例谈高考化学工艺流程题的逆向审题策略

王俊金

2021年1月的八省市新高考适应性考试固定了八省市新高考各科试卷结构和试题类型。由于化学工艺流程题能够很好地考查考生在实际问题情境中对化学问题的分析解决能力，而成为各阶段高考试卷保留的明星题型。纵观去年山东试题、今年八省市适应考试试题和历年高考中的化学工艺流程题，其难度在总体稳定的前提下会有波动，当题目难度增大时，许多考生感到无从下手，得分率降低。通过对近十年工艺流程题的研究发现，其实高难度的工艺流程题是命题者将解决问题需要的信息设置得比较隐蔽，才使考生感觉难度大，无从下手。笔者通过研究发现并总结了一套化学工艺流程题的审题方法逆向审题法，对流程难题实现了突破。

例题锂离子电池的应用很广，其正极材料可再生利用。某锂离子电池正极材料有钴酸锂（LiCoO，）、导电剂乙炔黑和铝箔等。充电时，该锂离子电池负极发生的反应为6C+.xLit+xe-LiC。现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源（部分条件未给出）。

回答下列问题：

（1）LiCoO，中，Co元素的化合价为

（2）写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式：

（3）“酸浸”一般在80C下進行，写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学方程式：

可用盐酸代替H，SO，和H，O，的混合液，但缺点是

（4）写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式：

（5）充放电过程中发生LiCoO，与Li-，CoO，之间的转化，写出放电时电池反应方程式：

（6）上述工艺中，“放电处理”有利于锂在正极的回收，其原因是

在整个回收工艺中，可回收的金属化合物有（填化学式）。

分析：首先，我们将审题策略变正向审题为逆向审题。所谓逆向审题就是不先去破解全部流程，而是先看题目的问题，然后带着问题去题干中找解答此问题需要的信息。

第（1）问为送分题，解答Co元素的化合价需要的关联信息是“化学式化合价代数和为0”，容易解得答案为十3。

对于第（2）问，可以回头去题干中找“正极碱浸”时发生的反应信息，题干显示“电池正极材料有钴酸锂（LiCoO，）、导电剂乙炔黑和铝箔等”这是显性信息（所谓显性信息就是题目直接给出与问题相关的信息）。而碱浸应该是铝箔与NaOH溶液发生反应，这是我们联想金属铝的性质判断的，属于联想信息（联想信息是指问题关联的我们已经存储在大脑中的相关知识和规律等）。据此即可写出正确答案：2Al+2OH+2H，0一2AlO2+3H↑。

解答第（3）问，需要我们去题干中找与“酸浸”流程问题相关的信息。铝已溶解，滤渣成分应为LiCoO，和乙炔黑（即碳）。审题时要审出关键词“氧化还原反应”和暗示语“所有”及反应温度“80”C”。还要审出关联信息酸浸所加硫酸和过氧化氢的性质：H，O，中O为-1价，既有氧化性又有还原性，不稳定易分解;硫酸、盐酸的性质差异为盐酸有挥发性、还原性。再找关于发生氧化还原的化合价变化信息，发现最后Co元素变为CoCOs，Co的化合价由LiCoO，的十3价变为十2价。再根据书写陌生反应方程式的思维模型“四要素一原理”，判断LiCoO，具有氧化性，是氧化剂，此时H，O，需要表现还原性，是还原剂，硫酸起酸性接收剂（接收一2价O生成水，接收金属离子生成盐）作用，只要审出这些信息就能够写出答案：

此时不要忘了暗示词“所有”，显然还有其他氧化还原反应存在，联想关联信息“H，O，不稳定易分解”和反应条件

分析“用盐酸代替H，SO，和H，O，的混合液”的缺点，思考的模板是“对比差异，趋利避害”。显然，因盐酸的还原性和挥发性，在与氧化剂LiCoO，作用时可能产生C1，和HCl，会对环境造成污染，答案昭然。

第（4）问是陌生方程式的书写，思路方法就是前面提到的“四要素一原理”，四要素是反应物生成物、条件、符号、配平，一原理是不共存原理。反应物、生成物是什么，要去题干中审题找信息或联想掌握的反应规律和元素守恒来判断。我们去题干流程中找到如下信息：

可以看出反应物显然为CoSO，、NH，HCO，，生成物有CoCO沉淀。其他产物可以根据元素守恒判断，初步可以写成：CoSO，+NHHCOCoCO;、↓+NHHSO，，但如此写不符合“不共存原理”，因为NHHCO、CoCO在强酸性的NH，HSO，溶液中因相互反应不能共存，所以，应该加足量的NH，HCO将NH，HSO，转化为能共存的生成物，即：CoSO，+2NHHCOsCoCO↓+（NH），S0+H2O+CO↑。陌生方程式书写中，此类不共存原理问题特别需要考生注意，不然会掉人陷阱，这也是命题者为了体现高考试题的区分功能，设计试题难度常用的手法。

