新高考下化工流程题的命题特点与解题策略

孙华丽 宁方岭

(潍坊新纪元学校,山东 潍坊 261108)

在新高考背景下,高中化学化工流程题目可以根据不同的生产过程以及不同自然资源的开发与利用,对各类题型进行分类与归纳.基于生产过程中所采用的不同的生产工艺,可以将高中化学化工流程题中生产制造环节分为以下三类,即以电解原理为基础的生产过程、以原料转换原理为基础的生产过程、以杂质过滤和物质提纯为基础的生产过程.此外,也可以根据自然资源类型将高中化学化工流程题进行题型划分.因此,对于学生而言,需要掌握正确的化工流程题命题特点,灵活进行解题.

1 化工流程题的命题特点

1.1 化工流程题的结构分析

通常情况下,高中化学工艺流程题目的结构可以分为以下三部分,分别是题引、题干以及题设.题引,其主要作用是将题中的各类信息进行详细说明,如化工流程的生产目的、产品的特点与属性、生产期间所需使用的原材料等.另外,在部分高中化工流程题中,为使学生能够进一步明晰题目所给内容,加强对题目内容的理解,往往会根据题目内容形成一系列的图形、表格等.题干,多数情况下此类型题目的题干往往为流程图、逻辑图等.通过此种方式将各类物质在转化与生产期间的整个流程简洁、清晰、全面地展现在学生面前,为学生后续的顺利解题提供良好条件.题设,该部分的主要作用是将高中化工流程相关知识与题目工艺生产条件、流程等相关联.通过在合理范围内形成一系列的化学问题,从而确保学生通过题设对题引、题干开展全面分析,进而达到巩固高中化工流程相关知识的效果,并加强学生实践操作与理论知识的联系.

1.2 化工流程题的考查范围分析

在新高考背景下,高中化工流程题的考查范围主要包含以下三方面内容:一是元素化合物,主要考查高中学生能否根据题目所给条件对相关物质的变化情况、变化条件、相关化学方程式等内容,进行准确的回忆、理解以及分析;二是高中化学知识基础,如化学反应原理、化学公式等;三是化工实验步骤与操作,主要考查学生能否根据题目所给出的实验条件、实验环境等内容以正确方式进行pH调节、物质提纯、物质分离等相关操作.

1.3 化工流程题的常见考点分析

高中化工流程题的常见考点主要包括以下三方面内容:其一,物质提纯与杂质分离.在此方面的常见考点有分馏、萃取、沉淀以及过滤等.其二,结晶过程分析.该方面需要学生结合实际情况,根据题目所给条件与参数对结晶全过程开展细致分析,其中涉及物质的蒸发、浓缩、过滤以及冷却结晶等内容.其三,计算环节.在高中化工流程题的计算中主要涉及产量计算、纯度计算、物质消耗量计算等方面.

2 化工流程题的解题策略

2.1 快速提炼题目中重要信息

由于新高考背景下高中化学化工流程题干内容复杂化、多元化,其中不仅存在文字说明,也包括生产流程与生产工艺、图形或表格等相关信息.因此,当学生拿到高中化学化工流程题后,应当先对题干中文字部分进行精确、全面地阅读与理解,明确生产流程中所需的产品原料、反应条件、最终产物、产物用途、副产物类型等相关内容.另外,为进一步加强解答内容的合理性与科学性,学生应当结合实际情况对化工流程题目背景进行判断,明确其属于实际工业生产还是实验室研究生产,以此有效梳理实验最终目的与所用生产工艺限制.若高中化学化工流程题中给出产品用途,则可以根据产品用途逆推产品形式,为题目的顺利解答提供相关依据.

除此之外,还需要加强解题的规范性与标准性,如对离子方程式、化学方程式等进行合理配平;检查可逆符号、等号是否书写规范;明确标注溶液、气体以及沉淀等物质的符号.同时,学生在解题时应当结合实际情况,对所形成的实验方案进行全面评价与分析,如是否存在对环境的污染现象、是否对所使用的仪器或设备存在特殊需求、反应条件控制措施是否简便、反应物种类及各类产物数量等,从而加强实验方案的精确性与合理性[1].

2.2 化工流程题中常见的原料处理方法和作用

为进一步提高化工流程题的实际解题效率与解题速度,需要学生明确化工流程题中各类原料常见的预处理方式与作用.通常情况下,原料常见的预处理方法主要分为以下三种:第一,研磨粉碎.该方式适用于惰性物质,目的是通过物理研磨方式提高物质与气体或液体之间的接触面积,进而提升反应速率.第二,酸浸.该处理方式主要用于酸溶,即利用浓硫酸、硝酸、盐酸等溶液溶解可溶性金属,这样能够通过将与酸不溶物质隔离实现去除金属杂质的效果.第三,煅烧、焙烧、灼烧.此处理方式能够改变物质的组成成分与整体结构,进而为物质赋予可溶性.同时,煅烧、焙烧以及灼烧所需温度极高,在高温条件下能够基于氧化、分解原理有效去除物质中有害成分或杂质[2].

2.3 陌生氧化还原反应方程式的书写技巧

对于高中化学化工流程题而言,其多数情况下所涉及的反应化学方程式并不是学生所熟知的,因此,学生在解析过程中只能基于所学化学方程式与反应原理,对题目中潜在的化学方程式进行判断与书写,从而达到解题目的.在此过程中,需要学生有效掌握对陌生氧化还原反应方程式的书写技巧,在实际解题过程中能够正确、精准、完全地书写陌生反应化学方程式,以此为后续的顺利解题提供重要依据.首先,需要学生结合实际情况对变价后的化学反应产物进行精准判断,而后联系化工流程题中所给条件与重要信息明确相关生产流程中的最终产物;其次,配平变价物质的系数,而后根据化合价知识完成升降配平变价物质;最后,对所形成的配平化学方程式进行校验与分析,并确定其合理性与规范性[3].

2.4 例题分析

例磷肥生产期间会形成副产物CaSO4·2H2O,即石膏.为推动相关企业的可持续发展,需要将石膏副产物转化为氯化钙水合物储热材料与硫酸钾肥料[4].图1为CaSO4·2H2O转化工艺流程图.

图1 CaSO4·2H2O转化工艺流程图

问题一:在该生产流程中,所使用的生产原料除KCl与CaSO4·2H2O外还需要什么原料?

问题二:当碳酸铵溶液加入石膏悬浊液后是否会发生反应,若发生反应则写出反应的离子方程式.

问题三:过滤Ⅰ操作所产生的固体可用于生产水泥的原料,请问该固体中含有哪些物质?以化学式表示.

问题五:已知在不同温度条件下K2SO4在100 g水中达到饱和时溶解的量见表1.当温度为60 ℃时,K2SO4的饱和溶液质量为591 g,当将其冷却到0 ℃时,能够析出的K2SO4晶体质量为多少?

3 结束语

综上所述,学生在实际解题过程中,要加强对题目的分析力度,充分挖掘题目中的隐藏信息.根据现有条件与所给参数对化工流程的前后关系开展分析,进而明确生产流程主线与主产物、生产流程支线与副产物、是否存在有毒有害物质、在绿色环保角度下相关生产流程是否具有优化潜力以及具体优化措施等,而后利用规范、标准、专业的解题方式与作答技巧实现对化工流程题的高质量解答效果[4].