刘江
蓝田县玉山中学，陕西省西安市，710500
摘要：在素质教育背景下，高中化学工艺流程题与现实生产联系十分紧密，注重考察学生运用化学知识解决实际问题的能力，是历年高考化学试题中的重点和难点，需要学生具有较强化学思维和解题能力的同时，还需要学生掌握正确的解题方法。基于此，本文以近年来高考化学工艺流程题为例，对解题方法进行了研究与分析，希望为更多高中化学教师优化工艺流程题教学，提供一些参考。
关键词：化学学科素养；高中化学；工艺流程题
前言：
高中化学工艺流程题主要围绕元素化合物、化学反应原理、氧化还原反应、电解质等进行命题，通过实际生产案例，将高中化学知识融入其中，并通过严密的逻辑性设置问题。近年来，高中化学工艺流程题占分比例较大，综合性和考察范围较广，让很多学生闻声色变。因此，高中化学教师应对历年高考化学工艺流程题题型进行课堂讲解，帮助学生掌握解题的技巧和方法，让学生能够快速解题，增加学生解工艺流程题信心，以提升学生的高考成绩。
一、高考化学工艺流程题型的特点
基于化学学科素养的高考化学工艺流程题，重点在于检验学生对化学反应原理的掌握，以及运用化学知识解决实际生产问题的能力，具有综合性强、涉及范围广、知识关联性强等特点。目前，高中化学工艺流程题已成为高考必考题型，主要考察学生对化学元素、化合物、物质结构、氧化还原反应、电解质、实践操作常规等知识，需要学生具备较强的综合分析能力、逻辑思维能力和正确的解题技巧与方法，才能顺利解题。
二、高考化学工艺流程题的解题方法
（一）首尾分析法
在高中化学工艺流程题解题中，首尾分析法是从生产原料和产品关系入手，以共同元素关系为依据，对工艺流程中间步骤和化学反应进行分析。工艺流程的主要目的是为了最大限度获得最终产品。所以运用首尾分析法解工艺流程题时，需要将解题重点放在提取物质和化学反应上，根据题目中的已知信息，以最大限度获得产品为解题依据，补全中间步骤和化学反应[1]。
例如，以2018年全国Ⅱ卷，闪锌矿为原料制备金属锌的流程为例，原题中给出的信息是闪锌矿（ZnS）含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS杂质，流程图如下：
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此题运用首尾分析法解题，需抓住闪锌矿生产工艺的主要目的是避免Zn流失，最后得到纯净的锌。所以中间步骤产生的气体和滤渣1、2、3是不含锌元素的，这样思路就清晰可见了。分析过程可以是这样：首先，焙烧过程都是高温与氧气发生氧化还原反应，由此可写出四个反应条件都是高温的化学方程式：2ZnS+3O2=2ZnO+2SO2、4FeS+7O2=2Fe2O3+4SO2、2PbS+3O2=2PbO+2SO2、2CdS+3O2=2CdO=2SO2，产生的气体都是SO2；然后，加入稀硫酸进行溶浸是把固体物质溶解和除杂，其目的是除去Zn2+以外的其他金属离子，如Fe2+、Fe3+、Cd2+、滤渣1是PbS与稀硫酸反应生成PbSO4和焙烧未反应而剩余的SiO2；其次，氧化除杂工艺，加入O2和ZnO后，O2会使Fe2+转化成Fe3+，ZnO会与稀硫酸反应生成盐和水导致pH值的变化，致使Fe3+转化成Fe(OH)3，存在于滤渣2中；随后，还原除杂加入锌粉，Zn会和Cd2+发生氧化还原反应生成Cd，存在与滤渣3中；最后，在电解过程中，溶液中Zn2+在阴极得电子生成单质锌，溶液中锌离子溶度会降低，此时可以将剩余溶液投入到溶浸工艺环节，避免资源浪费，正好切合原题中返回工序继续使用。
（二）逆向思维法
逆向思维法是指在解题过程中，将正向思维解题的思路用反向思维进行推导。在高考化学工艺流程题解题中运用逆向思维法时，可以借助试题中的已知信息和结果，反方向进行推导和求解，从而达到事倍功半的目的[2]。运用逆向思维法解题需要找准问题切入点，要从多角度对已知信息进行整理和分析，尤其是对原材料信息甚少或结构复杂，但工艺流程中间步骤较为清晰的题型。
例如，以2017年全国Ⅱ卷，高锰酸钾法测定水泥熟料钙含量的流程为例，原题中给出的信息是水泥熟料主要成分为CaO、SiO2，并含有一定量的铁、铝和镁等金属的氧化物。流程图如下：
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如果按照正常解题思路从前往后推算，势必会掺杂铁的三种氧化物，这样会让解题思路混乱，增加干扰因素，加大解题难度。而此时，运用逆向思维法，就可以不用考虑水泥物质成分，从草酸钙加入硫酸与高锰酸钾发生化学反应为切入点，分析工艺流程就会变得极为简单。再由滤液加入草酸铵溶液((NH4)2C2O4)可以生成草酸钙(CaC2O4)，由此可知，说明经过氨水(NH3·H2O)在Ph4～5加热工艺这一步骤后，生成的滤液中已经没有其他金属离子,也就说明滤液中的Fe3+、AL3+水解成Fe(OH)3、AL(OH)3沉淀，也就是沉淀B。水泥中SiO2不溶于盐酸和硝酸(HNO3)，所以沉淀A主要成为是SiO2，加入硝酸(HNO3)的目的是利用其氧化性，将Fe2+氧化成Fe3+。经过这样逆向思维分析，我们就不用弄清工艺流程链中是如何反应的，只需把需要的元素找出来，这样就可以化繁为简轻松解题了。
总结：
总之，基于高中化学学科素养的高考工艺流程题，重点是考察学生对化学元素、化合物、物质结构、氧化还原反应、电解质等知识的掌握和应用能力，除了需要学生灵活运用化学知识和较强的化学思维解题外，还需要学生掌握正确的解题方法，这样才能更加高效、顺利的解答工艺流程题。
参考文献：
[1]孙忠元.新高考背景下化学工艺流程题的突破探究[J].成才之路，2020(18):84-85.
[2]张鹏程.高考化学化工流程题的解题策略[J].学周刊，2019(21):93.