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1、去污 例 茶迹： 新沾茶渍可用 的热水搓洗； 陈渍宜以浓盐水浸洗或用 的氨水和甘油混合液搓洗。 工业流程题重要物质确定思维模型的构建与应用 广东 刘汉国 工业流程题是高考常规题型， 是元素化合物知识与生 产工艺、 化学原理、 化学实验等结合起来的综合性试题， 分 值 分左右。工业流程题引导中学化学教学过程中关注 化学学科的应用性和实践性， 培养学生“ 证据推理与模型认 知” “ 科学探究与创新意识” “ 科学态度与社会责任” 等化学 学科核心素养。该题型旨在考查学生在工艺流程中阅读分 析能力、 化学反应原理在工艺流程中的应用能力、 氧化还原 反应分析能力、 元素化合物性质及其转化关系的理解和应
2、 用能力等。工业流程题以流程图的形式呈现， 以情景方程 式书写、 实验操作、 化学计算和重要物质的推断等为考查方 式。工业流程题综合性强、 难度大， 近几年的得分率仅为 左右。本文通过构建“ 杂质成分确定的思维模型、 滤液 成分确定的思维模型和循环物质确定的思维模型” ， 突破工 业流程题中重要物质确定的难题， 供各位同仁在教学时参 考借鉴。 一、 思维模型的构建与应用 杂质成分确定的思维模型 除杂是工业流程中原料处理的重要环节。确定杂质成 分， 首先分析题干信息， 明确原料成分和产品成分， 然后利 用原子守恒等知识确定除杂元素， 根据物质性质和化学反 应推断出除杂元素对应的生成物， 从而可确
3、定杂质成分。 杂质成分确定的思维模型如图所示： 图 杂质成分确定的思维模型 例 （ 全国卷 节选） 我国是世界上最 早制得和使用金属锌的国家， 一种以闪锌矿（ ， 含有 和少量 、 、 杂质） 为原料制备金属锌的流程如 图所示： ， 最后抽滤、 洗涤、 干燥， 得，亚甲二氧基苯甲 酸固体。 【 精准分析】 （） 反 应 结 束 后， 反 应 液 呈 紫 红 色， 说 明 过 量， 具 有 强 氧 化 性 将 氧 化 成 ， 反 应 的 离 子 方 程 式 为 。根据中和反应原理， 加入 将 转化为可溶于水的。 （） 难溶于水， 步骤中趁热过滤的目的是为了 防止在较低的温度下结晶析出， 步骤中趁
4、热 过滤除去的物质是 。 （）步 骤 中，合 并 后 的 滤 液 中 主 要 成 分 为 ， 为了制得 ， 需要将合并后的溶液进 行酸化； 处理合并后溶液的实验操作为向溶液中滴加盐酸 至水层不再产生沉淀。 （） 抽滤所用的装置包括布氏漏斗、 吸滤瓶、 安全瓶和 抽气泵。 【 答案】 （） 将反应生成的酸转化为可溶性的盐 （） （） 向溶液中滴加盐酸至水层不再产生沉淀 （） 布氏漏斗 （ 作者单位： 陕西省汉中市城固县第二高级中学） 去污 例 圆珠笔污迹： 先用洗发水浸透污迹处， 再用刷子蘸些白醋加水稀释后的溶液轻刷即可。 图 相关金属离子 （ ） 形成氢氧化 物沉淀的 范围如表所示： 金属离子
5、 开始沉淀的 沉淀完全的 回答下列问题： 滤渣的主要成分除 外还有 ； 氧化除杂 工序中 的作用是 ， 若不通入氧气， 其后果是 。 【 解析】 根据题干信息可知， 原料成分为 （ 含有 和少量 、 、 杂质） 和产品成分为 ， 根据原子守 恒推断出杂质元素为 、 、 、 和， 其中元素在焙烧 时已经以 气体的形式除去。根据物质的性质可知， 二 氧化硅与稀硫酸不反应， 元素对应的产物硫酸铅不溶于 水， 故滤渣除 外还有 。由于沉淀亚铁离子的 较大， 需要将其氧化为铁离子， 通过控制 得到氢氧 化铁沉淀； 滤液中加入锌粉置换出 ， 最后将滤液电解得 到金属锌。 【 答案】 调节溶液的 无法除去杂
6、质 变式训练 信息时代产生的大量电子垃圾对环境构 成了极大的威胁。某“ 变废为宝” 学生探究小组将一批废弃 的线路板简单处理后， 得到含 、 、 及少 量 、 等金属的混合物， 并设计出如图所示制备硫酸 铜和硫酸铝晶体的路线： 图 请回答下列问题： 第步 与酸反应的离子方程式为 ； 得到滤渣的主要成分为 。 【 解析】 根据题干信息可知， 原料成分为 、 、 、 、 和产品成分中含有的元素为 、 ， 根据原子守恒推断 出除杂元素为 、 、 。根据物质的性质可知， 与稀硫 酸、 浓硝酸发生了反应， 而 和 不发生反应， 故滤渣为 和 。 【 答案】 或 、 滤液成分确定的思维模型 确定滤液成分，
