知识储备，进行相关的基础训练。如：a、弄清流程中各反应的原理：能用氧化还原反应规律进行产物判断、化学方程式和离子方程式的书写和配平（如例1：广东高考2013年第（3）问、例2：2014年第（2）（4）问）， 能用速率和平衡移动原理解释生
10、产中反应条件（温度、压强、催化剂、溶液pH 等）的选择和控制等（如例3： 广东高考2012年第（2）（4）问）。b、熟悉工艺流程中的一些实验基本操作：过滤、洗涤、萃取、蒸馏、蒸发、结晶以及某些物质的检验等等，要熟悉这些常见操作的分离对象、所需实验仪器以及操作要点（如例4：广东高考2013年第（5）问），例5：2014年第（3）问）。c、能利用元素守恒法进行物质的量计算（如例6：广东高考题2013年第（4）问、例7：2014年第（4）问）。d、规范使用化学语言表达：在审题时应认真仔细、全面。在作答时，要学会用简练、准确的语言描述结论、说明实验方法、解释实验操作、评价实验方案等（如例8：2013年
11、第（5）问、例9：2014年第（1）问）。例1：2013年（3）(3)完成煅烧过程中一个反应的化学方程式： CuO + Al2O3= CuAlO2 + 例2：2014年（2）（4）石墨在材料领域有重要应用，某初级石墨中含SiO2（7.8%）、Al2O3（5.1%）、Fe2O3（3.1%）和MgO（0.5%）等杂质，设计的提纯与综合利用工艺如下：（2）由气体II中某物质得到水玻璃的化学反应方程式为_ 。（4）由溶液IV生成沉淀V的总反应的离子方程式为_ _ 。例3：广东高考2012年 难溶性杂卤石(K2SO4MgSO42CaSO42H2O)属于“呆矿”，水中存在如下平衡为充分利用钾资源，用饱和C
12、a(OH)2溶液溶浸杂卤石制备硫酸钾，工艺流程如下：(2)用化学平衡移动原理解释Ca(OH)2溶液能溶解杂卤石浸出K+的原因： 。(4)不同温度下，K+的浸出浓度与溶浸时间的关系是图14，由图可得，随着温度升高， 例4：2013年第（5）问）(5)CuSO4溶液也可用于制备胆矾，其基本操作是 、过滤、洗涤和干燥。例5：2014年第（3）问在这一阶段同时应该设计难度由浅到深，考查的知识点由单一到复杂的练习，来帮助学生逐步熟悉化工流程题，消除学生对该题型的畏惧感，同时积累一定的工业操作，如水浸、浸出、酸浸、粉碎、灼烧等。（2）建立思维模型，提升解题能力（3）步骤为：搅拌、_、所得溶液IV中的阴离子
13、有_。例6：广东高考题2013年第（4）问（4）若银铜合金中铜的质量分数为63.5%，理论上5.0kg废料中的铜可完全转化为 mol CuAlO2，至少需要1.0molL-1的Al2(SO4)3溶液 L。例7：2014年第（4）问石墨在材料领域有重要应用，某初级石墨中含SiO2（7.8%）、Al2O3（5.1%）、Fe2O3（3.1%）和MgO（0.5%）等杂质，设计的提纯与综合利用工艺如下：（4）100kg初级石墨最多可获得V的质量为_kg。例8：2013年第（5）问(5)CuSO4溶液也可用于制备胆矾，其基本操作是 、过滤、洗涤和干燥。例9：2014年第（1）问（1）向反应器中通入Cl2前
14、，需通一段时间N2，主要目的是_ 。（2）建立思维模型，提升解题能力一模前或一模后可进行化工流程题的专题训练，帮助学生建立解题的思维模型。化工流程题就是将实验过程或化工生产过程中的主要操作步骤或物质转换或生产流程用框图形式表示出来，并根据流程中有关的化学知识步步设问，形成与实验或化工生产紧密联系的试题。工艺流程题的结构分题头、题干和题尾三部分。题头一般是的目的（包括副产品）；题干部分主要用框图形式将原料到产品的主要生产工艺流程表示出来（结构如图1）；题尾主要是根据生产过程中涉及的化学知识设置成系列问题，构成一道完整的化学试题。题目的呈现形式主要是：流程图、表格、图像；设问方式主要是：措施、成分
