對化工流程圖題的幾點思考的教育論文
摘要：
文章針對高考新題型“化工流程圖”題從起源、題目結(jié)構(gòu)、演變過程和解題方法做了一些研究和思考，并對在教學(xué)中如何突破這類題型提出一些想法和建議。
關(guān)鍵詞：
化工流程圖；演變；解題方法；突破策略
以“化工流程”為背景的“化工流程圖”題型自從在２００５年的廣東、上海市的高考題中首次亮相后，近幾年來，在新課改地區(qū)的高考新題型［１］中頻頻出現(xiàn)，并且不斷的發(fā)展完善，引起了高中化學(xué)教師的高度關(guān)注，筆者也就此做了些研究和思考。
一、化工流程圖的上榜理由
筆者認(rèn)為這類題目之所以備受青睞的原因有二：
1、這類試題以真實的工業(yè)生產(chǎn)作為背景，陌生度大，起點高，結(jié)構(gòu)新穎，提問靈活，有較好的區(qū)分度。且題材多，無法猜題，能較好的體現(xiàn)公平、公正的高考選拔原則。
2、這類題型能很好體現(xiàn)課標(biāo)和《考試說明》中的相關(guān)要求�！墩n程標(biāo)準(zhǔn)》的課程性質(zhì)中明確指出“高中化學(xué)課程應(yīng)有利于學(xué)生形成科學(xué)的自然觀和嚴(yán)謹(jǐn)求實的科學(xué)態(tài)度，更深刻地認(rèn)識科學(xué)、技術(shù)和社會之間的相互關(guān)系，逐步樹立可持續(xù)發(fā)展的思想�！保郏玻荨叮玻埃保澳昕荚囌f明》在命題指導(dǎo)思想中要求“重點考查考生的信息獲取與加工……從化學(xué)視角分析解決問題和創(chuàng)新思維等能力”，同時在素養(yǎng)和能力要求中提出“
3、解決化學(xué)問題
�。ǎ保┠軌�?qū)⑴c化學(xué)相關(guān)的實際問題分解，綜合運用相關(guān)知識和科學(xué)方法，解決生產(chǎn)、生活實際和科學(xué)研究中的簡單化學(xué)問題的能力。
�。ǎ玻┠苡谜_的化學(xué)用語及文字、圖表、模型、圖形等表達化學(xué)問題解決的過程和成果，并做出解釋的能力。（3）這些要求在“化工流程圖”題型中都能很好的體現(xiàn)。
二、化工流程圖的結(jié)構(gòu)
這一類試題往往通過提供文字信息、工業(yè)生產(chǎn)流程簡圖、提供圖表和數(shù)據(jù)設(shè)置問題，題型的呈現(xiàn)趨于成熟、統(tǒng)一，形成了相對固定的模式，一般如下：
三、化工流程圖題型的演變
在研究了化工流程圖的結(jié)構(gòu)后，筆者做了一些比較研究，試圖找出這種題型的發(fā)展變化過程，并且建立和某些傳統(tǒng)題型的聯(lián)系。
�。保疅o機推斷框圖題和實驗流程圖 ｖｓ 化工流程圖
題１：２００８年江蘇高考卷１６的無機推斷框圖：
題２：２００９年山東理綜卷３０的以孔雀石為原料制ｃｕｓｏ４·５ｈ２ｏ及ｃａｃｏ３的實驗流程：
題３：２０１０福建高考卷２４的工業(yè)上常用菱鋅礦生產(chǎn)硫酸鋅的生產(chǎn)工藝流程：
從題１、題２和題３比較中可以看出，它們都涉及元素化合物的化學(xué)反應(yīng)和推斷，解題思路和方法有相通之處，題３還涉及了分離提純操作，這就提示我們在平時教學(xué)中進行題１、題２類傳統(tǒng)題型的訓(xùn)練時可以滲透化工流程圖的講解。
�。玻疾榉秶牲c到面，由知識立意到能力立意
此類題目的知識考查從最初局部知識的'檢測發(fā)展到考查范圍幾乎涉及各個化學(xué)模塊。問題設(shè)計靈活性增強，挖掘深，且撤去臺階，對學(xué)生知識掌握和運用要求大大提高。
