浅探工艺流程型试题的解题策略

石海燕

工艺流程型试题借鉴了高考试题的命题形式，由框图推断型试题逐渐演变而来，它保留了框图推断题的基本框架，体现中考试题“稳中求变”的命题思路。从给题形式看，此类试题紧密联系实际，以生产流程为主线，整个流程图中呈现出不定数的框图和箭头，框图排列有序，箭头指向明确，一条主线常常贯穿一套完整的生产流程或实验方案，目标产物明确；从题型结构看，此类试题一般由“题目概述（题头）+流程图（题干）+问题（题尾）”三部分组成；从题源背景看，常以生产、生活实际及后续学习内容为背景；从答题难易度看，一般沿流程图主线搜索，有用信息便暴露无遗，因此该类试题比框图推断题更容易找到题眼及答案；从考查目的看，该类试题具有开放性、创新性和跳跃性，涉及的知识面广、思维容量大、综合性强，能够全面考查学生的逻辑推理能力、读图识图能力、获取与处理有效信息能力，以及发散思维、求异思维、跳跃思维等。

一、试题背景分析

此类试题的背景材料对学生来说常常是陌生的，一般涉及生产、生活实际及后续（如高中）学习内容；试题呈现形式主要包括生产流程、操作流程、物质变化流程、装置流程、实验流程等，常以物质的制备流程、工业生产流程、废物处理流程、实验操作流程等为主线给题。一个完整的物质制备的化工生产流程，一般具有以下特点： [生产原料][对原料的预处理][核心化学反应][产品的提纯与分离][目标产物] [图1]

熟悉流程中的背景资料、工艺设计原理、生产原理、相关思想及操作目的，明确原始生产原料、目标产物、生产过程、核心反应及相关知识等，是解答此类试题的前提和保障。

二、解题策略与步骤

（1）阅读题头→提取信息→明确目的。

工艺流程型试题常以学生未知的知识或方法作为题源背景，并将生产或实验目的置于引题信息中。因此，解题时要认真阅读题头资料，找准关键字，获取有用信息，明确生产目的和工艺设计思路。

（2）精读流程→对比分析→理解原理。

工艺流程图主要包括三部分，即三线（进线、出线、循环线或可逆线），核心反应，框图文字（表明主要原料及产品）。箭头进入框图的是反应物（原料），离开框图的是生成物（常指副产物），箭头最终指向的常是目标产物。解题时应首先关注流程图中的起始物与目标产物，其次关注每一个箭头的指向（进或出），每一个框图内的中转物及副产品，每一条可逆线、循环线上的提示或说明等，从而明确核心反应及生产原理，找到解题线索。另外，审题时要注意查看生产过程中的副产品及环境污染问题，对污染物是怎么处理的，有没有可循环利用的物质等；明确生产过程，尽可能节能减排、避免浪费；明确一切反应或操作都是为了获得产品。

（3）浏览设问→纵观全局→分析解答。

该类试题常以独立设问或关联设问的形式将要解答的问题置于题尾，每一个设问都可以从框图信息中找出答案。因此，关注题尾设问，沿主线探寻答案及线索，关注核心反应及箭头提示，及时检索并灵活应用所学知识与方法进行分析，是解答问题的关键。

三、中考题型例析

题型1 物质的制备流程

该类试题常以生产、生活实际为背景，主要考查物质的制备与合成，如侯氏制碱、合成氨、合成化肥等，解题时应明确生产原理、生产目的及生产主线，根据箭头指向寻找转化关系，生产原料有时不止一种，常见于流程图的开始，目标产物常现于图末。

【例1】（2015年安徽省）我国制碱工业先驱侯德榜发明了“侯氏制碱法”。其模拟流程如图2： [贝壳

主要成分为

CaCO3][煅烧][反应①][饱和食盐水][H2][NH3][N2][CO2][操作a][NaHCO3

固体][NH4Cl

溶液][反应②][纯碱、CO2、

H2O][一定条件][图2]

（1）反应①的化学方程式是 ，反应②的基本反应类型为 。

（2）工业上用分离液态空气的方法制取氮气，属于 （填“物理”或“化学”） 变化。

（3）操作a的名称是 ，实验室进行此操作所需的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、 。

（4）写出NH4Cl的一种用途： 。

【解析】（1）反应①是高温煅烧贝壳（主要成分为碳酸钙），生成物是氧化钙和二氧化碳。反应②是2NaHCO3[]Na2CO3+CO2↑+H2O，属于分解反应。（2）工业上分离液态空气制取氮气时没有生成新物质，属于物理变化。（3）过滤是分离固体和液体的操作，操作a是为了分离NaHCO3固体和NH4Cl溶液，属于过滤操作。（4）NH4Cl中含有氮元素，可用作氮肥。