15、、物质、原因；能力考查主要是：获取信息的能力、分解问题的能力、表达能力；知识落点主要是：基本理论、元素化合物、实验。图1 化工流程题的一般框架形式在有效的练习后，帮助学生建立解化工流程题的一般程序：首先要通过阅读文字说明（题头），清楚试题背景，准确抓住工艺（实验）的目的是什么，还提供了哪些信息（原料成分？含量？杂质？产品成分？从用途能看出什么性质？辅助信息等）；然后整体浏览一下流程，基本辨别出预处理、核心反应、提纯、分离等阶段；接着可先看看设问，以便深入分析和重点更明确；必要时可再具体分析流程图，结合使用参考数据，组织语言回答设问。 （2014年广东高考题）32.（16分）石墨在材料领域有重要
16、应用，某初级石墨中含SiO2（7.8%）、Al2O3（5.1%）、Fe2O3（3.1%）和MgO（0.5%）等杂质，设计的提纯与综合利用工艺如下：（注：SiCl4的沸点为57.6，金属氯化物的沸点均高于150）（1）向反应器中通入Cl2前，需通一段时间N2，主要目的是_ 。（2）高温反应后，石墨中氧化物杂质均转变为相应的氯化物，气体I中的碳氧化物主要为_，由气体II中某物质得到水玻璃的化学反应方程式为_ 。（3）步骤为：搅拌、_、所得溶液IV中的阴离子有_。（4）由溶液IV生成沉淀V的总反应的离子方程式为_，100kg初级石墨最多可获得V的质量为_kg。（5）省略（3）解题技巧和能力的训练在一
17、模后可通过专项训练，提高学生审题、析题能力，巩固解题策略。同时，培养学生思维的敏捷性，在多次的解题中，逐渐强化自己化学语言表达的规范性。 如可进行常考考点的归纳小结： 反应速率理论的运用的考查方式：加快反应（浸出）速率的措施？提高浸出率的措施？某一措施的目的？ 化学反应方程式的书写、判断：a、立足化工流程图确定最关键的反应物和生成物，箭头进入的是反应物，箭头出去的是生成物。b、确定是否氧化还原反应。若是氧还，充分利用四步解题法（确定氧化剂、还原剂和氧化产物、还原产物；化合价变化定系数；电荷守恒补H+或OH-、原子守恒），若是非氧化还原反应，直接根据元素守恒配平。c、依据题目信息写好反应条件 。
18、 分离提纯：a、利用控制pH分离除杂。 b、利用溶解度分离除杂。c、利用同离子效应使溶解平衡逆向移动析出固体 也可进行专项能力的训练，如信息提取能力的专项训练：精选合适的化工流程题，节选相应内容体现“从题干中提取信息、从流程图中提取信息、从设问内容中提取信息”的能力培养。例1（从题干中提取信息）：高岭土化学组成为：Al2O3（25%34%）、SiO2（40%50%）、Fe2O3（0.5%3.0%）以及少量杂质和水分。已知氧化铝有多种不同的结构，化学性质也有差异，且一定条件下可相互转化；高岭土中的氧化铝难溶于酸。聚合氯化铝是一种新型、高效絮凝剂和净水剂，其单体是液态的碱式氯化铝Al2(OH)nC
19、l6-n。用高岭土制备碱式氯化铝的工艺流程如下：（1）“煅烧”的目的是_。例2（从流程图中提取信息）：工业上用铝土矿（含氧化铝、氧化铁）制取铝的过程如图：（1）生产过程中，除NaOH、H2O可以循环使用外，还可以循环使用的物质有_（填化学式）。用此法制取铝的副产品是_（填化学式）。（2）写出Na2CO3溶液与CaO反应离子方程式：_。例3（从设问中提取信息）：重铬酸钾是工业生产和实验室的重要氧化剂，工业上常用铬铁矿（主要成份为FeOCr2O3）为原料生产,实验室模拟工业法用铬铁矿制K2Cr2O7的主要工艺如下，涉及的主要反应是：6FeOCr2O3+24NaOH+7KClO312Na2CrO4+
20、3Fe2O3 +7KCl+12H2O，试回答下列问题：在反应器中，有Na2CrO4生成，同时Fe2O3转变为NaFeO2，杂质SiO2、Al2O3纯碱反应转变为可溶性盐，写出氧化铝与碳酸钠反应的化学方程式： 。NaFeO2能强烈水解，在操作生成沉淀而除去，写出该反应的化学方程式： 。三、分层指导解题方法 考题的难易程度和陌生程度是教师难以精确把握的，因此为了获取高分，我们还应该对学生的解题方法进行指导。1、各个击破，稳拿常规分 由于陌生度大，信息量大，题干较长，学生容易被陌生情景和专业术语吓倒，其实，真正分析会发现，很多问题都是各自独立，无连带效应，一个问题解决不了不会影响下一个问题的解决。而
