對「化工流程圖」題的幾點思考

2022-11-09 07:30:06 字數 5399 閱讀 5141

摘要:文章針對高考新題型「化工流程圖」題從起源、題目結構、演變過程和解題方法做了一些研究和思考,並對在教學中如何突破這類題型提出一些想法和建議。

關鍵詞:化工流程圖;演變;解題方法;突破策略

以「化工流程」為背景的「化工流程圖」題型自從在2023年的廣東、上海市的高考題中首次亮相後,近幾年來,在新課改地區的高考新題型[1]中頻頻出現,並且不斷的發展完善,引起了高中化學教師的高度關注,筆者也就此做了些研究和思考。

一、化工流程圖的上榜理由

筆者認為這類題目之所以備受青睞的原因有二:

1.這類試題以真實的工業生產作為背景,陌生度大,起點高,結構新穎,提問靈活,有較好的區分度。且題材多,無法猜題,能較好的體現公平、公正的高考選拔原則。

2.這類題型能很好體現課標和《考試說明》中的相關要求。《課程標

準》的課程性質中明確指出「高中化學課程應有利於學生形成科學的自然觀和嚴謹求實的科學態度,更深刻地認識科學、技術和社會之間的相互關係,逐步樹立可持續發展的思想。」[2]《2023年考試說明》在命題指導思想中

要求「重點考查考生的資訊獲取與加工從化學視角分析解決問題和創新思維等能力」,同時在素養和能力要求中提出「4.解決化學問題(1)能夠將與化學相關的實際問題分解,綜合運用相關知識和科學方法,解決生產、生活實際和科學研究中的簡單化學問題的能力。(2)能用正確的化學用語及文

字、圖表、模型、圖形等表達化學問題解決的過程和成果,並做出解釋的能力。」[3]這些要求在「化工流程圖」題型中都能很好的體現。

二、化工流程圖的結構

這一類試題往往通過提供文字資訊、工業生產流程簡圖、提供圖表和資料設定問題,題型的呈現趨於成熟、統一,形成了相對固定的模式,一般如下:

三、「化工流程圖」題型的演變

在研究了化工流程圖的結構後,筆者做了一些比較研究,試圖找出這種題型的發展變化過程,並且建立和某些傳統題型的聯絡。

1.無機推斷框圖題和實驗流程圖vs化工流程圖

題1:2023年江蘇高考卷16的無機推斷框圖:

題2:2023年山東理綜卷30的以孔雀石為原料制cus045h

20及0ac03的實驗流程:

題3:2010福建高考卷24的工業上常用菱鋅礦生產硫酸鋅的生產藝流程:

從題1、題2和題3比較中可以看出,它們都涉及元素化合物的化學反應和推斷,解題思路和方法有相通之處,題3

還涉及了分離提純操作,這就提示

工我們在平時教學中進行題1、題2類傳統題型的訓練時可以滲透化工流程圖的講解。

2.考查範圍由點到面,由知識立意到能力立意

此類題目的知識考查從最初區域性知識的檢測發展到考查範圍幾乎涉及各個化學模組。問題設計靈活性增強,挖掘深,且撤去台階,對學生知識掌握和運用要求大大提高。

(1)縱向比較題目的設問

題1:2023年山東理綜的31的設問

(1)電解飽和食鹽水常用離子膜電解槽和隔膜電解槽。離子膜和隔膜均允許通過的分子或離子是。電解槽中的陽極材料為。

(2)s04和釐

g本工藝流程中先後制得8(

oh)2

r2、ca,能

否按8r2、mg(0h)2、cas04的順序製備?,原因是。

(3)溴單質在四氯化碳中的溶解度比在水中大得多,四氯化碳與水不互

溶,故可用於萃取溴,但在上述工藝中卻不用四氯化碳,原因是。

題2:2010福建高考卷的24的設問(1)將菱鋅礦研磨成粉的目的是。

(2)完成「氧化除鐵」步驟中反應的離子方程式:

