一、化学工艺流程题概述
化学工艺流程题是近几年中考化学试题中常见的题型,该类题目考查知识面广、变化多样、思维容量大、综合性强,是考查学生求异思维、发散思维、抽象思维及逻辑推理能力的一类好题,重点考查考生对化学知识和对已知信息的综合应用能力。
工艺流程题一般会涉及常见元素的单质、化合物的性质及应用,化学方程式的书写,元素化合价的判断,反应类型的判断,质量守恒定律等化学基本概念和基本理论,有的还涉及化学实验基本操作、环境保护、化学计算等,在设计练习题时可以从四个方面的信息去考虑。
1.表示走向。即××步骤加入了××物质,主要物质发生了哪些反应或转变,又以何种形式得到。
2.表示工艺的主要步骤。实际化工生产非常复杂、步骤,难以一一表示出来,而工艺流程图只需将主要步骤表示出来即可,一些与试题无关的环节或步骤不一定在流程图中表示出来。
3.用“方框”框起来的地方表示有操作。传统化工的实际生产中往往要设置岗位,需要工人在岗位工作;而不加方框的表示没有操作,通常是物质的名称。
4.标注操作或反应的主要条件。如用量、pH控制、温度等。
画工艺流程图时,只要从这几个方面入手,就可以在明白各操作目的与原理的基础上,弄清物料走向,获取主要信息与有效信息,从而为正确解题提供依据。
二、化学工艺流程题设计步骤
如何设计初中化学工艺流程练习题呢?具体方式如下:
1.列双向细目表,明确考核目标、考核知识点、难度等试题相关信息。制定双向细目表要求理解课程标准、考试说明、教材,了解学情。
2.选择素材。可以从历年中考、高考试题、模拟题、文献资料等寻找素材,一般选择与铁、铜、铝、硅、碳、氮等元素有关的素材。这个环节是设计初中化学工艺流程练习题的重点和难点。
例1.(届昆明市高三第一次统测第27题)金属钛被用于航空航天工艺、化工、医疗等领域。用钛铁矿(主要成分为FeTiO3)制取钛并获得副产品绿矾的工艺流程如下:
(1)TiOSO4中钛的化合价为___________,操作Ⅰ的名称是_______________。
(2)TiOSO4经水解得H2TiO3的化学方程式为_______________。
(3)TiO2与焦炭和Cl2在高温下反应得TiCl4并产生还原性气体,相应的化学方程式为___________________________。
(4)加热Mg与TiCl4得到钛时,Ar的作用是_____________。
(5)某厂用3.8吨纯度为40%的钛铁矿制取钛,理论上至少需要氯气____L(标准状况下)。
(6)已知K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)和K4[Fe(CN)6](亚铁氰化钾)能发生如下反应:
3Fe2++2[Fe(CN)6]3-=Fe3[Fe(CN)6]2↓(蓝色沉淀)
4Fe3++3[Fe(CN)6]4-=Fe4[Fe(CN)6]3↓(蓝色沉淀)
①确定绿矾部分被氧化的方法是_____________________________。
(可供选择的试剂:铁氰化钾溶液、亚铁氰化钾溶液、铁粉、KSCN溶液)
②室温下,将绿矾配成0.1mol·L-1FeSO4溶液,测得溶液的pH=3,请用离子方程式解释原因_____________________,该溶液中c(SO42-)-c(Fe2+)≈______mol·L-1。
答案:(1)+4,过滤;
(4)作保护气;
(5)4.48×;
(6)①取少许绿矾溶于水,分装于两支试管中,分别滴加几滴铁氰化钾溶液、亚铁氰化钾溶液,若均有蓝色沉淀生成,则绿矾部分被氧化(合理即可);②Fe2++2H2OFe(OH)2+2H+,5×10-4。
从本题题干及答案可以看出,本题大部分内容经修改之后符合初中学生的认知水平,可以作为初中化学工艺流程练习题的素材。
3.改编。必须以初中化学课程标准和初中化学教材为依据,适当增加信息,使题目切合初中化学课程标准要求。
经改编的练习题如下:
例2.金属钛被用于航空航天工艺、化工、医疗等领域。用钛铁矿(主要成分为FeTiO3)制取钛并获得FeSO4的主要工艺流程如下:
(1)TiOSO4中钛的化合价为___________。
(2)TiOSO4经水解得H2TiO3和一种初中化学中常见的酸,则该反应的化学方程式为____________________________;反应①的化学方程式为____________________。
(3)TiO2与焦炭和Cl2在高温下反应,该反应中C和Cl2按质量比为12∶71的比例参加反应,相应的化学方程式为____________________。
(4)工艺上常在高温和Ar条件下,用Mg和TiCl
4
反应的方法制备Ti,Ar的作用是____________________。
4.打磨。改编好的试题还存在以下问题:(1)没用到FeSO4,且涉及方程式较多,可考虑适当增加与FeSO4有关的流程。如FeSO4高温分解等内容;(2)TiOSO4中钛化合价的考查可以换成考查FeTiO3(钛酸亚铁)中钛的化合价,这样可以把流程舍去部分,更有利于答题。
5.成型。经过打磨及校对之后,最终结果如下:
例3.金属钛被用于航空航天工艺、化工、医疗等领域。用钛铁矿(主要成分为FeTiO3)制取钛并获得副产品A的主要工艺流程如下:
钛、镁在高温下能与空气中的氧气、二氧化碳等反应。
(1)FeTiO3(钛酸亚铁)中钛的化合价为_________。
(2)反应①的化学方程式为_________________________。
(3)TiO2与焦炭(C)和Cl2在高温下反应,该反应中C和Cl2按质量比为12∶71的比例参加反应,相应的化学方程式为____________________。
(4)工艺上常在高温和氩气氛围中,用金属镁和TiCl4反应的方法制备Ti,氩气的作用是______________________。
(5)反应②的产物除红色固体A外,还有两种组成元素相同且相对分子质量相差16的气体。则该反应的化学方程式为_________________________。
(1)+4;
(4)防止钛、镁在高温下与空气中的氧气、二氧化碳等反应;
总之,对于初中化学工艺流程练习题,只要选择适当的素材,经过精心加工,便可设计出能加强与社会实际的联系,提升学生运用所学的基础知识和基本技能分析和解决问题能力的好题。