�。ǎ保┛v向比較題目的設(shè)問
題１：２００７年山東理綜的３１的設(shè)問
�。ǎ保╇娊怙柡褪雏}水常用離子膜電解槽和隔膜電解槽。離子膜和隔膜均允許通過的分子或離子是 。電解槽中的陽極材料為 。
�。ǎ玻┍竟に嚵鞒讨邢群笾频茫猓颍�、ｃａｓｏ４和ｍｇ（ｏｈ）２，能否按ｂｒ２、ｍｇ（ｏｈ）２、ｃａｓｏ４的順序制備？，原因是 。
�。ǎ常╀鍐钨|(zhì)在四氯化碳中的溶解度比在水中大得多，四氯化碳與水不互溶，故可用于萃取溴，但在上述工藝中卻不用四氯化碳，原因是 。
題２：２０１０福建高考卷的２４的設(shè)問
（１）將菱鋅礦研磨成粉的目的是。
�。ǎ玻┩瓿伞把趸F”步驟中反應(yīng)的離子方程式：
□ｆｅ（ｏｈ）２＋□＿＿＿＿＋□＿＿＿＿＿＝ □ｆｅ（ｏｈ）３＋□ｃｌ－
�。ǎ常┽樿F礦（ｇｏｅｔｈｉｔｅ）是以德國詩人歌德（ｇｏｅｔｈｅ）名字命名的，組成元素是ｆｅ、ｏ和ｈ，化學(xué)式量為８９，化學(xué)式是。
�。ǎ矗└鶕�(jù)下表數(shù)據(jù)，調(diào)節(jié)“濾液２”的ｐｈ時，理論上可選用的最大區(qū)間為＿＿＿＿＿＿。
�。ǎ担┕I(yè)上從“濾液３”制取ｍｇｏ過程中，合適的反應(yīng)物是（選填序號）。
ａ．大理石粉 ｂ．石灰乳
�。悖儔A溶液 ｄ．燒堿溶液
�。ǎ叮盀V液４”之后的操作依次為＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿、過濾，洗滌，干燥。
（７）分析圖中數(shù)據(jù)，菱鋅礦粉中ｚｎｃｏ３的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不低于 。
題１只考察了常規(guī)的３個知識點：氯堿工業(yè)中離子交換膜的作用、ｃａ２＋、ｍｇ２＋的沉淀和萃取劑的綠色環(huán)保要求�；A(chǔ)性很強，對分析問題解決能力的要求不高，基本都屬于認(rèn)知性學(xué)習(xí)目標(biāo)中的“理解”層次。
而題２卻考察了７個方面的知識：
�。ǎ保┯绊懛磻�(yīng)速率的因素；
�。ǎ玻┯伤o條件書寫離子方程式；
�。ǎ常┯伤o式量和元素分析得化學(xué)式；
�。ǎ矗⿵乃o圖表數(shù)據(jù)中尋找有用信息，判斷控制ｐｈ離子水解沉淀；
�。ǎ担┻\用離子反應(yīng)進行分離提純；
�。ǎ叮┻\用結(jié)晶法進行分離提純；
（７）產(chǎn)物的產(chǎn)率計算。
其中，（１）、（６）屬于認(rèn)知性學(xué)習(xí)目標(biāo)中的“理解、應(yīng)用”，（５）屬于認(rèn)知性學(xué)習(xí)目標(biāo)中的“優(yōu)選”，（２）、（３）屬于認(rèn)知性學(xué)習(xí)目標(biāo)中的“設(shè)計、解決”，（４）屬于認(rèn)知性學(xué)習(xí)目標(biāo)中的“評價、優(yōu)選”，（５）屬于認(rèn)知性學(xué)習(xí)目標(biāo)中的“優(yōu)選、解決”，（７）屬于認(rèn)知性學(xué)習(xí)目標(biāo)中的“理解、解釋、解決”�？梢钥闯�，無論從知識層面的考察還是從能力要求上都大大提高。
�。ǎ玻M向比較同一類知識點的考察
上題２（２０１０福建高考卷２４）中的（４），考查通過控制ｐｈ控制離子水解沉淀。設(shè)問中沒有任何暗示和引導(dǎo)，要求學(xué)生能自己由圖表數(shù)據(jù)從兩個方面分析出： ｐｈ＝８時ｚｎ（ｏｈ）２完全沉淀，ｐｈ＝１０．５開始溶解，而ｍｇ（ｏｈ）２在ｐｈ＝１０．４的時候開始沉淀，為了使ｚｎ（ｏｈ）２能完全析出而不影響ｍｇ（ｏｈ）２，溶液的酸堿度控制在８．０≤ｐｈ≤１０．４的范圍。