□fe(oh)2dfe(oh)3+□c1-

(3)針鐵礦(goe

thite)是以德國詩人歌德(goethe)名字命名的,組成元素是fe、o和h,化學式量為89,化學式是。

(4)根據廠表資料,調節「濾液2」的p11時,理論上可選用的最大區

間為_______。

(5)工業上從「濾液3」製取皿g0過程中,合適的反應物是(選填序號)。

a.大理石粉b.石灰乳c.純鹼溶液d.燒鹼溶液

(6)「濾液4」之後的操作依次為過濾j洗漆,乾燥o

(7)質量分數不低於。

題1+、^1

§分析圖中資料,菱鋅礦粉中znc03的

只考察了常規的3個知識點:氯鹼工業中離子交換膜的作用、ca2

2+的沉澱和萃取劑的綠色環保要求。基礎性很強,對分析問題解決

能力的要求不高,基本都屬於認知性學習目標中的「理解」層次。

而題2卻考察了7個方面的知識:(1)影響反應速率的因素;(2)由

所給條件書寫離子方程式;(3)由所給式量和元素分析得化學式;(4)從所給圖表資料中尋找有用資訊,判斷控制p[離子水解沉澱;(5)運用離子反應進行分離提純;(6)運用結晶法進行分離提純;(7)產物的產率計算。其中,(1)、(6)屬於認知性學習目標中的「理解、應用」,(5)屬於認知性學習目標中的「優選」,(2)、(3)屬於認知性學習目標中的「設計、解決」,(4)屬於認知性學習目標中的「評價、優選」,(5)屬

於認知性學習目標中的「優選、解決」,(7)屬於認知性學習目標中的「理解、解釋、解決」。可以看出,無論從知識層面的考察還是從能力要求上都大大提聞。

(2)橫向比較同一類知識點的考察

上題2(2010福建高考卷24)中的(4),考查通過控制ph控制

離子水解沉澱。設問中沒有任何暗示和引導,要求學生能自己由圖表資料從兩個方面分析出:ph=8

時zn(oh)2

完全沉澱,ph=10.5

開始溶解,而^1

§(oh)2在ph=l0.4的時候開始沉澱,為了使乙!!(0

h)2能完全析出而不影響皿§(oh)2,溶液的酸鹼度控制在

h^10.4的範圍。

而此類知識的考察在2023年上海市高考27的(2)中是這樣設問的:

(2)(有關

氫氧化進行i操作時,控制溶液ph=78物沉澱

的ph見下表)

ca(oh)2不能過量,若ca(oti)2過量可能會導致溶解、沉澱。

此題通過設問「可能會導致溶解、沉澱」給了學生台階,指明了解題思考的角度,大大降低了難度。

四、化工流程圖的解題方法

因為這種題所佔比分大,一般高考試卷中會涉及12資訊多,容量大,所以筆者在研究了近5平歸納了3種方法。

題,20

多分,且

年高考題後,結合不同學生的實際水

1.各個擊破法

由於陌生度大,資訊量大,題幹較長,學生容易被陌生情景和專業術語嚇倒,其實,真正分析你會發現,很多問題都是各自獨立,無連帶效應,乙個問題解決不了不會影響下乙個問題的解決。而且每題中都有與流程圖無關的問題,可以直接根據已有的知識去完成,如2023年江蘇高考卷的16[1]。這樣可以讓中等以下的學生可以節約很多時間去拿基礎題的分數,提高總分。

2.就問解題法

粗讀試題,了解大致流程,遇到超綱知識或推不出來的物質,可以先放一下,事實上,超綱知識題目中要麼有資訊提示,要麼與解答題目無關,不要過多耗時。然後,去看本題要解決的問題,看清問題後再對照題目精讀流程圖,這一步是有目的、有重點的、帶著問題去仔細研究相關步驟或環節,找出與問題相關的資訊,一定要關注題目的每乙個字眼,盡量弄懂流程圖,但不必要將每乙個物質都推出,問什麼推什麼,如2010江蘇高考卷的16[1]。經筆者在教學中嘗試,這種方法能讓中等學生在較短時間內可以拿到一題的大部分分數。

