初中化学工艺流程题特点及教学策略

【摘要】本文以广西北部湾近五年中考化学工艺流程题为例，对试题的结构和特点、考查的知识点和实验技能进行分析，结合初中化学工艺流程题的解题思路和常用方法，就该类题型提出整体解读工艺流程题、引导学生建立试题与教材知识的联系、精选素材设计工艺流程题强化学生练习、有的放矢研究命题趋势的教学策略。

【关键词】初中化学 工艺流程题 广西北部湾中考

【中图分类号】G63 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2023）13-0023-05

为了反映化学知识在工业生产和生活实际中的应用，全国各地的中考化学试卷中出现不少化学工艺流程题，成为近年中考化学试卷中的一个亮点题型。化学工艺流程题以化工生产流程为情境，以工艺流程图为主要呈现方式，重点考查考生对基础知识、实验技能和实验方法的掌握情况以及分析和解决实际问题的能力。考生解答化学工艺流程题需要熟知、理解与化工流程有关的化学反应原理，能对流程图中所给出的关键信息进行准确解读。因试题中的化工流程情境相对陌生，涉及的知识点多且综合性强，大多数考生解答该类题型时普遍存在困难，得分率不高。化学工艺流程题自2018年进入广西北部湾中考化学试卷至今，每年都出现这一题型。笔者通过梳理2018—2022年广西北部湾中考化学工艺流程题的结构和特点，着重探讨以全局思想统领的初中化学工艺流程题的教学策略。

一、化学工艺流程题的试题结构和特点

（一）化学工艺流程题的试题结构

化学工艺流程题围绕化工生产的实际过程或是实验室对工业生产的模拟情境，对实际过程进行选择性简化处理，将主要操作步骤或物质转化用框图和箭头的方式进行连接，并以文字、表格或图像的形式补充相关信息使之符合学生的认知水平，然后根据流程中涉及的中学化学知识进行设问，从而构成一种与化工生产联系紧密的题型。从考查内容看，工艺流程题通常以从原料到产物转化的过程为背景，以物质的性质和物质的转化为考查重点；从呈现方式看，工艺流程题的基本结构包括题头、题干和问题三个部分，其核心部分即题干流程图，主要是用框图、箭头和文字等形式将操作或物质转化或反应设备等生产工艺流程表示出来；从试题的设问看，工艺流程题隐含的知识量较大，往往把理论学习、实验设计、基本操作和元素化合物知识与流程融合在一起进行考查，对学生的能力要求明显高于单一的图表题。

（二）近五年广西北部湾中考化学工艺流程题考点分析

化学工艺流程题往往从化学工艺流程中提出一个隐含着一连串问题的综合性问题进行考查，如对物质的成分进行分析、对某些步骤中发生的反应进行判断、对整个生产工艺进行评价等，考查考生提取和处理信息的能力、分析推理能力、知识迁移能力、运用化学知识解决实际问题的能力。近五年广西北部湾中考化学工艺流程题以物质的相互转化和制备为主线，考查的知识点和实验技能情况如下页表1所示。

化学工艺流程题以实际生产过程为背景，考查与化学工艺流程密切相关的教材知识，体现了“试题在教材外，原理在教材內”的特点。从表1可以看出，近五年广西北部湾中考化学工艺流程题考查的内容，主要有以下几个方面。

1.流程中涉及的物质成分。每年的化学工艺流程题都会考查物质的成分，有直接考查物质主要成分的，也有根据题目信息判断物质成分的。

2.书写简单的化学方程式。化学工艺流程题一般都会考查化学方程式的书写，有的直接考查教材中学生已经学过的化学方程式，有的根据题目给出的信息书写相关反应的化学方程式。近五年广西北部湾中考化学工艺流程题考查的都是根据题目信息书写相关反应的化学方程式，考查的难度较大。此外，还有一些考查化学反应基本反应类型的题目。

3.基本实验操作技能。化学工艺流程题考查的实验操作主要集中在过滤和蒸发结晶两个基本实验，分别考查洗涤和干燥的实验操作、过滤的名称、蒸发结晶需要热量以及搅拌能使液体充分反应等知识。