【答案】（1）CaCO3[高温]CaO+CO2↑ 分解反应 （2）物理 （3）过滤 漏斗 （4）用作化肥（合理即可）

【思路点拨】由“侯氏制碱法”的模拟流程图可知，该生产流程的原料是贝壳、氮气、饱和食盐水，它们在一定条件下反应生成碳酸氢钠，碳酸氢钠受热分解可得到最终产物——纯碱。读懂流程图，熟悉二氧化碳的工业制法，化学反应基本类型，物质的变化与用途，过滤操作的适用范围和主要仪器等知识，这些是解答此类题的得分关键。

题型2 金属的提炼流程

该类试题常以金属矿物的冶炼、废旧金属的回收及利用等为背景给题，主要考查金属的性质，金属活动性顺序，有关实验操作及化学方程式的书写等问题。理解主线中提炼金属或其盐类的主要反应原理，弄清生产过程中添加试剂的目的等是解题的关键。

【例2】（2015年北京市）生物浸出技术在金属冶炼中应用广泛。嗜热细菌在65～80 ℃酸性水溶液及氧气存在下，能氧化黄铜矿（主要成分CuFeS2）产生硫酸盐，进而生产铜和绿矾。主要流程如图3： [黄铜

矿粉][试剂a、

氧气、

嗜热细菌][65～80 ℃][含硫酸铜和硫酸铁

的溶液][矿渣][硫酸铜

溶液][氢氧化

铁沉淀][试剂b][反应①][试剂a][反应②][铜][硫酸铁

溶液][绿矾][图3]

（1）分离出矿渣的操作是 。

（2）若试剂b为Fe粉，反应①的化学方程式为 。

（3）氢氧化铁与试剂a发生中和反应，反应②的化学方程式为 。

【解析】（1）分离固体和液体的操作是过滤。（2）试剂b为Fe粉， b与硫酸铜溶液反应可得到铜，因此，反应①为铁与硫酸铜溶液的置换反应。（3）中和反应的反应物为酸和碱，氢氧化铁与试剂a发生中和反应生成硫酸铁，可推知试剂a一定是硫酸，由此可写出反应②的化学方程式。

【答案】（1）过滤 （2）Fe+CuSO4=FeSO4+Cu （3）3H2SO4+2Fe（OH）3=Fe2（SO4）3+6H2O

【思路点拨】本题的生产原料是黄铜矿粉，目标产物是铜和绿矾两种物质（绿矾即 FeSO4·7H2O）。生产过程比较复杂，框图出现“断崖”，具有跳跃性，但题目中要解答的问题比较简单。解题时，弄清生产目的和生产原理，联系问题中的信息提示，可推知试剂a和试剂b。理解置换反应和中和反应的原理，掌握有关化学方程式的正确书写等是得分关键。

题型3 废物的转化流程

该题型主要考查将废旧物品、物质转化与利用的问题，涉及工业“三废”（废水、废气和废渣）的处理等。题中常呈现多种设备及原理，涉及多种物质或方法。解题时注意箭头的指向：箭头指向设备，表明是添加的反应物；箭头离开设备，表明是生成物。设备中的排出物不会对环境造成污染，如H2O、O2、CO2等。

【例3】（2015年北京市）某烟气脱硫的工艺不仅能消除SO2，还能将其转化为石膏 （CaSO4·2H2O）等产品，实现“变废为宝”。主要物质转化关系如图4： [O2、CO2][H2O][H2O][O2][CaCO3][烟气（O2、CO2、SO2）][H2SO3][设备1][设备2][设备3][设备4][CaSO4][CaSO3][石膏][图4]

（1）设备1中，通过喷淋水脱去烟气中的SO2，该反应的化学方程式为 。

（2）设备2中，加入CaCO3的目的是将H2SO3转化为 。

（3）设备3中，反应前后化合价发生改变的元素是 。

【解析】（1）设备1中，烟气中的SO2与H2O反应生成H2SO3（亚硫酸），O2和CO2释放到空气中。（2）设备2中发生的核心反应为CaCO3+H2SO3=CaSO3↓+H2O+CO2↑，加入CaCO3的目的是将H2SO3转化为CaSO3。（3）设备3中发生的核心反应为2CaSO3+O2=2CaSO4，CaSO3中硫元素为+4价，CaSO4中硫元素为+6价，O2中氧元素的化合价为0，变为化合物后化合价为-2，可见，反应前后化合价发生改变的元素是氧和硫。