第（5）问在本题中是难度最大的一问了，那么，其难度在哪里呢？其实站在命题者的角度看，题目难度的设置方法往往是把解题需要的信息隐身，需要考生审题时找出这些隐含信息（隐含信息是指由显性信息进行迁移变换、深入挖掘才能得到的解决问题所必需的信息）才能找到答案。本问在设置的问题中也提供了解题需要的信息，但单凭这些问题信息（问题信息是指非题干提供的信息而是在设问时展示的信息）是无法找到答案的，需要将问题信息和隐含信息等其他信息相结合才能找到突破口。

我们先看问题告诉我们的信息：“充放电过程中发生LiCoO，与Li-.CoO，之间的转化”，而LiCoO，是正极材料，所以这是正极上的变化，即充、放电时正极的变化为：LiCoO，充电Li_，CoO，，由此可知，放电时正放电

极变化为Li-.CoO，》LiCoO，，进一步可知其隐含着正极电极反应式为Li-.CoO，+xe～+xLit-LiCoO，的信息。要写出电池总反应方程式，我们还需要负极材料和负极变化，题目并未直接告诉我们，而是也设置成了隐含信息。这时候我们需要去题干中找相关的显性信息，然后挖掘我们需要的隐含信息即可。本题干中有显性信息：“充电时，该锂离子电池负极发生的反应为6C+.Li++xe-Li，C。”由此我们可以逆推出隐含信息，放电时负极反应为充电反应的逆反应，即Li，C-.xe=6C+xLt，负极材料为Li，C。此时我们将两极电极反应式相加即得到答案：Li_.CoO，+Li，C-LiCoO，+6C。

第（6）问的第一空我们依然用“对比差异、趋利避害、信息引领”的思维方法去找答案。我们去找放电和不放电的差异，显然不放电时负极材料中存在锂，而根据电池反应方程式可知放电后锂元素都进入正极材料，题目中给我们的引领信息是“现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源”，当然是放电后锂元素都进人正极材料了，这样锂的回收率会更大。可知答案为：因为是从正极材料回收金属锂，而据电池反應可知放电时所有锂元素都进人正极材料中。

最后的问题属于送分的简单问题，只需去流程中去找含有金属元素的终端产物这个显性信息即可。答案为Al（OH）：、LijSO、CoCO3。

点评：例题分析展示了化学工艺流程题的“逆向审题”过程，其特点主要是避免了正向审题可能会消耗无谓的时间和精力，因为流程中的有些内容，命题者并未设置相关问题，而逆向审题是先看题目问啥，然后带着问题去题干中找命题者为解决此问题设置的相关信息，这样审题效率高，精准性强。逆向审题策略中，要善于挖掘“显性信息”“隐含信息”“关联信息”“问题信息”“关键词”“暗示语”。通过解答化学工艺流程题，将这些不同类型信息与题中设置问题的关联对接进行强化体验，能使我们形成信息分类的思维习惯，对我们审题能力的提升大有好处。对于陌生方程式书写的问题，我们提出了“四要素一原理”的思维模板。对于简答题我们提出了“对比差异、趋利避害、信息引领”的思维方法，并都进行了相应的案例分析应用。

下面我们可以将“逆向审题策略”和“四要素一原理”书写陌生方程式法、“对比差异、趋利避害、信息引领”简答类问题的思维分析方法，应用于以下试题的分析解答中，可以用和常规审题方法进行对比的形式，体验一下逆向审题与常规审题不同的奥妙。

【2021年河北省普通高中学业水平选择考适应性测试（八省市联考）】合理利用工厂烟灰，变废为宝，对保护环境具有重要意义。

以某钢铁厂烟灰（主要成分为ZnO，并含少量的CuO、MnO，、Fe，O等）为原料制备氧化锌的工艺流程如下：

回答下列问题：

（1）“浸取”工序中加入过量氨水的目的：①使ZnO、CuO溶解，转化为【Zn（NH）4】2+和【Cu（NH）】+配离子;②

（2）ZnO转化反应的离子方程式为

（3）“除杂”工序中，反应的离子方程式为

（4）滤渣②的主要成分有

（填化学式），回收后可用作冶金原料。

（5）“蒸氨沉锌”工序中，“蒸氨”是将氨及其盐从固液混合物中蒸出，相应的化学方程式为，蒸出物冷凝吸收后得到的碳化氨水可返回工序循环使用。

（6）从碱式碳酸锌得到氧化锌的工序名称为

（7）将滤渣①用H，SO溶液处理后得到溶液和固体（均填化学式）。

（责任编辑谢启刚）