赏析三例化学竞赛工业生产类试题

罗文侠

【摘 要】赏析2013年全国初中化学竞赛部分工业生产类试题，归纳和总结解题方法。

【关键词】化学竞赛；工业生产类试题；解题方法

例1、（2013，21题）Fenton发常用于处理含难降解有机物的工业废水。其原理是利用Fe2﹢和H2O2的反应产生能降解污染物的活性成分。现运用该方法降解有机物污染物p-CP，探究有关因素对降解反应速率的影响。

实验探究：控制p-CP的初始浓度相同，实验温度恒定在25℃或40℃（其余实验条件见下表），设计如下对比试验。

（1）请完成以下实验表（表中不要留空格）。

（2）实验①、②表明温度升高，降解反应速率 。实验发现，温度过高时，降解反应较难发生。请从Fenton法所用试剂H2O2的角度分析原因： 。

（3）实验③得出的结论是：pH等于10时， 。

（4）为测定不同的时间内有机物降解的浓度，需在不同时间从反应器中取样，并使所取样品中的降解反应立即停下来。根据上图中的信息，给出一种迅速停止反应的方法： 。

解析：该题以Fenton法处理有机废水的工业原理为命题情境，运用科学探究中常用的控制变量法对影响有机废水降解反应速率的因素进行了探究。控制变量法的运用和题目以表格及图像的呈现信息方式，给解题带来了一定的困难。解题的关键在于不但理解控制变量法的内涵，而且能有效的从表格、图像中获取有用信息，并对信息进行合理的加工处理，得出结论。不难看出，该实验是探究温度、PH这两个因素对有机废水的降解反应速率影响情况。实验①②结合是探究变量温度（应控制溶液pH、H2O2浓度、Fe2+ 浓度不变），实验①③结合是探究变量pH（应控制温度、H2O2浓度、Fe2+ 浓度不变）。分析到此，表中内容填写便十分明朗了。（2）中从p-CP的浓度随时间变化的关系图像可知，温度升高，降解反应速率会增加，但温度过高时，由于H2O2热稳定性差，会分解，影响其与Fe2﹢的反应，进一步影响到有机废水的降解反应速率。（3）中分析图像可知，当pH=10时，降解反应趋于停止。（4）中问题具有一定的创新性和开放性，乍一看，好像无从下手，但是，在（2）（3）基础上，经过仔细分析，不难发现要使反应迅速停止的方法。

（1）增加过氧化氢在高温时会分解。

（2）降解反应趋于停止。

（3）骤冷或将样品加入到一定量的氢氧化钠溶液中，让PH=10。

例2（2013，22题）工业上利用太阳能进行海水晒盐。

（1）海水从密度为1.21 g·mL-1浓缩到1.22 g·mL-1时发生的变化是 。

A、各种盐的溶解度增大；B、海水中水的质量分数不变；C、析出粗盐中NaCl的质量分数增大；D、海水中Br-的质量分数不变

（2）海水在浓缩过程中，最先析出的盐是 。实际晒盐生产中，海水的密度一般控制在1.21 g·mL-1～1.26 g·mL-1范围内。由上表可知，所得粗盐中含有的杂质离子有 。

（3）下图能较正确的反映浓缩过程中海水中NaCl的质量分数（A﹪）与海水密度（d∕g·mL-1）的关系的是 （填标号）。

A B

C D

解析：此题以工业上海水晒盐的原理为命题情境，以表格承载信息，设计了一系列难度分明、思维层次递进的问题。能否准确定位并捕捉表格所提供的关键信息，关系到解题的成败。仔细分析表格，可得到如下信息：最先析出的盐是CaSO4， 海水从密度为1.21 g·mL-1浓缩到1.22 g·mL-1时，NaCl不断析出，NaBr不析出；海水密度在1.21 g·mL-1～1.26 g·mL-1范围内时，析出盐除NaCl外，还有CaSO4、MgCl2、MgSO4、NaBr，再结合海水晒盐的原理，（1）（2）的答案便跃然纸上了。经过笔者监考发现，难点主要在（3）上，解决此问，要求考生不但能理解表格提供信息，而且要做到对课本知识的有效迁移，在海水蒸发浓缩过程中，海水经历了由不饱和溶液到饱和溶液的转化，在未饱和之前，海水中NaCl的质量分数应该不断增大，当溶液饱和以后，其质量分数就基本不变了，联系表格，溶液由不饱和转化为饱和时，海水密度应在1.21g·mL-1到1.22g·mL-1之间，B图像较符合浓缩过程中海水中NaCl的质量分数（A﹪）与海水密度（d∕g·mL-1）的关系。

答案：（1）C （2） CaSO4 Ca2+、Mg2+ 、SO42-、Br- （3）B

综上所述，解答工业生产类试题时，一定要克服畏惧心理，认真审题，仔细从生产原理、工艺流程中提炼有用信息，并对课本知识形成有效的迁移，再结合题设的问题，逐一推敲解答。