7、 首先分析题干信息， 明确原料成分， 看 清流程图中的箭头指向， 根据物质性质写出相关的化学反 应， 最后根据题干信息确定滤液成分。滤液成分确定的思 维模型如图所示： 图 滤液成分确定的思维模型 例 （ 全国卷 节选） 是一种重要 的无机化合物， 可作为食盐中的补碘剂。回答下列问题： 利用“ 氧化法” 制备 工艺流程如图所示： 图 “ 酸化反应” 所得产物有 （ ）、 和 。“ 逐 ” 采 用 的 方 法 是 。“ 滤 液” 中 的 溶 质 主 要 是 。“ 调 ” 中发生的化学反应方程式为 。 【 解析】 将溶解在溶液中的气体排出的一般方法是将溶 液加热， 原因是气体的溶解度随温度上升而减小
8、。根据题 干信息可知， 原料成分为、 和 ， 根据题目信息 可知发生化学反应得到的产物为 （ ）、 和 ， 第 一步反应得到的产品中氯气在“ 逐 ” 时除去， 根据图示， 碘酸钾在最后得到， 而过滤时（ ） 应该在滤渣中， 所 以滤液中主要为 。“ 调 ” 的主要目的是将 （ ） 转化 为 ，所 以 方 程 式 为（ ） 。 【 答案】 加热 （ ） 变式训练 （ 江苏卷 节选） 以高硫铝土 矿（ 主要成分为 、 、 ， 少量 和金属硫酸 盐） 为原料， 生产氧化铝并获得 的部分工艺流程如图 所示： 图 （） 向“ 过滤” 得到的滤液中通入过量 ， 铝元素存在 去污 例 复写纸： 衣物上沾上的
9、复写纸污迹， 可先将衣物浸入温热的洗衣粉溶液中搓洗， 残留的污迹， 可用酒精擦拭。 的形式 由 （ 填 化 学 式） 转 化 为 （ 填 化 学式） 。 【 解析】 根据题干信息可知， 原料成分为 、 、 、 和金属硫酸盐， 根据物质性质“ 碱浸” 时， 、 转化为可溶于水的 、 ， 向“ 过滤” 得到的 滤液中通入过量 ， 与 反应生成 和 （） 。 【 答案】 （） 循环物质确定的思维模型 确定溶液成分， 首先分析题干信息， 根据箭头指向明确 加入的物质， 根据物质性质和化学反应确定生成的物质， 然 后对加入的物质和生成的物质进行对照， 重复的物质即为 循环物质。循环物质确定的思维模型如图
10、所示： 图 循环物质确定的思维模型 例 某 地 煤 矸 石 经 预 处 理 后 主 要 含 （ ） 、 （ ） 和少量的 、 及钙镁化合物等。某实 验小组利用其提取 （）， 其流程图如图所示： 图 上 述 流 程 中 可 循 环 利 用 的 物 质 的 化 学 式 是 。 【 解析】 根据箭头指向可知加入的物质为盐酸、 氯气、 碳 酸钠、 氢氧化钠和二氧化碳， 根据化学反应确定生成的物质 为二氧化碳、 氢氧化铁、 氢氧化铝等， 然后对加入的物质与 生成的物质取交集， 得到循环的物质为二氧化碳。 【 答案】 变式训练 利用石灰乳和硝酸工业的尾气（ 含 、 ） 反应， 既能净化尾气， 又能获得应用
11、广泛的 （）， 其部分工艺流程如图所示： 图 上述工艺中采用气液逆流接触吸收（ 尾气从吸收塔 底部 进 入，石 灰 乳 从 吸 收 塔 顶 部 喷 淋 ） ，其 目 的 是 。滤 渣 可 循 环 利 用，滤 渣 的 主 要 成 分 是 （ 填化学式） 。 【 解析】 根据题干信息 知 尾 气 中 含、， 所 以 工 艺中采用气液逆流接触吸收（ 尾气从吸收塔底部进入， 石灰乳从吸收塔顶部喷淋） 的目的是使尾气中 、 被充分吸收。根据箭头指向可知加入的物质为石灰乳， 因为加入的物质只有一种， 所以循环使用的物质只可能 为 （） 。 【 答案】 使尾气中、被充分吸收 （） 二、 工业流程题的备课建议
12、 重视基础， 渗透观念 工业流程题是综合性试题， 元素化合物、 生产工艺、 化 学原理、 化学实验等知识是解决该题目的必备知识。在近 几年高考中， 问题情境常常源于教材 （ 例如 全 国 卷、 北京卷、 全国卷、 全 国 卷 等） ， 工业流程题中的杂质成分也是教材中的典型物质， 所 以在高三复习时应“ 先学基础知识和基本技能， 再逐步组 合， 最后才能综合应用” 。另外， 在复习过程中应不断渗透 反应观、 守恒观、 物质观等化学基本观念。 重视应用， 联系生活 工业流程题关注化学在能源、 材料、 技术等方面的应 用。在元素化合物知识复习时， 不应停留在“ 纸上谈兵” ， 应 依托真实情景把教学内容与基本实验、 化学反应原理、 氧化 还原反应、 化工生产工艺、 日常生活等结合起来， 做到学以 致用， 而不是简单的来回重复和死记硬背。 重视方法， 聚焦思维 工业流程题对学生信息的辨析与推理能力、 分析与解 决化学实际问题的能力等有较高的要求。在高三复习时 应紧紧围 绕 学 生 核 心 素 养 的 培 养， 采 用 多 种 手 段 或 方 式， 多运用结构 化 知 识 解 决 真 实 问 题， 使 学 生 思 维 过 程 外化。在复习过程中， 除了充分分析