而此類知識的考察在２００６年上海市高考２７的（２）中是這樣設(shè)問的：
（２）進行ⅰ操作時，控制溶液ｐｈ＝７～８（有關(guān)氫氧化物沉淀的ｐｈ見下表）
ｃａ（ｏｈ）２不能過量，若 ｃａ（ｏｈ）２過量可能會導(dǎo)致溶解、 沉淀。
此題通過設(shè)問“可能會導(dǎo)致 溶解、沉淀”給了學(xué)生臺階，指明了解題思考的角度，大大降低了難度。
四、化工流程圖的解題方法
因為這種題所占比分大，一般高考試卷中會涉及１～２題，２０多分，且信息多，容量大，所以筆者在研究了近５年高考題后，結(jié)合不同學(xué)生的實際水平歸納了３種方法。
１．各個擊破法
由于陌生度大，信息量大，題干較長，學(xué)生容易被陌生情景和專業(yè)術(shù)語嚇倒，其實，真正分析你會發(fā)現(xiàn)，很多問題都是各自獨立，無連帶效應(yīng)，一個問題解決不了不會影響下一個問題的解決。而且每題中都有與流程圖無關(guān)的問題，可以直接根據(jù)已有的知識去完成，如２００９年江蘇高考卷的１６［１］。這樣可以讓中等以下的學(xué)生可以節(jié)約很多時間去拿基礎(chǔ)題的分?jǐn)?shù)，提高總分。
�。玻蛦柦忸}法
粗讀試題，了解大致流程，遇到超綱知識或推不出來的物質(zhì)，可以先放一下，事實上，超綱知識題目中要么有信息提示，要么與解答題目無關(guān)，不要過多耗時。然后，去看本題要解決的問題，看清問題后再對照題目精讀流程圖，這一步是有目的、有重點的、帶著問題去仔細(xì)研究相關(guān)步驟或環(huán)節(jié)，找出與問題相關(guān)的信息，一定要關(guān)注題目的每一個字眼，盡量弄懂流程圖，但不必要將每一個物質(zhì)都推出，問什么推什么，如２０１０江蘇高考卷的１６［１］。經(jīng)筆者在教學(xué)中嘗試，這種方法能讓中等學(xué)生在較短時間內(nèi)可以拿到一題的大部分分?jǐn)?shù)。
�。常畡兘z抽繭，全面分析法
這類題目命題本身的意圖就是為了拉差距的，就是考查學(xué)生對整道題的理解分析，沒有什么可討巧之處。首先要對比分析生產(chǎn)流程示意圖中的原材料與產(chǎn)品，盡量讀懂工藝流程圖每一步的目的，從對比分析中找出原料與產(chǎn)品之間的關(guān)系，前后每一步間的聯(lián)系，弄清生產(chǎn)流程過程中原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的基本原理和除雜分離提純產(chǎn)品的化工工藝，然后再結(jié)合題設(shè)的問題，逐一推敲解答，如２００６年上海市高考題的２７［１］。
五、突破“化工流程圖”的教學(xué)策略
因為此類題目的高要求和高分值，而往往學(xué)生在進入高三復(fù)習(xí)時才能正式接觸，訓(xùn)練時間短難以達到理想效果，故筆者建議應(yīng)施行高中３年一體化、分層次分梯度、循序漸進的突破策略。
１．建立化工模型概念
在高一、高二教學(xué)時，就著教材相關(guān)內(nèi)容簡要介紹相應(yīng)化工流程，并在練習(xí)中設(shè)計簡單的相關(guān)題目，初步建立“化工模型”的概念，可參考選修２《化學(xué)與技術(shù)》的相關(guān)內(nèi)容，但堅決杜絕一步到位。如，在學(xué)習(xí)必修１［４］的“３．２ｎａ２ｃｏ３ 和ｎａｈｃｏ３的比較”時可引入侯氏制堿的簡要流程圖并引導(dǎo)學(xué)生討論：
