基于模型建构的高三化学复习

田桂君 王莉娜

摘 要：以“化学工艺流程”复习课为例，通过原料→核心化学反应→所需产品进行建构模型，对原料预处理、反应条件的控制以及产品的分离提纯等问题进行剖析，引导学生建构化学工艺流程的思维模型。在不同的情景条件下，分析、归纳出解决问题的方案，形成科学的思维模型。以实现对问题认识的深入理解，并总结出问题的内在逻辑性。

关键词：模型建构;高三化学复习;化学工艺流程

一、化学工艺流程命题立意及考点

化学工艺流程是高考的热点之一，也是必考點，它将传统的“无机框图题”进行了高质量的创新和改革。以化工生产作为真实的情景，用框图的形式来描述生产过程，体现出了化学与生活、生产相联系。化学工艺流程知识点涵盖面广。充分体现了学科知识的综合性[1]。其考点可以从以下三个方面解析：

1.核心考点：物质的分离提纯操作：分离最常用的方法有，过滤，蒸馏，萃取，渗析，重结晶等;除杂试剂的选择：要遵守不能引入新的杂质，不能让产物有所损失等原则;生产条件的控制：选择到合适的生产条件，以达到最佳生产效率和产率。

2.知识落点：信息方程式书写;化学用语的表达;生产条件的控制;物质的分离等。

3.能力考查：获取信息的能力;分析问题的能力;计算能力;表达能力。[2]

二、问题的提出

下表是对安徽省示范高中亳州一中高三年级1679份第二次化学月考试卷进行分析，化学工艺流程得分（注：此题满分16分）结果如下：

从表中数据可以分析出，化学工艺流程对学生的综合素质要求极高。故而导致很多学生对此束手无策。其原因大致归纳为：学生的知识与知识之间是孤立的，碎片的。无法将知识系统化，缺乏整合信息的能力。没有建立起解决化学工艺流程的思维模型。根据以上的理解和分析，教师在平时的教学中，需要帮助学生对知识进行建构[3]。

三、模型建构

图1化学工艺流程教学设计思路

四、教学案例

硫酸镍是一种重要的化工中间体，是镍行业研究的热点。一种以石油化工中的废镍催化剂（主要成分为NiCO3和SiO2，还含有少量Fe2O3、Cr2O3）为原料制备硫酸镍的工业流程如图：

已知：Ⅰ.NiS、Ni（OH）2、Cr（OH）3均难溶于水，Cr（OH）3是两性氢氧化物;

Ⅱ.Fe（OH）3不溶于NH4Cl-氨水的混合液，Ni（OH）2溶于NH4Cl氨水的混合液生成[Ni（NH3）6]2+。[4]

[问题链1]若加快酸溶的速率，方法有哪些？

[问题链2]第一次过滤时使用的仪器有哪些？滤渣主要成分是什么？它有哪些用途？

[问题链3]第一次碱析，加入氢氧化钠为什么要过量，其目的是什么？

[问题链4]“氨解”发生反应的离子方程式是什么？

[问题链5]“净化”时通入H2S的目的是什么？

[问题链6]用硝酸“氧化”时，有没有缺点？具体表现在哪里？可以用其他物质代替吗？

[问题链7]“系列操作”具体是指哪些操作？

通过问题链，去建构化学工艺流程的思维模型。引导学生在化学工艺流程中，思考问题的全面性、科学性和逻辑性。

其中，问题链1主要涉及到原料的预处理问题。主要考察学生对原料进行简单处理，相对而言要求比较基础。引导学生总结加快反应速率的措施有：搅拌、升高温度、延长浸出时间、增大气体的流速（浓度、压强），增大气液或固液接触面积。

问题链2主要涉及到原料预处理后物质之间的分离问题，要求学生掌握采用合适的方法去分离物质。而过滤又是其中最简单的分离方式。了解过滤使用的玻璃仪器。对滤渣滤液的留存问题也是需要注意的地方。对原料处理时，需了解和预测各物质的物理性质和化学性质。最后设计的问题是巩固物质的用途。

问题链3、4、5、6主要涉及到核心化学反应，对学生的综合素质要求很高，尤其是给出的已知条件，需要学生有类比迁移的能力，对反应物原料的选择也不能忽视，产品是否廉价、易得？是否无毒无害？产物中是否会对环境造成污染？有没有可替代品？都是绿色化学思想的体现，同时也发展了学生化学学科核心素养——科学精神与社会责任。掌握各反应的特点，就可以以不变应万变。

问题链7主要涉及到所需产品的分离与提纯。引导学生总结分离与提纯的方法：过滤，蒸馏，萃取，渗析，重结晶等。利用合适的方法进行有效的操作。

五、结语

在高三的复习备考中，我们不能简单的依靠机械的记忆，使得学习流于浅层。这样学生学习不仅晦涩，而且还会造成学习效率低下，难以在新的情境中解决问题。通过思维模型的建构，使得学生形成系统的、科学完整的认识，有利于学生的深度学习。

参考文献

[1]张盛. 构建答题模型 提高复习效率——浅析化学工艺流程题的解题策略[J]. 理科考试研究（高中版）， 2014， 21（5）：86-87.

[2]胡炜.高考化学工艺流程题解法浅析[J].科技信息，2013（08）：371-372.

[3]李晓明.基于思维模型建构的高三化学复习——以“核心反应的条件控制”为例[J].中学化学教学参考，2019（15）：32-35.

[4]成际宝.基于微视频与问题链相融合的高三一轮复习教学设计——以“物质的分离与提纯”为例[J].化学教与学，2016（10）：63-65.