“三步”破解工艺流程题

陈志明

(福建省永春第一中学 362600)

工艺流程题在高考化学试卷中已经占据十几年的时间，以真实情境为测试载体，以化学知识作为解决问题的工具，以生产生活中的真实问题为测试任务.试题陌生度高难度大，有明显区分度，对能力要求高，学生容易产生畏惧感.如何高效解答工艺流程题？现以2021年福建省高考化学试卷第12题的变式题为例给大家介绍一种“三步”法.

例题(2021年福建省高考化学试卷第12题的改编题)四钼酸铵常用于生产加氢、脱硫等石油精炼催化剂,微溶于水，溶于碱和氨水.工业中用钼精矿(主要含MoS2，还有Cu、Fe的化合物及SiO2等)为原料制备四钼酸铵的工艺流程如图1所示.

图1

回答下列问题：

(1)(NH4)2Mo4O13中Mo的化合价为____;“焙烧”产生的气体是____.

图2

(3)“净化”时，为了使浸出液中残留的Cu2+、Fe2+离子浓度小于1.0×10-6mol·L-1，加入沉淀剂(NH4)2S，应控制溶液的p(S2-)应小于____.(已知：p(S2-)=-lgc(S2-),pKsp=-lgKsp；CuS和FeS的pKsp分别为35.2和17.2)

(5)“沉淀”时，滤液浓缩后加入HNO3的作用是____.

(6)工业用H2在高温下还原(NH4)2Mo4O13制备金属钼，反应的化学方程式为____.

第一步，粗读试题，了解整道试题的结构.时间控制在40秒以内.具体应该达到以下几点目的：(1)清楚该工艺流程题的所属类型，常见题型有两类：①是以物质制备为载体的工艺流程，确定要制备目标产物，思考核心反应所需试剂实现物质转化，防止副反应发生.②是以物质提纯为载体的工艺流程，主要是对混合物的除杂、分离、提纯，知道杂质物质，思考除杂方法.不同类型的解题思路和方向有所区别，明确工艺流程题的所属类型有助于对整个流程的理解思路，研读流程图时，就能根据每种类型特点来解读流程.(2)清楚原料是什么物质，目标产物是什么物质，了解整道题目的有效信息分布的地方，有些信息是在题头，有些后续设问中的提示性信息可能分布在问答题当中，通过粗读题目就可以把整个信息大概了解，同时用笔在信息下画线做标注，有助于下步精读工艺流程图时对整个流程的理解.比如例题中有效信息分布题头、问答题第(2)、(3)、(4)题目题干中.(3)通过粗读题目，清楚工业流程图中重点流程步骤，涉及问答题的流程步骤相对重要，在第二步精读工业流程图时应全面分析理解，与问题关联度小只需简单了解，节约时间.工业流程图流程步骤一般少则四、五步，多则十几步，每个流程步骤都认真分析会花较长时间，做题过程中是不允许的.如果流程图比较陌生且复杂，知识层面和能力层面达不到相对要求，直接依据问题需要对整个流程大体了解，不必把每个流程的转化环节的原理都弄清.

工艺流程主要分为三个阶段：(1)原料预处理阶段：矿物质粉粹、溶解(酸溶、碱溶、水溶及相关化工术语)、初步除杂.(2)核心反应阶段：主要涉及操作措施、物质成分、化学反应、条件控制(充分考虑工艺的酸碱性环境和温度环境)，促进核心反应发生，同时又可能会存在哪些副反应发生生产杂质.对反应条件的分析可从影响化学反应速率的因素、影响化学反应平衡因素，同时结合生产综合经济效益要考虑到原料成本、对设备的要求和注意环保、发展“绿色化学”等.箭头处理方法： ①主线——主产品;②支线——副产品;③回头——循环品.(3)产品精制阶段：一般是分离提纯化学实验操作，主要考虑减少产品中的杂质、减少产品损失、防止产品变质问题等.

第(6)道问题：根据题目信息先写出

(NH4)2Mo4O13+H2——Mo+NH4+H2O

把 (NH4)2Mo4O13系数先定为1，根据元素守恒规律推出

(NH4)2Mo4O13+12H2——4Mo+2NH3↑+13H2O

最后画等号补上高温反应条件.反应式写完后立即检查是否满足守恒观，是否符合溶液酸碱性环境.第(5)道问题根据题头信息和流程变化得到HNO3的作用使溶液显酸性，(NH4)2MoO4转化生成(NH4)2Mo4O13析出晶体.

“三步”解题程序是先了解试题结构和获取信息，再利用已知信息审题会更加科学、精准，最后全面理解试题内容和命题意图.工艺流程题五线(元素线、价类线、反应线、操作线、绿色线)并举，知识落点涉及基本概念、基本原理、元素化合物和基本化学实验操作方法.平时须做好常见考点知识的整理与归纳，熟悉无机化工流程题常见的操作、化工专业名词，适当了解生产、生活和社会实际等内容，注重培养对基础知识、基本技能的整合、推理、应用能力和解题关键能力.