啤酒生产工艺流程框图 [从框图推断到工艺流程]

  摘 要: 推断题是学生应试中知识的重要考查方式,但由于教育理念的发展,其形式从框图推断逐渐演变为化工工艺流程。作者从模式和特点两方面揭示这种变化的趋势和必然,并为同行继续研究命题理念和复习教学、应试策略提供启迪。
  关键词: 中考化学 推断题 变化和特点
  
  推断题是中、高考化学试卷中常见,但非常重要的一类题型。该类题目考查知识面广、变化多端、思维量大、综合性强,是考查考生求异思维、发散思维、抽象思维及逻辑推理能力的一类好题。推断题的呈现方式从高考延续到中考,近年来悄然地发生着变化,逐渐地从框图推断演变成为化工工艺流程。下面我就两者题型进行归纳分析,以期抛砖引玉。
  一、框图推断题
  1.基本模式
  化学推断题一般以“框图”形式呈现,要求依据题中给定的条件,元素化合物知识、基本概念和基本理论、化学实验现象,以及化学计算等知识,通过分析、推理、判断某种物质的名称或在给定的范围内判断存在何种物质。
  解框图题一般经历以下几步:(1)认真审题,寻找突破点;(2)分析知识联系点,由点到面进行突破;(3)理解题意,得出结论。
  2.典型例题
  例1.(2011四川绵阳)A―G七种物质之间具有如下图所示转化关系。已知:A是一种含铁的矿石的主要成分,其中金属与非金属元素的原子个数比为1∶2;B中铁的质量分数为70%;C是有刺激性气味的无色气体,它是形成酸雨的物质之一;F可溶于G的稀溶液并产生气体,该气体是有利于环境保护的理想燃料。请回答下列问题:
  ①A的化学式为?摇 ?摇,已知A转化为B时金属元素的化合价升高,则A中非金属元素的化合价是?摇 ?摇。
  ②B与CO反应的化学方程式是?摇?摇。
  ③C→D反应的化学方程式是?摇?摇。
  ④B与G的稀溶液反应的化学方程式是?摇?摇。
  评析:本题重在物质的性质和存在知识的考查。由题设条件“B中铁的质量分数为70%”,结合A+O→B+C反应关系,可知B是FeO;“C是有刺激性气味的无色气体,它是形成酸雨的物质之一”可知C为SO;A与O反应生成FeO和SO,依据元素守恒得知A中含有铁元素和硫元素,又“金属与非金属元素的原子个数比为1∶2”,所以化学式为FeS。B(FeO)与CO反应生成E和F,且“F可溶于G的稀溶液并产生气体,该气体是有利于环境保护的理想燃料”,所以E为CO,F为Fe。由C、D、G的转化关系得出D为HSO、G为HSO。
  参考答案:①FeS;-1②FeO+3CO2Fe+2CO③SO+HO =HSO④FeO+3HSO=Fe(SO)+3HO
  例2.(2011江西)如下图所示A―G是初中化学常见的物质。图中“→”表示转化关系,“―”表示相互能反应。已知A是人体胃液中含有的酸,G是最轻的气体,B、C、D、E、F是氧化物。请回答:
  (1)G的化学式为?摇 ?摇,E与F反应的基本反应类型是?摇?摇,写出物质B的一种用途?摇;
  (2)C与D反应的化学方程式可能是?摇?摇。
  评析:本题着重考查物质之间的转化知识。首先由“A是人体胃液中含有的酸,G是最轻的气体”得知A为HCl、G为H。因“B、C、D、E、F是氧化物”,由G?葑F可知F为HO;E与F、A都能互相反应,则E可能是CaO;因A→B,则B为CO,又B?葑C,所以C为CO;D与A、C之间能相互反应,则D可能为CuO或FeO等。
  参考答案:(1)H 化合反应 灭火(或气体肥料或化工料等)(2)3CO+ FeO2Fe+3CO等(其他合理答案均可)
  3.特点分析
  框图题中给出的条件,常包括物质的颜色、状态、特殊的化学性质或用途、反应条件,以及反应在生活生产中的应用,等等,解题时往往需要从题目中挖掘出一些明显或隐含的条件,从以上方面找到突破口;另外框图本身展示的转化关系,也是一种条件,因内在联系的网络具有一定的综合性,所以还必须进行正向思维和逆向思维,使物质之间的反应都连得上、走得通,这就是由点再回到面,纵观整个框图,充分体现了知识之间的联系与转化。
  由上可见框图推断题既强调基础、注重应用,又突出综合性;既考查了知识,又考查了能力。但它也存在明显的缺点:①具有明显的应试教育观“知识立意”的命题特征,完全不符合“逐步学会分析和解决与化学有关的一些简单的实际问题”的基本课程理念;②推断的起点带有猜谜的特点,虽然这种猜谜是对知识掌握的反馈,但终究形式单一、内容枯燥,背离了“化学来源于生活,生活中处处有化学”的理念,脱离了鲜活的生活情境。
  二、工艺流程题
  1.基本模式
  流程题以“先进生产工艺”或“实验操作流程”为情境,将化工生产过程中的主要生产阶段以生产流程呈现出来,并根据生产流程中有关的化学知识步步设问,形成与化工生产紧密联系的化工工艺试题。要求学生以元素化合物知识为框架,能够将文字表述、图示描述中的新信息进行吸收、整合、分析,准确地提取出实质性的内容,学会用化学视角分析和解决实际问题。
  解化工流程题的步骤和方法:首先,浏览全题,确定该流程的目的――由何原料获得何产物(副产物),对比原料和产物。其次,精读局部,明确反应原理――确定各步的反应物、生成物。大多数提问学生用所学知识便可直接回答,但个别地方往往有悖所学知识,这时就要考虑产物、环保、产量、成本,等等。最后,针对问题再读图,明确要求――科学表述、规范书写。
  2.典型例题
  例3.(2011江苏扬州)氯化钡是一种可溶性重金属盐,广泛应用于化工领域。用毒重石(主要成分为BaCO)制备氯化钡晶体工艺流程如下:
  (1)毒重石要进行粉碎的目的是?摇 ?摇。气体X的化学式为?摇 ?摇。若所得滤液1仍浑浊,则应采取的操作是?摇 ?摇。
  (2)操作Y的名称是?摇?摇。滤液2中可循环利用的物质除水外还有?摇?摇。洗涤氯化钡晶体最适宜的洗涤剂是?摇?摇(填字母)。
  A.30℃水 B.30℃饱和氯化钠溶液 C.30℃饱和氯化钡溶液
  (3)滤渣水洗的目的是?摇?摇和?摇?摇。
  评析:本题强调了知识的迁移,突出了理论联系实际,以氯化钡晶体制备的工艺流程为载体考查学习的实验能力和科学素养。本工艺的原料为矿粉(主要成分为BaCO)和盐酸,它们反应生成CO和BaCl,其中BaCl可溶于水,所以滤液1为BaCl溶液,当然滤渣必须洗涤,其目的是:充分回收利用BaCl和防止BaCl这种重金属盐污染环境。从BaCl浓溶液中得到BaCl晶体必定经过降温结晶、过滤,最后得到除晶体外,还有未能完全结晶的BaCl饱和溶液(滤液2)。
  参考答案:(1)增大矿粉与酸接触面积使反应充分 CO 再次过滤
  (2)结晶 BaCl(填名称也可) C
  (3)提高原料的利用率(或提高产率)减少可溶性重金属钡盐对环境的污染。
  例4.(2011山东潍坊)工业生产纯碱的工艺流程示意图如下:
  