21、且每题中都有与流程图无关的问题，可以直接根据已有的知识去完成。并且有一些常考考点和解题套路是可以让学生通过做题积累形成的。这样可以让中等以下的学生节约很多时间去拿基础题的分数，提高总分。 如例1：广东高考题2010年的第（1）问，例2：2011年的第（1）问、第（4）问第一空，例3：2013年第（1）问、第（3）问，例4：2014年第（1）问。例1：2010年的第（1）问（1）步骤前，B-锂辉石要粉碎成细颗粒的目的是_例2：2011年的第（1）问、第（4）问第一空（1）精炼前，需清除坩埚表面的氧化铁和石英砂，防止精炼时它们分别与铝发生置换反应产生新的杂质，相关的化学方程式为 和 （4）镀铝电解
22、池中，金属铝为 极例3：2013年第（1）问、第（3）问（1）电解精炼银时，阴极反应式为 ；滤渣A与稀HNO3反应，产生的气体在空气中迅速变为红棕色，该气体变色的化学方程式为 。 (3)完成煅烧过程中一个反应的化学方程式： CuO + Al2O3= CuAlO2 + 例4：2014年第（1）问。（1）向反应器中通入Cl2前，需通一段时间N2，主要目的是_ 。2、就问解题法，增加得分点例：（2013年）银铜合金广泛用于航空工业。从切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺如下：化工流程题这一类试题往往通过提供文字信息、工业生产流程简图、提供图表和数据设置问题，题型的呈现趋于成熟、统一，形成了相对固定
23、的模式，一般如下：粗读试题，了解大致流程，遇到超纲知识或推不出来的物质，可以先放一下，事实上，超纲知识题目中要么有信息提示，要么与解答题目无关，不要过多耗时。然后，去看本题要解决的问题，看清问题后再对照题目精读流程图，这一步是有目的、有重点的、带着问题去仔细研究相关步骤或环节，找出与问题相关的信息，一定要关注题目的每一个字眼，尽量弄懂流程图，但不必要将每一个物质都推出，问什么推什么，如广东高考2013年第（2）问。这种方法能让中等学生提高对题目的全面了解，在较短时间内可以拿到一题的大部分分数。 （2）固体混合物B的组成为 ；在生成固体B的过程中，需控制NaOH的加入量，若NaOH过量，则因过量
24、引起的反应的离子方程式为 。（2014年广东高考题）32.（16分）石墨在材料领域有重要应用，某初级石墨中含SiO2（7.8%）、Al2O3（5.1%）、Fe2O3（3.1%）和MgO（0.5%）等杂质，设计的提纯与综合利用工艺如下：（注：SiCl4的沸点为57.6，金属氯化物的沸点均高于150）（4）由溶液IV生成沉淀V的总反应的离子方程式为_ _。3、全面分析法，获取最高分 化工流程题中往往设置某些小问本身的意图就是为了拉差距的，就是考查学生对整道题的理解分析，没有什么可讨巧之处。首先要对比分析生产流程示意图中的原材料与产品，尽量读懂工艺流程图每一步的目的，从对比分析中找出原料与产品之间的
25、关系，前后每一步间的联系，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，如广东高考2014年第（4）问。这类题目应该是尖子生要力争的，也是获取最高分的关键。四、对化工流程题的展望化工流程题试题很好的体现了化学学科素养，同时以真实的工业生产作为背景，题材多，能较好的体现公平、公正的高考选拔性原则，因此可以预测它将继续保留在4个大题中。在对2010年2014年的广东高考题研究中发现，有几个考点是需要加以关注的：例1：实验室模拟回收某废旧含镍催化剂（主要成分为NiO，另含Fe2O3、CaO、CuO、BaO等）生产Ni2O3。其工艺流程为：
