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近年来,工业流程图逐渐成为化学中考的“宠儿”.它把化学工艺的反应原理和实验操作以框图、表格、图像、文字信息等多种形式结合起来,考查初中生对知识的综合分析和灵活运用的能力.由于其问题设计角度广泛,信息和思维量较大,致使不少中学生对该类试题感觉无从下手,从而产生了畏难心理.下面笔者谈谈对工业流程图的一些认识和应对策略.
一、工业流程图常见出题形式
1.题头:多以文字形式介绍某个化学工艺的原料、原理和产物.
2.题干:多以框图形式,突出表达物质相互转化的方法和操作步骤.
3.题尾:出现了提问环节,不仅考查初中生对元素化合物知识和实验基本操作的熟练掌握程度,还利用提供的信息考查对新知识的提炼归纳和运用的能力.
二、应对策略
1.题头:从众多文字中提炼出有用的信息如原料、产物和原理,并用笔勾圈点划出来.
2.题干:学会通过观察箭头的指向,看懂框图.具体示例如下:
(1)凡是有进入框图趋势的物质都可暂时认为是反应的原料,离开框图的物质为该步骤的产物.
(2)出现走“回头路”的箭头就可视为可以循环利用的物质.
3.题尾:需要解决的问题虽然不止一个,但每道题目相对比较独立,若其中一个问题无法解决,也不影响解答其他问题.一般一个问题针对一个具体框图,所以带着问题找准相对应的框图是处理问题的有效方法.
三、案例分析
题目(2013年镇江中考)某实验小组利用废硫酸液制备CaSO4·2H2O并研究……
1.考查原料的预处理
将CaCO3研成粉末的目的是.
分析:工业生产中为增大原料利用率,常会粉碎固体原料.其目的是增大反应物的接触面积,使之充分反应,并加快反应速度.
工业中常见原料处理还有水洗(目的:除去原料的可溶性杂质);酸洗(目的:除去杂质中的金属氧化物,碱和某些盐);碱洗(目的:除去某些非金属氧化物和两性氢氧化物);对含量低的原料如海水和空气中的成分在反应前还要想办法富集,提高含量.
2.考查流程中物质的转化和循环
流程中可循环使用的物质有CO2和.
分析:循环利用的目的是节约原料,降低成本.在一些简单的工业流程图中有“回头箭头”的标志,但本题却无回头箭头.我们的策略就是找出生成物和反应物中某些相同物质,做出记号,这也是寻找循环物质的一种方法.
本题框图中显示CO2和CaCO3都在反应物和生成物中出现,所以CO2和CaCO3都能循环利用.
3.利用提供的有效信息解题
反应Ⅲ中相关物质溶解度如下表.你认为反应Ⅲ在常温下能实现的原因是.
物质KClK2SO4NH4ClM溶解度/g(25℃)34.011.137.219.5
分析:根据反应Ⅱ可知NH3+CO2+CaSO4M+CaCO3,由质量守恒定律可以推出M是(NH4)2SO4;根据反应Ⅲ可知(NH4)2SO4+KClK2SO4+NH4Cl;根据初中复分解反应的发生条件判断,该反应并没有出现不溶物,所以很多初中生无法解释该反应实现的原因.其实出题人提供的某些信息本身就是一种“善意的提醒”,上面的溶解度表实际上在告诉我们:常温下K2SO4溶解度最小,在生成物中将会以沉淀的形式出现.所以该反应能够发生.
但是作为考生不要错误地认为题目中出现的所有信息都有“用武之地”,有些信息其实与解题无关,纯属干扰信息,这就需要考生擦亮眼睛,认真鉴别.
4.考查实验的操作和名称
不用水而用饱和K2SO4溶液洗涤反应Ⅲ所得晶体(K2SO4晶体)的目的是;为检验此晶体是否洗涤干净,可取最后一次洗涤液,先加入,振荡、静置,再向上层清液中滴加,观察现象即可判断.
a.AgNO3溶液b.过量的BaCl2溶液c.过量的Ba(NO3)2溶液
分析:洗涤晶体常用两种方法.
(1)冰水洗涤:对大多数溶解度随温度升高而增大的物质来说.0℃冰水可减少洗涤时晶体的损失.
(2)用该晶体的饱和溶液洗涤:既然是饱和溶液,就不能继续溶解该物质,但仍可以溶解其他物质,所以用饱和溶液洗涤就基本不存在该晶体的损失,所以比水洗涤的效果更好.
判断K2SO4晶体是否洗涤干净就需要检验是否还存在Cl-,检验前还需要排除K2SO4溶液中SO2-4的干扰.所以先用过量的Ba(NO3)2溶液除去SO2-4,再在静置后的上层清液中加入AgNO3溶液检验Cl-.
5.考查物质的分离和除杂
分离所得的CaSO4·2H2O含有CaCO3,可用除去,反应方程式是.
分析:利用CaSO4和CaCO3不同化学性质,CaCO3作为杂质可用盐酸除去.
化学方程式为CaCO3+2HClCaCl2+CO2↑+H2O
常见的除杂方法还包括过滤(分离固体和液体)、蒸发(除去水分)、结晶(蒸发结晶和降温结晶)灼烧(除去受热易分解的物质)洗气(除去气体杂质)等.