【答案】（1）H2O+SO2=H2SO3 （2）CaSO3 （3）氧、硫

【思路点拨】本题以烟气转化——脱硫技术的流程图为载体，考查了工业废气中二氧化硫的去除与转化过程。解题时要注意每个设备中临时添加或转化的物质及所发生的核心化学反应。根据箭头指向可推知除了烟气外，设备中临时添加的H2O、O2、CaCO3等物质也是反应原料，石膏是终极产品。

题型4 海水的综合利用流程

该题型主要以海水淡化，海水中某种金属的提取，海水晒盐及粗盐中可溶性杂质的去除，海洋中贝壳类资源的利用等为背景，以工艺流程图的形式给题，考查海水资源的综合利用，综合性较强，涉及知识面较广，对学生能力要求较高，看懂流程图是正确解题的关键。

【例4】（2015年烟台市）海洋中蕴含丰富的资源。

（1）海水淡化是解决淡水资源不足的重要方法。下列方法中，可以使海水变为淡水的是 （填字母）。

A.滤纸过滤 B.吸附

C.沉降 D.蒸馏

（2）从海水中提炼出来的重水（D2O）可作原子能反应堆的中子减速剂和传热介质。重水中重氢原子（D）的相对原子质量是2，则重水中氧元素的质量分数为 。

（3）从海水中制备纯碱和金属镁的流程如图5所示： [海水][粗盐][母液][精盐水][吸氨、酸化][加热][Ⅵ][Ⅰ][Ⅲ][Ⅳ][Ⅴ][Ⅱ][Mg（OH2）][MgCl2][电解][Mg][石灰乳][CaO][贝壳

（主要含碳酸钙）][NaHCO3][Na2CO3][图5]

回答下列问题。

①步骤Ⅴ中所加试剂是 。

②粗盐水中主要含有CaCl2、MgSO4等可溶性杂质，可加入下列物质，利用过滤等操作进行除杂。则加入下列三种物质的先后顺序为 （填字母）。

a.适量的盐酸

b.稍过量的Na2CO3溶液

c.稍过量的Ba（OH）2溶液

③第Ⅲ步反应的化学方程式是 。

④在海边用贝壳作原料制生石灰，优于用石灰石作原料的原因是 （写一条）。

【解析】（1）过滤是除去水中难溶性杂质的方法，不能除去水中的可溶性物质，故A项错误；吸附是除去水中的色素、异味或细小颗粒等杂质的方法，不能除去水中的氯化钠、氯化镁等可溶性盐，故B项错误；沉降可使大颗粒不溶物快速沉淀下来，可溶性物质无法靠沉降而除去，故C项错误；蒸馏是通过加热的方法将水变成水蒸气，水蒸气再冷凝成水的方法，采用这种方法可将盐分除去，得到纯度较高的蒸馏水，达到淡化水的目的，故D项正确。 （2）重水中的重氢原子的相对原子质量为2，则重水中氧元素的质量分数为[16×12×2+16×1]×100%=80%。（3）①由流程图分析可知，步骤Ⅳ中，母液与石灰乳反应后得到的物质主要是氢氧化镁，步骤Ⅴ中所加试剂与氢氧化镁反应生成氯化镁，推知该试剂是盐酸；②粗盐水中主要含有CaCl2、MgSO4等可溶性杂质，所加试剂的顺序是，先加稍过量的Ba（OH） 2溶液，除去MgSO4，再加稍过量的Na2CO3溶液，除去 CaCl2和过量的Ba（OH） 2，引入新杂质NaOH，最后加适量的盐酸，除去NaOH和过量的Na2CO3，即加入试剂的先后顺序是c、b、a；③第Ⅲ步反应是加热碳酸氢钠，其化学方程式为2NaHCO3[]Na2CO3+H2O+CO2↑；④在海边用贝壳作原料制作生石灰，既可减少贝壳的污染，又可提高经济效益，减少资源浪费。

【答案】（1）D （2）80% （3）①稀盐酸（或HCl） ②c、b、a ③2NaHCO3[]Na2CO3+H2O+CO2↑ ④减少贝壳污染（合理即可）

【思路点拨】本题以海洋资源的综合利用为载体，展示了海水淡化，利用粗盐提纯得到精盐进而制备纯碱，利用贝壳制备石灰乳进而获得金属镁的重要生产流程，涉及三条生产线和多种物质的提纯与制备。紧扣生产流程、生产目的及生产原理，理解粗盐提纯方法，理解贝壳变成石灰乳的方法，灵活利用所学知识进行分析，问题即可迎刃而解。其中，第（3）问是本题难点与失分点。