（１）加料的順序；
�。ǎ玻┛裳h(huán)利用的物質(zhì)。
�。玻x圖表、分析數(shù)據(jù)的能力培養(yǎng)
在高一、高二教學(xué)時，可借助一些特定教學(xué)內(nèi)容自身的傳統(tǒng)題型，讓學(xué)生學(xué)會讀圖表、數(shù)據(jù)并能分析，如，化學(xué)平衡圖像分析圖題、元素化合物反應(yīng)中給圖的定量分析題［４］等等。
對于一些教材中本來有一些圖像、圖表，我們要善于利用，改變一些傳統(tǒng)的教學(xué)方法，教師少講一些讓學(xué)生多看一些，引導(dǎo)學(xué)生觀察分析。如，對選修３［４］的第１８頁中的第一電離能變化趨勢圖，我們能否引導(dǎo)學(xué)生觀察，由變化趨勢找出同周期、同主族電離能變化規(guī)律和異常之處。
３．解讀化工生產(chǎn)
高三專題復(fù)習(xí)時，應(yīng)結(jié)合選修２《化學(xué)與技術(shù)》、選修６《實驗化學(xué)》 ，將涉及的知識、方法穿插講解，同時針對化工流程本身的特點進行“化工生產(chǎn)”的專題解讀，消除學(xué)生的陌生恐懼感。
解讀一 、 化工生產(chǎn)主要解決６方面問題：（１）解決將原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的生產(chǎn)原理；（２）除去所有雜質(zhì)并分離提純產(chǎn)品；（３）提高產(chǎn)量與產(chǎn)率；（４）減少污染，考慮 “綠色化學(xué)”生產(chǎn)；（５）原料的來源既要考慮豐富，還要考慮成本問題，經(jīng)濟適用；（６）生產(chǎn)設(shè)備簡單，生產(chǎn)工藝簡便可行等工藝生產(chǎn)問題。
解讀二、熟悉化工流程常用名詞，如“浸出”、“酸溶、酸浸”、“酸洗”、：“水洗”、“絮凝”、“曝氣”、“水熱處理”等。
解讀三 、 了解化工生產(chǎn)的幾種常見的處理手段的操作和目的。
�。ǎ保┳茻涸系念A(yù)處理，不易轉(zhuǎn)化的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為容易提取的物質(zhì)。如海帶中提取碘等。
�。ǎ玻┘铀幔喝芙�、去氧化物（膜）、調(diào)節(jié)ｐｈ促進水解（沉淀）。
�。ǎ常┘訅A：去油污，去鋁片氧化膜，溶解鋁、ｓｉｏ２，調(diào)節(jié)ｐｈ促進水解（沉淀）。
�。ǎ矗┘友趸瘎貉趸澄镔|(zhì)，轉(zhuǎn)化為易于被除去的離子，如將ｆｅ２＋轉(zhuǎn)換為ｆｅ３＋。
（５）加氧化物：調(diào)節(jié)ｐｈ促進水解（沉淀）。如除去ｃｕ２＋中ｆｅ３＋加ｃｕｏ。
�。ǎ叮┛刂疲穑柚担嚎刂齐x子存在形式。如ｆｅ３＋、ａｌ３＋的沉淀。
�。ǎ罚┲蠓校捍龠M水解，聚沉后利于過濾分離；除去溶解在溶液中的氣體，如ｏ２。
（８）趁熱過濾：減少結(jié)晶損失；提高純度。
在“五嚴(yán)”形勢下，傳統(tǒng)的大題量、長時間訓(xùn)練不可能了，所以研究題型是為了更好的反思自己的教學(xué)，做到教學(xué)對路，提高教學(xué)的有效性，同時也是減輕學(xué)生負(fù)擔(dān)，愿高考這根“指揮棒”能巧妙的引導(dǎo)中學(xué)教學(xué)實現(xiàn)新課改的要求。
參考文獻
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