说题在突破高考化学工艺流程题中的有效应用
2019-06-18白洋
白洋
[摘 要]“说题”是一项有效而创新的教研活动,其在说清解题思路和方法的基础上,揭示题目与知识的内在联系,探索解题规律和技巧,可有效提高解题的速度与正确率。化学工艺流程题在近几年高考化学试题中较常见,而这类试题的构成要素、问题设计角度与当前教材中的习题存在一定程度的差异,很多学生对此类试题望而生畏。通过师生共同进行有效说题,学生能较好地解答此类试题。
[关键词]说题;工艺流程题;有效应用
[中图分类号] G633.8 [文献标识码] A [文章编号] 1674-6058(2019)14-0072-02
当前,中学教研活动的内容和方式不断发生变化,由“说整节课”到“说片段教学”,再到现在兴起的“说题”,这一系列变化的显著特点就是“说”的内容范围逐渐压缩变小,体现了以小见大、去虚务实的教学理念。“说题”可以说是一项有效而创新的教研活动,说题技能正逐步成为教师必备的一项教学技能和学生学习的得力助手,说题活动正焕发出蓬勃的生机。
一、说题的含义
教师说题是类似于说课的一种教育教研展示和讨论活动,是说课的延续和创新,是一种深层次备课后的展示。学生说题,能培养学生解题的思维习惯和思维品质,提高学生解决问题的能力,让学生养成“说题、想题、做题、反思”的学习习惯,提高学生的综合能力。不论是教师说题还是学生说题,说题时要特别关注说题的对象,所说的解题思路和过程要符合学生的认知规律,同时要考虑不同层次学生的理解能力,在说清解题思路和方法的基础上,揭示题目与知识的内在联系,探索解题规律,改进解题技巧,进而提高解题的速度与正确率。
二、化学工艺流程题的具体说题内容
根据化学学科的特点和学生的能力特征,笔者在高三化学教学中对高考化学工艺流程题如何进行有效说题做了一些研究和尝试,认为一般的化学工艺流程题的说题内容包括以下几个方面:
1.读懂工艺流程图,说清操作过程和化工生产术语
化学工艺流程题在流程上一般分为三个阶段:原料处理、分离提纯和获得产品,通常会以框图的形式(如下图)表示出来。
工艺流程图中既可能出现过滤、结晶、蒸馏、萃取等非常熟悉的实验基本操作名称,也可能出现陌生的化工生产术语,如酸浸、碱浸、反应萃取、熔炼、银熔体等。说题时,首先通过阅读题目,了解流程图以外的文字描述,然后根据题目所给的相关文字信息、表格信息、后续设问中的提示性信息,说清生产目的——制备什么物质,找到制备物质时所需的原料及所含杂质。其次,在分析流程的过程中,说清各步骤的作用,主要包括:对比分析工艺流程图中的第一种物质原材料与最后一种物质产品,找出原料与产品之间的关系,弄清生产流程中原料转化为产品的过程中依次进行了什么反应,每一步除目标物质外还产生了什么杂质或副产物,杂质是否要除去,采用什么操作方法除去,要說清流程图中涉及的实验操作名称和专业术语。经过初步说题,学生在填写实验操作名称和操作步骤时就能正确作答。
2.理解基本步骤,说清题目涉及的化学知识
化学工艺流程题中多涉及物质的变化,会用到高中阶段学习的元素和化合物知识,其核心就是要求学生熟悉常见无机物(Na、Al、Fe、Cu、C、Si、N、S、Cl等元素的单质及其化合物)及其应用、反应原理、化学计算等基础知识。充分利用题目提供的信息,说清工艺流程题中考查到的化学知识是突破工艺流程题的基础。说题时应注意:(1)在化学工艺流程题中,由原料到产品,常涉及一系列物质间的化学变化,这些变化中涉及的化学方程式、离子方程式、电极反应式等,往往是解答化学工艺流程题的关键因素。组织说题时要求说题者说清快速正确地书写这些方程式的方法和技巧,切实提高流程题的解题效率。(2)以化工生产过程为主线是化学工艺流程题的特点,主要考查化学实验基础知识,如物质的分离与提纯等。说题时要说清操作的基本步骤、注意事项,从而避免会而不对、对而不全的状况。(3)化学工艺流程题往往会通过对化工生产条件的选择,考查学生运用化学反应速率、化学平衡、沉淀溶解平衡、电化学等理论解决实际问题的能力。只有说清这些化学理论中涉及的解题格式、计算公式以及公式变化形式,才能保证在规定时间内有效答题。
3.规范答题要求,说清答题关键用语
历年高考评卷分析都指出学生的简述能力比较差,特别是化学用语的表述存在很大的偏差。因此,说题时,一是要说清题目要求,按要求答题,注意语言描述的规范性和准确性,从化学原理的角度、用化学语言作答。二是要说清主要问题,针对具体问题作具体分析,准确规范作答,这一步很关键,不能答非所问,要注意语言表达的科学性,如不能将离子方程式写成化学方程式,方程式要配平,分清实验操作名称还是具体操作步骤,等等。三是评价或比较实验方案要全面,如反应物种类的多少,是否易得,是否对环境有污染,对目标产物的分离和提纯是否有影响,反应条件是否苛刻,等等,防止出现因叙述不严谨导致失分。