总之,目前中考试题中的工业流程图题都有一定的出题格式和相应的解题方法,所有问题的答案都是奔着框图中的某个目标产物而去的,只要我们摸透了出题人的出题意图,就掌握了答题的主动权,在解题时“对症下药”,使用规范的答题语言,就一定能攻克工业流程图这个难关.
作者单位:江苏省海门市开发区中学
一、工业流程图常见出题形式
1.题头:多以文字形式介绍某个化学工艺的原料、原理和产物.
2.题干:多以框图形式,突出表达物质相互转化的方法和操作步骤.
3.题尾:出现了提问环节,不仅考查初中生对元素化合物知识和实验基本操作的熟练掌握程度,还利用提供的信息考查对新知识的提炼归纳和运用的能力.
二、应对策略
1.题头:从众多文字中提炼出有用的信息如原料、产物和原理,并用笔勾圈点划出来.
2.题干:学会通过观察箭头的指向,看懂框图.具体示例如下:
(1)凡是有进入框图趋势的物质都可暂时认为是反应的原料,离开框图的物质为该步骤的产物.
(2)出现走“回头路”的箭头就可视为可以循环利用的物质.
3.题尾:需要解决的问题虽然不止一个,但每道题目相对比较独立,若其中一个问题无法解决,也不影响解答其他问题.一般一个问题针对一个具体框图,所以带着问题找准相对应的框图是处理问题的有效方法.
三、案例分析
题目(2013年镇江中考)某实验小组利用废硫酸液制备CaSO4·2H2O并研究……
1.考查原料的预处理
将CaCO3研成粉末的目的是.
分析:工业生产中为增大原料利用率,常会粉碎固体原料.其目的是增大反应物的接触面积,使之充分反应,并加快反应速度.
工业中常见原料处理还有水洗(目的:除去原料的可溶性杂质);酸洗(目的:除去杂质中的金属氧化物,碱和某些盐);碱洗(目的:除去某些非金属氧化物和两性氢氧化物);对含量低的原料如海水和空气中的成分在反应前还要想办法富集,提高含量.
2.考查流程中物质的转化和循环
流程中可循环使用的物质有CO2和.
分析:循环利用的目的是节约原料,降低成本.在一些简单的工业流程图中有“回头箭头”的标志,但本题却无回头箭头.我们的策略就是找出生成物和反应物中某些相同物质,做出记号,这也是寻找循环物质的一种方法.
本题框图中显示CO2和CaCO3都在反应物和生成物中出现,所以CO2和CaCO3都能循环利用.
3.利用提供的有效信息解题
反应Ⅲ中相关物质溶解度如下表.你认为反应Ⅲ在常温下能实现的原因是.
物质KClK2SO4NH4ClM溶解度/g(25℃)34.011.137.219.5
分析:根据反应Ⅱ可知NH3+CO2+CaSO4M+CaCO3,由质量守恒定律可以推出M是(NH4)2SO4;根据反应Ⅲ可知(NH4)2SO4+KClK2SO4+NH4Cl;根据初中复分解反应的发生条件判断,该反应并没有出现不溶物,所以很多初中生无法解释该反应实现的原因.其实出题人提供的某些信息本身就是一种“善意的提醒”,上面的溶解度表实际上在告诉我们:常温下K2SO4溶解度最小,在生成物中将会以沉淀的形式出现.所以该反应能够发生.
但是作为考生不要错误地认为题目中出现的所有信息都有“用武之地”,有些信息其实与解题无关,纯属干扰信息,这就需要考生擦亮眼睛,认真鉴别.
4.考查实验的操作和名称
不用水而用饱和K2SO4溶液洗涤反应Ⅲ所得晶体(K2SO4晶体)的目的是;为检验此晶体是否洗涤干净,可取最后一次洗涤液,先加入,振荡、静置,再向上层清液中滴加,观察现象即可判断.
a.AgNO3溶液b.过量的BaCl2溶液c.过量的Ba(NO3)2溶液
分析:洗涤晶体常用两种方法.
(1)冰水洗涤:对大多数溶解度随温度升高而增大的物质来说.0℃冰水可减少洗涤时晶体的损失.
(2)用该晶体的饱和溶液洗涤:既然是饱和溶液,就不能继续溶解该物质,但仍可以溶解其他物质,所以用饱和溶液洗涤就基本不存在该晶体的损失,所以比水洗涤的效果更好.
判断K2SO4晶体是否洗涤干净就需要检验是否还存在Cl-,检验前还需要排除K2SO4溶液中SO2-4的干扰.所以先用过量的Ba(NO3)2溶液除去SO2-4,再在静置后的上层清液中加入AgNO3溶液检验Cl-.
5.考查物质的分离和除杂
分离所得的CaSO4·2H2O含有CaCO3,可用除去,反应方程式是.
分析:利用CaSO4和CaCO3不同化学性质,CaCO3作为杂质可用盐酸除去.
化学方程式为CaCO3+2HClCaCl2+CO2↑+H2O
常见的除杂方法还包括过滤(分离固体和液体)、蒸发(除去水分)、结晶(蒸发结晶和降温结晶)灼烧(除去受热易分解的物质)洗气(除去气体杂质)等.
总之,目前中考试题中的工业流程图题都有一定的出题格式和相应的解题方法,所有问题的答案都是奔着框图中的某个目标产物而去的,只要我们摸透了出题人的出题意图,就掌握了答题的主动权,在解题时“对症下药”,使用规范的答题语言,就一定能攻克工业流程图这个难关.
作者单位:江苏省海门市开发区中学