例谈化学高考工艺流程题中与教材有关的核心反应

余讲兵

摘 要：化学反应是化工生产的核心，其他操作都是围绕核心的化学反应来进行组织实施的。在特定的工业情景下，把教材中的反应原理变成流程框图表现，有利于培养学生处理和接受信息的能力，提升学生化学学科知识应用的综合能力。

关键词：核心反应;框图;转化

工艺流程题是以真实的工业生产过程为背景的命题形式，体现能力立意的命题指导思想。题目能够综合考查学生各方面的基础知识，并考查学生将已有知识灵活应用在生产实际中解决问题的能力[1]。工艺生产过程由原料预处理、化学反应、产品的分离和提纯三个部分构成，是将化工原料转化为化工产品的过程，也就是化工生产的核心过程。化学反应是工业生产的核心，其他操作都是围绕核心的化学反应来进行组织实施的。其中一种合成类流程题是从“含有核心元素的原料”到“含有核心元素的产物”的转化为主线，以除杂和提纯为辅线进行设计的。纵观历年高考工艺流程题的命题，多是源于教材但又高于教材。

一、真题再现

例题1：（2021年湖南卷）一种工业制备无水氯化镁工艺流程如下：

下列说法错误的是

A.物质X常选用生石灰

B.工业上常用电解熔融MgCl2制备金属镁

C.“氯化”过程中发生的反应为MgO+C+Cl2 MgCl2+CO

D.“煅烧”后的产物中加稀盐酸，将所得溶液加热蒸发也可得到无水MgCl2

【答案】D

【题目考点】海水制镁

【对应教材】

海水 → Mg（OH）2沉淀 → MgCl2溶液 →  MgCl2 ·6H2O →无水MgCl2→Mg

【解题注意】MgCl2溶液不能直接蒸干，否则得不到MgCl2，得到Mg（OH）2沉淀。

例题2：（2014年北京卷）NH3经一系列反应可以得到HNO3和NH4NO3，如下图所示。

（1）Ⅰ中，NH3和O2在催化剂作用下反应，其化学方程式是

（3）N2O4与O2、H2O化合的化学方程式是

【答案】（1）4NH3+5O2 4NO+6H2O

（3）2N2O4+O2+2H2O=4HNO3

【题目考点】工业制硝酸

【对应教材】

1.第一阶段：氨的催化氧化4NH3+5O2 4NO+6H2O

2.第二阶段：NO2的生成和吸收

2NO+O2=2NO2      3NO2+H2O=2HNO3+NO

3.计算关系：NH3 → NO→ NO2→ HNO3

4.主要设备：氧化炉、吸收塔

5.尾气处理：NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O

           2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O

【解题注意】常考点 3NO2+H2O=2HNO3+NO产物NO的循环利用。

二、学生应掌握的内容

化学高考出现的流程题，既有对教材涉及的工艺原理的考查，也有对陌生方程式的书写。解题时需要学生熟练掌握常规的主族金属和非金属元素的知识，也要对过渡元素的性质有一定了解。

三、高考涉及的几个典型工业原理流程图

工艺流程题是以实际的科学研究和工业生产为背景，以生产流程为载体，用流程图呈现生产过程的一类习题。化学反应是工艺流程生產的核心，解读化学反应对调控化学反应的条件、反应物的选择、产品的分离等，都有一定的指导作用。依据教材中出现的核心反应原理，完成工业流程的框图设计是对学生化学学科学习能力的提升。

（一）工业制粗硅及粗硅的精炼

【核心反应】 SiO2+2C i+4HCl

（二）工业合成氨

【核心反应】 N2+3H2 2NH3

条件：温度：500？紫C;  压强：20  MPa～50  MPa;  催化剂是铁触媒。

（三）工业制硫酸

沸腾炉 →  SO2气体的净化 → 接触室（SO3的生成）

→ 吸收塔（H2SO4的生成）

【核心反应】

沸腾炉：4FeS2 + 11 O2

二氧化硫的制取和净化阶段

接触室： 2SO2+O2 SO3

二氧化硫转化三氧化硫阶段

吸收塔：SO3+H2O = H2SO4

三个设备：沸腾炉、接触室、吸收塔。

三种原料：硫铁矿或硫黄、空气、98.3%的浓硫酸

（四）海带提碘

海带   海带灰 →  含I-溶液 →  含碘水溶液

→ 含碘的苯溶液 → I2

【核心反应】 2I-+ H2O2+ 2H+=2 H2O +I2

（五）海水提溴

海水

【核心反应】 2Br-+Cl2=2Cl-+Br2    SO2+Br2+2H2O=2Cl-     +2Br-+4H+      2Br-+Cl2=2Cl-+Br2

高考化学工艺流程题通常以生产流程为载体，用流程图呈现生产过程。题目以工艺流程原料处理、核心反应、分离提纯为三条主线循序渐进，以相互融合的结构体系，将工艺流程路线的设计和核心知识的学习应用相互结合、相互支撑。引导学生利用核心认知视角开展科学探究，培养学生的信息提取分析力、逻辑推理能力、归纳论证能力、图表分析能力。教材中的工业反应原理是流程工业的核心，掌握物质之间的转化关系是我们解题的关键。

参考文献：

[1]孙永江.无机工艺流程题解题思路分析[J].青少年日记（教育教学研究）， 2018（12）.

编辑/魏继军