三、说题示例
今年8月本校高三年级组织部分师生对2018年高考化学全国Ⅰ卷第27题(化学工艺流程题)进行说题。说题后学生对此类题目有了清晰认识,解答化学工艺流程题时得分率也提高很多。
题目:焦亚硫酸钠(Na2S2O5)在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。回答下列问题:
(1)生产Na2S2O5,通常是由NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得。写出该过程的化学方程式: 。
(2)利用烟道气中的SO2生产Na2S2O5的工艺为:
(3)制备Na2S2O5也可采用三室膜电解技术,装置如下图所示,其中SO2碱吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。阳极的电极反应式为 。电解后, 室的NaHSO3浓度增加。将该室溶液进行结晶脱水,可得到Na2S2O5。
(4)Na2S2O5可用作食品的抗氧化剂。在测定某葡萄酒中Na2S2O5残留量时,取50.00 mL葡萄酒样品,用0.01000 mol·L?1的碘标准液滴定至终点,消耗10.00 mL。滴定反应的离子方程式为 ,该样品中Na2S2O5的残留量为 g·L?1(以SO2计)。
1.通过流程图说过程
题(1)中明确NaHSO3过饱和溶液脱水生成Na2S2O5,学生虽然不认识焦亚硫酸钠这种物质,但读清楚题目后,可根据原子守恒写出反应的方程式:2NaHSO3=Na2S2O5+H2O,完成题(1)。从题(2)的流程图得知碳酸钠饱和溶液吸收SO2后的溶液显酸性,说明生成物是酸式盐,即Ⅰ中为NaHSO3溶液;要制备Na2S2O5,需要制备亚NaHSO3过饱和溶液,因此工艺中加入Na2CO3固体并再次充入SO2的目的是得到NaHSO3过饱和溶液。说清操作过程后学生便可顺利答出题(2)中的①②两个问题。
2.说清运用有关化学知识处理问题的具体方法
题(3)涉及电化学知识,可根据阳极氢氧根放电,阴极氢离子放电,再结合阳离子交换膜的作用来解答;题(4)涉及氧化还原反应,化学方程式书写,可根据方程式计算等有关化学知识来解答。说题时,首先说清阳极发生失去电子的氧化反应,阳极区是稀硫酸,氢氧根放电,则电极反应式为2H2O-4e- = 4H+ + O2↑;阳极区氢离子浓度增大,通过阳离子交换膜进入a室與Na2SO3结合生成NaHSO3。阴极是氢离子放电,氢氧根浓度增大,它与NaHSO3反应生成Na2SO3,所以电解后a室中NaHSO3的浓度增大。其次说清单质碘具有氧化性,能把Na2S2O5氧化为Na2SO4,反应的方程式为S2O52-+2I2+3H2O=2SO42- +4I- + 6H+;消耗碘的物质的量是0.0001 mol,因此Na2S2O5的残留量(以SO2计)是[0.0001 mol×64 g/mol0.05 L=0.128 g/L]。
3.说清答题用语,规范答题
此题的得分重点应该在前六个问的作答上,其中书写化学方程式两个,书写电极反应方程式一个,这三个方程式的书写是学生的易错点,主要是细节容易出错。说题时要说清如何正确书写反应物、产物的分子式;如何利用原子守恒、电子守恒、电荷守恒配平化学方程式。只有从原理上真正弄清楚书写方法,才能在书写方程式时不出错,当然对沉淀、气态、固态等符号的标注也要明确要求。
本题以焦亚硫酸钠的制备、应用为载体考查学生对工艺流程的分析、电解原理的应用以及定量分析等的掌握情况,题目难度适中。难点是电解池的分析与判断,注意结合电解原理、交换膜的作用、离子的移动方向分析电极反应、NaHSO3浓度的变化。最后一问也是易错点,注意计算残留量时应该以二氧化硫计,而不是以焦亚硫酸钠计。
组织工艺流程题专项说题活动以来,大家总结出2018年高考理综化学卷化学工艺流程题有两大共同特点,即三套卷均考查到电解原理,都要求书写电极反应,而且都用到离子交换膜;都涉及氧化还原反应原理的应用。有效说题活动可促进师生对教材例题、习题和高考试题的研究,从而更有效地把握教材和高考命题的方向,提高课堂教学的针对性和有效性,促进教师专业水平的提升。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准(实验)[S].北京:人民教育出版社,2003.
[2] 教育部考试中心.2017年普通高等学校招生全国统一考试大纲[M].北京:高等教育出版社,2017.
[3] 马锐雄,周之夫.说题:数学课堂素质教育的重要活动[J].教学通讯,2011(9):2-3.
(责任编辑 罗 艳)