二、初中化学工艺流程题的解题思路和常用方法

（一）初中化学工艺流程题的解题思路

化学工艺流程题无论如何设问，其实质仍然是以身边的物质为载体，考查考生运用化学反应原理及相关知识来解决实际生产、生活问题的能力。考生若不能将所学教材知识顺利迁移、应用到试题情境中，很难正确作答。从近五年广西北部湾中考化学工艺流程题的具体考点可以看出，该题型要解决的主要问题，一是将原料转化为产品的化学反应原理，二是除去杂质并分离提纯产品。要顺利解答此类题型，学生除了要掌握物质的性质及其转化关系等知识，还要拥有分离提纯物质的基本实验操作技能。学生只有全面认识流程图的基本结构、理解题中关键词的含义、了解由多个化学反应组成的实验流程，才能完成由整体到局部的认知，从而顺利解答化学工艺流程题。

1.认真读题，了解实验目的。化学工艺流程题一般有两个目的，一是从混合物中分离、提纯某一物质；二是利用某些物质制备另外某一物质。工艺流程题的基本结构可以这样解读：题头（引入信息）→题干（提取、加工信息，应用解答）→问题（得出结论或产品）。

2.仔细分析，读懂流程图。工艺流程图是化学工艺流程题独有的、主要的信息呈现方式，正确解答化工流程题离不开从流程图中提取、加工信息。流程图中包含的信息量比较大，只有抓住流程图中的关键信息，建立起信息分析的基本模型，方能顺利答题。一是关注方框内所指的具体内容。流程图有的以操作名称为框、有的以物质为框、有的以设备为框形成流程的主线，但每一道试题都只是选择以上一种形式为框建立流程图。二是关注箭头。流程图中的箭头“→”，前方是原料（反应物），后方是生成物（包括主产物和副产物），上方是操作或反应的条件。三是关注流程“三线”和“核心”。出线和进线均表示物料流向或操作流程，回头线（可逆线）意味着可循环。流程图的核心是化学反应，一般为整个流程中涉及的物质变化。

3.分析问题，回归教材知识，关注信息提示。对化学工艺流程题中大多数的问题考生用教材中的化学知识便可直接解答，但对个别问题考生需要结合流程或信息提示进行分析才能解答，有时还需要结合化工生产实际考虑原料成本低廉、环境友好、产量产率高等来解答。解答后要细心检查，再按照流程图验证答案或结论是否正确。

（二）初中化学工艺流程题的常用解题方法

化学工艺流程题的主要流程、设问角度不同，解题的方法也会有所不同，首尾分析法是最常用的解题方法。首尾分析法是指对比分析工艺流程中的初始原料（首）与目标产品（尾），从对比中找出首和尾之间的关系，弄清楚生产流程中原料转化为产品和分离提纯产品的化学反应原理，再结合问题解答。试题设置的问题，如果与流程关联不大，教师只需指导学生利用教材相关知识解答即可；如果问题与流程关联紧密，教师就要引导学生根据流程中相关物质的流向，分析物料走向、物质变化，然后正确解答。

三、初中化学工艺流程题的主要教学策略

近五年广西北部湾中考化学工艺流程题是考生化学中考失分的重灾区。考生解答化学工艺流程题的最大障碍是对化工流程缺乏整体认识，看不懂流程的含义、无法将流程图与教材知识建立起有效的联系。通过调查分析，学生在解答化学工艺流程题时容易被陌生情境和专业术语吓倒，存在畏难心理，欠缺答题的思路和技巧。因此，教师在教学和复习中时应针对性地帮助学生弥补这方面的缺陷，消除其畏难心理。教师在平时教学中要有意识地根据教材内容设计工艺流程题强化专项练习，引导学生构建系统的化学知识网络，帮助学生掌握工艺流程题的解题思路和技巧，使学生逐渐形成工艺流程题的认知模型。在备考复习时，教师要有全局意识和趋势意识，既从整体上把控教学，也从考试趋势上加强工艺流程题复习的针对性。