26、（4）已知有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的pH如下表：氢氧化物Fe(OH)3Fe(OH)2Ni(OH)2开始沉淀的pH1.56.57.7沉淀完全的pH3.79.79.2操作B是为了除去滤液中的铁元素，某同学设计了如下实验方案：向操作A所得的滤液中加入NaOH溶液，调节溶液pH为3.77.7，静置，过滤。请对该实验方案进行评价 （若原方案正确，请说明理由；若原方案错误，请加以改正）。例2：盐泥是氯碱工业中的废渣，主要含有镁、铁、铝、钙等的硅酸盐和碳酸盐。实验室以盐泥为原料制取MgSO47H2O的流程如下：（1）在盐泥中加H2SO4溶液控制pH为12以及第一次煮沸的目的是： 。（3）第二次过滤需要
27、趁热进行，主要原因是 。（1）文字表达：从2010年的“-锂辉石要粉碎成细颗粒的目的”、2011年的“钢材镀铝后，表面形成的致密氧化膜能阻止钢材腐蚀的原因”、2012年的“用化学平衡移动原理解释Ca(OH)2溶液能溶解杂卤石浸出K+的原因”、“不同温度下，K+的浸出浓度与溶浸时间随温度升高的变化规律”、2013年的“CuSO4制备胆矾基本操作”、到2014年的“向反应器中通入Cl2前，需通一段时间N2的主要目的”都表明文字表达是一个常考点，而学生常常因为不规范、不准确表达而失分，在教学中需重视。（2）方程式的书写：2013年和2014年的广东高考题都考查了化学方程式、离子方程式的书写，且陌生程
28、度较高，对尖子生的得分要重点训练。例1：将纯碱慢慢加入上述硫酸锌溶液中，得碱式碳酸锌其化学式为Zn2(OH)2CO3，同时有无色气体产生。写出该反应的离子方程式： 。例2：测定其中钒元素含量的方法是：先把矿石中的钒元素转化为V2O5，V2O5在酸性溶液里转化为VO2+，再用标准草酸溶液滴定。总反应可表示为：VO2+ H2C2O4 H VO2+ H2O 请将上述反应补充完整并配平。（3）计算：2013年和2014年的广东高考题都考查了元素守恒法进行相关计算的知识点，计算本身不难，但在化工流程题背景下，学生容易产生畏难情绪，造成失分，要加强计算的心理建设。例1、铬酸铅（PbCrO4）俗称铬黄，不溶
29、于水。广泛用于涂料、油墨、漆布、塑料和文教用品等工业。实验室模拟工业上用铬污泥（含有Cr2O3、Fe2O3、A12O3、 SiO2等）制备铬黄的工艺流程如下：已知200g 铬污泥经酸浸后过滤得到的SiO2恰好溶于2mol/L 250ml NaOH溶液，则铬污泥中SiO2的质量分数为 。（相对原子质量 Si-28 O-16）例2、CuSO45H2O是铜的重要化合物，有着广泛的应用。以下是CuSO45H2O的实验室制备流程图。（3）已知：CuSO4+2NaOH = Cu(OH)2+ Na2SO4称取 0.1000 g提纯后的CuSO45H2O试样于锥形瓶中，加入0.1000 mol/L氢氧化钠溶液
30、28.00 mL，反应完全后，过量的氢氧化钠用0.1000 mol/L盐酸滴定至终点，耗用盐酸20.16 mL，则 0.1000 g该试样中含CuSO45H2O g。（4）电极反应式的书写：在高考改革的5年（20102014）中，2011年和2013年都分别考查了电极反应式的书写，而2015年是否再次出现呢？我们要做好出现的备考准备。例1、制取Ti的新工艺是用二氧化钛作阴极，以石墨为阳极，以CaCl2熔盐做电解质（在熔融状态下能传导O2），电解而得到Ti，该工艺具有操作简单，成本低，无污染等优点，写出电解制备金属钛时阴极的电极反应式： 。例2、环境友好型铝碘电池已研制成功，已知电池总反应为：2Al(s)+3I2(s)2AlI3(s)。含I传导有机晶体合成物作为电解质，该电池负极的电极反应为：_，充电时Al连接电源的_极。化工流程题在备考的过程中更需要我们将题目细化为考点，逐一去落实突破，才能在高考中以不变应万变。