3.剝絲抽繭,全面分析法

這類題目命題本身的意圖就是為了拉差距的,就是考查學生對整道題的理解分析,沒有什麼可討巧之處。首先耍對比分析生產流程示意圖中的原材料與產品,盡量讀懂工藝流程圖每一步的目的,從對比分析中找出原料與產品之間的關係,前後每一步間的聯絡,弄清生產流程過程中原料轉化為產品的基本原理和除雜分離提純產品的化工工藝,然後再結合題設的問題,逐一推敲解答,如2023年上海市高考題的27[1]。

五、突破「化工流程圖」的教學策略

因為此類題目的高要求和高分值,而往往學生在進入高三複習時才能正式接觸,訓練時間短難以達到理想效果,故筆者建議應施行高中3層次分梯度、循序漸進的突破策略。

年一體化、分

1.建立化工模型概念

在高一、高二教學時,就著教材相關內容簡要介紹相應化工流程,並在練習中設計簡單的相關題目,初步建立「化工模型」的概念,可參考選修2《化學與技術》的相關內容,但堅決杜絕一步到位。如,在學習必修1[4]的

「3.2na2c03和nahc03的比較」時可引入侯氏制鹼的

簡要流程

圖並引導學生討論:(1)加料的順序;(2)可迴圈利用的物質。

2.讀圖表、分析資料的能力培養

在高一、高二教學時,可借助一些特定教學內容自身的傳統題型,讓學生學會讀圖表、資料並能分析,如,化學平衡影象分析圖題、元素化合物反應中給圖的定量分析題[4]等等。

對於一些教材中本來有一些影象、圖表,我們要善於利用,改變一些傳統的教學方法,教師少講一些讓學生多看一些,引導學生觀察分析。如,對選修

3[4]的第18頁中的第一電離能變化趨勢圖,我們能否引導學生觀察,由

變化趨勢找出同週期、同主族電離能變化規律和異常之處。

3.解讀化工生產

高三專題複習時,應結合選修2《化學與技術》、選修6《實驗化學》,將涉及的知識、方法穿插講解,同時針對化工流程本身的特點進行「化工生產」的專題解讀,消除學生的陌生恐懼感。

解讀一、化工生產主耍解決6

方面問題:(1)解決將原料轉化為產品

的生產原理;(2)除去所有雜質並分離提純產品;(3)提高產量與產率;

(4)減少汙染,考慮「綠色化學」生產;(5)原料的**既要考慮豐富,還要考慮成本問題,經濟適用;(6)生產裝置簡單,生產工藝簡便可行等工藝生產問題。

解讀二、熟悉化工流程常用名詞,如「浸出」、「酸溶、酸浸」、「酸洗」、:「水洗」、「絮凝」、「曝氣」、「水熱處理」等。

解讀三、了解化工生產的幾種常見的處理手段的操作和目的。

(1)灼燒:原料的預處理,不易轉化的物質轉化為容易提取的物質。如

海帶中提取碘等。

(2)加酸:溶解、去氧化物(膜)、調節?11促進水解(沉澱)。(3)加_去油汙,去鋁片氧化膜,溶解鋁、si02,調節卩只促進水解(沉澱)。

(4)加氧

化劑:氧化某物質,轉化為易於被除去的離子,如將?e2+轉換為?e3+。

(5)加氧化物:調節口11促進水解(沉澱)。如除去0u2+*fe3+加cu0。

(6)控制ph值:控制離子存在形式。如?e3+、a13+的沉澱。(7)煮沸:促進水解,聚沉後利於過濾分離;除去溶解在溶液中的氣體,如02。

(8)趁熱過濾:減少結晶損失;提高純度。

在「五嚴」形勢下,傳統的大題量、長時間訓練不可能了,所以研究題型是為了更好的反思自己的教學,做到教學對路,提高教學的有效性,同時也是減輕學生負擔,願高考這根「指揮棒」能巧妙的引導中學教學實現新課改的要求。

參考文獻

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