（一）整体解读工艺流程题，分阶段认识化工流程

工艺流程题一般由题头、题干、问题三部分组成。图1所示为2020年广西北部湾中考化学工艺流程题，题头部分简要交代该工艺流程的原料和目的，题干部分用流程图形式表示从输入原料到获得目标产物的主要工艺流程，问题部分则是基于该工艺流程所涉及的化学知识所设置的具体问题。学生要从整体上把握题目的主线，通过阅读题头明确生产目的，了解流程图以及相关的文字描述、表格信息、后续设问中的提示性信息等，对整个流程形成完整、系统的认识和理解。工艺流程题的核心是流程图，主要是用框图、箭头和文字等形式将化工流程表示出来，其中隐含物质反应的化学方程式、物质稳定性、物质溶解性等信息。一般来说，化工流程分为三阶段，即预处理阶段、物质转化阶段、分离与提纯阶段。

1.预处理阶段。此阶段的目的是使原料中待提取元素的状态，由难提取的化合物或单质转化成易反应的化合物。此阶段一般涉及原料粉碎、焙烧、水浸等工艺流程。如图1所示的工艺流程题中，在预处理阶段，通常将铝土矿进行粉碎处理，使其表面积增大，从而增大其与其他物质的接触面积，加快反应速率。

2.物质转化阶段。在该阶段，预处理获得的物质经过化学反应逐渐向目标产物转化，可以根据流程图中箭头的方向分析相关物质的转化过程。此阶段考查的主要是酸碱盐、氧化物、单质间反应的化学方程式，以及相关反应所属的基本反应类型。如图1所示的工艺流图中，加入过量盐酸、加入过量NaOH溶液、通入过量CO2气体，主要是使初始原料与杂质分离，向目标产物Al2O3逐步转化。

3.分离与提纯阶段。在化学工艺流程题中，一般用到的分离与提纯操作有过滤、结晶等，考查的角度有操作的名称、操作的作用、所使用的仪器等。如过滤是将不溶性固体与液体分离，流程图往往有“滤液”“滤渣”的提示；结晶则是可溶性物质从溶液中以晶体形式析出，常用的结晶方法有冷却结晶法、蒸发溶剂结晶法。

（二）建立试题与教材知识的联系，培养解题素养

工艺流程题虽然涉及的知识面较广，但所考查的仍是基础知识和基本实验操作技能。流程图的信息主要隐藏在图中的箭头和图框当中。教师要善于引导学生识别流程图，以流程为指引、以问题为导向，在试题与教材知识之间建立起联系，培养学生的解题素养。如分析、解答2020年广西北部湾中考化学工艺流程题，教师可以从明确工艺的原料和目标产品提出问题，引导学生根据流程设计，分析物料走向、物质变化，抓住关键词，从而顺利解决问题。

师：此题工艺的原料有哪两种？最终目的是制备什么物质？

生：主要有氧化铝和氧化铁，最终目的是制备氧化铝。

师：酸浸前，通常将铝土矿进行粉碎处理，粉碎的主要目的是什么？

生：增大反应物的接触面积，使反应更快、更充分。

酸浸为原料处理环节，酸浸之后有过滤除杂步骤，滤渣Ⅰ是铝土矿经过量盐酸酸浸所得，问题（2）提示滤渣Ⅰ的主要成分是SiO2，由此可推知SiO2的性质有“难溶于水”“不能与盐酸反应”。Al2O3、Fe2O3与过量盐酸发生反应生成AlCl3、FeCl3，滤液Ⅰ的成分是氯化铝、氯化铁和盐酸。此时，教师引导学生将题目中的关键词“过量NaOH溶液”“已知”与教材知识建立起联系：AlCl3与NaOH反应生成Al（OH）3和NaCl，根据题目已知信息可知Al（OH）3与过量NaOH反应生成NaAlO2（偏铝酸钠）；FeCl3与NaOH反应生成Fe（OH）3和NaCl，NaOH与盐酸反应生成NaCl和水，所以滤液Ⅱ中含有的溶质是NaOH、NaAlO2、NaCl。