  请完成下列填空:
  (1)写出流程中一种氧化物的化学式?摇 ?摇。
  (2)NH3溶于水得到氨水,该溶液的pH?摇 ?摇7(填写“大于”“小于”或“等于”)。
  (3)写出下列反应的化学方程式:
  ①氯化镁溶液与氢氧化钙溶液反应:?摇 ?摇。
本文为全文原貌 未安装PDF浏览器用户请先下载安装 原版全文   ②氯化钙溶液与碳酸钠溶液反应:?摇 ?摇。
  (4)工业生产纯碱的流程中,碳酸化时析出碳酸氢钠而没有析出碳酸钠的原因是?摇
  ?摇。
  (5)写出高温煅烧碳酸氢钠制取纯碱的化学方程式?摇?摇。
  评析:本题重在以工艺流程为载体考查元素化合物知识和一般的实验能力,而体裁又取材于同学们熟悉的纯碱制取过程。本工艺用粗盐水(其中含有NaCl、MgCl、CaCl)做原料,加入Ca(OH)溶液、NaCO溶液后分别除去了MgCl和CaCl,得到了纯净的氯化钠溶液,在通入氨气氨化后再用CO碳酸化,因碳酸氢钠的溶解性小于碳酸钠,所以析出了碳酸氢钠固体。
  参考答案:(1)CO或HO(2)大于(3)①MgCl+Ca(OH)=Mg(OH)↓+CaCl②CaCl+NaCO=CaCO+2NaCl(4)相同温度下,NaHCO的溶解度小于NaCO的溶解度(其他合理答案也可)(5)2NaHCONaCO+CO+HO。
  3.特点分析
  工艺流程题是在素质教育观“能力立意”的命题理念指引下,在框图题的基础上,由推断题和实验题相融合发展而来。化工生产流程题的结构分题头、题干和题尾三部分。题头一般是简单介绍该工艺生产的原材料和工艺生产的目的(包括副产品);题干部分主要用框图形式将原料到产品的主要生产工艺流程表示出来;题尾主要是根据生产过程中涉及的化学知识命制成系列问题,构成一道完整的化学试题。选材侧重于生活、生产、科技中的实际问题,精心设计符合学生知识和技能水平的试题背景,体现了化学源于生活、源于社会,又服务于生活、服务于社会的时代主题。在知识不变的情况下,力求素材新颖;在真实的化学情境中触及学生的人文情感和价值取向。
  此题型不仅要求学生熟练掌握元素及其化合物的有关知识,善于归纳小结,熟悉某些原理和规律、物质性质及其相互转化关系和元素及其化合物的转化网络,而且要熟练运用物质的分离和提纯的方法。
  三、结语
  化学知识越来越多地应用在工业生产和生活实际中,而这也成为中、高考命题的热点和难点,充分体现了化学学科知识的实用性。流程题为考查化学核心知识提供了广阔的情景空间,能够综合考查学生各方面的基础知识及将已有知识灵活应用在生产实际中解决问题的能力。纵观近年全国的高考试卷,物质的推断考查方式都采用了化工工艺流程。但又因工艺流程要求学生既要熟知工业生产的基本原理等,又要对流程图中所给出的信息进行提取、筛选,对学生的学科能力要求较高,同时另一方面框图对学生的“双基”有较好的评价效果,所以在全国各地的化学中考试卷中框图推断和工艺流程都互有使用。但这并不影响工艺流程成为中考化学的主流题型,而且工艺流程在创新的基础上取代框图终归是不可扭转的趋势。
  
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