师：加入过量氢氧化钠溶液的目的是什么？

生：除去过量的盐酸和使铁离子全部转化为沉淀。

师：过滤后，滤渣Ⅱ是什么？得到的滤液Ⅱ中含有的溶质有哪些？

生：滤渣Ⅱ是氢氧化铁。滤液Ⅱ中含有的溶质是氢氧化钠、偏铝酸钠、氯化钠。

师：将过量二氧化碳气体通入滤液Ⅱ的主要目的是什么？

学生根据教材知识不能直接回答这个问题，教师可引导学生提取题目中的已知信息NaAlO2+CO2+2H2O＝Al（OH）3↓+NaHCO3，理解滤液Ⅱ中通入过量CO2气体的主要目的是得到Al（OH）3，过滤操作后得到的滤渣Ⅲ是氢氧化铝。Al（OH）3加热时，生成Al2O3和一种常见的氧化物，学生根据质量守恒定律可判断该氧化物是水，反应的化学方程式为2Al（OH）3Al2O3+3H2O，该反应是由一種物质生成两种物质，属于分解反应。化学工艺流程题属于较难的一种题型，但是教师可以利用工艺流程题的解题思路化整为零，把问题与教材中相应的知识点逐一建立起联系，引导学生轻松解题。

（三）精选素材设计工艺流程题，强化习题训练

化学工艺流程题具有综合性强的特点，若只是在中考复习阶段通过专题复习进行训练，往往收效甚微。因此，教師有必要在平时的教学中，根据教学内容开发教材中具有化工流程意义的命题素材，将其设计成化学工艺流程题，让学生在新课教学阶段适时地进行工艺流程题的练习，使学生消除对工艺流程题的畏难心理，逐步掌握解答此类题型的方法、技巧。如在学习“水的净化”知识后，教师可设计如图2所示的工艺流程图及以下问题，帮助学生初步认识化学工艺流程题：净水过程中加絮凝剂、活性炭吸附、投药消毒分别起什么作用？操作①、②、③的名称及其原理分别是什么？

例如，在学习人教版化学九年级下册第十一章后，笔者结合教材中提到的通过晾晒海水或煮盐井水、盐湖水等可以蒸发除去水分得到粗盐的内容，以及学生使用的练习册《新课程学习与测评》第116页第12题练习，设计如图3所示的化学工艺流程题。该工艺流程题素材源于教材及练习题，考查的知识涉及粗盐提纯中的溶解、过滤、除杂、蒸发结晶等步骤，难度适中，可以在新课教学阶段使用。学生运用所学知识进行分析、推理、判断，完成化学工艺流程题的解答，在不断的总结和练习中逐渐提高解题能力。

（四）回归教材，有的放矢研究命题趋势

研究命题趋势，对增强复习的针对性和有效性大有裨益。通常初中化学教师每年都会分析全国各地的中考化学试题，关注典型的和新出现的题型或化工生产情境，将其作为备考训练的重点。笔者分析中考化学工艺流程题的异同，发现近年来全国不少地区中考化学试卷中常有将教材中的素材作为试题命制的原型，如2018年山东省济宁市中考化学工艺流程题就是由教材中粗盐提纯的方法和流程图改编而成的。因此，回归教材，有的放矢研究命题趋势，关注教材中具有化学工艺流程意义的情境素材，将其开发为教学资源，也是提高初中化学工艺流程题教学效率的有效途径。但教师在开发化学工艺流程题的过程中，要注意根据学生的化学知识水平和考试要求进行内容选择，避免出现超标现象。

中考化学工艺流程题可以实现对学生化学核心知识和实验操作技能的考查，体现化学学科的应用价值，是能对学生化学学科核心素养进行综合评价的一种题型。为了帮助学生顺利解答初中化学工艺流程题，教师一方面要研究化学工艺流程题的试题结构和特点，另一方面要在教学中渗透模型意识，帮助学生构建化学工艺流程题的解题模型，培养学生的解题思维。

参考文献

［1］王保强.化学工艺流程图题的命题特点和应对策略［J］.化学教学，2013（8）：64-66.

［2］曾国琼.化工流程题的命题特点及复习备考策略初探［J］.中学化学教学参考，2022（1）：41-45.

［3］赖思恒.广东中考化工流程题的命题特点与教学策略初探［J］.化学教学，2014（8）：83-86.

［4］关绮梨.初中化学工艺流程题的解题策略［J］.中学生数理化（教育学），2012（10）：87.

［5］严业安.化学工艺流程题型解题模型建构及教学启示［J］.福建基础教育研究，2019（7）：116-118.

作者简介：钟志强（1988— ），广西马山人，本科，一级教师，研究方向为初中化学教学。

（责编 韦榕峰）