内容正文:
系统建模— “无机化工流程”大题的解题方略
一、试题的命制及解题思维流程
(一)怎么考——试题的命制过程
该题型以简洁的工艺流程图再现实际生产的关键环节,情境真实而有意义,旨在引导学生关心真问题,解决生产、生活中的实际问题,有利于培养学生的科学态度和社会责任。
1.试题的命制形式
2.试题的命制过程
第一步:选取真实的情境素材
先选取有引领作用的背景素材,激发学生对化学学科的热爱。(这启示我们:源于生产、情境新颖是本类试题的一大特色。)
第二步:设计题干绘制流程图
流程图的设计首先捕捉素材中与高中知识、素养、能力相关的内容。然后将与考查内容相关的关键流程、方法和技术处理成清晰、简洁的流程图。但在设计流程时考虑到高中学生所学实际情况,对相关条件、步骤进行了适当的处理,保留了关键操作,给出了必要的物质信息。(这启示我们:题目虽新,但考查的知识大多是我们学过的内容。)
第三步:设置基础性为主的问题
命题时,必须根据高中学生的知识储备、素养要求以及高考对化学学科关键能力的考查,所设计的问题,大多是对主干知识的考查。(这启示我们:高考大题是完全可以得大部分分数的,全面放弃不足取。)
第四步:增强设问的综合性和应用性
该步骤紧扣学科素养和关键能力,整合情境素材和考查内容,通过建立新旧知识的联系、综合多个模块内容,考查学生的综合应用能力。个别题目应具备一定的难度和区分度以体现高考的选拔功能。(这启示我们:一是有些题目需经过慎重的思考推理才能解答,跳一跳才能摘到“桃子”;二是有些题目不会做实属正常,不要过于纠结影响心情。)
第五步:调整难度,设置分值
试题初步命制完之后,要整体统筹,做到难度合理,区分度明显。试题难度调整可采取同类题目替换、信息提示、数据简化等方法。
总之,此类试题的命制以真实、新颖的情境为素材,保证了命题的科学性;融合多种必备知识,在保证一定量的基础性设问的前提下,设置学科内综合的问题和关于新情境应用的问题,保证了设问的层次性;此外,在考查素养和能力的同时也向学生介绍了新知识,展示了实际问题的复杂性、综合性,展现了化学学科的魅力,实现了围绕化学工艺流程进行多角度、多层次、有梯度的考查。
(二)怎么解——试题的解答流程
[典例]
题头
NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂,也常用来漂白织物等,其一种生产工艺如下
题干
题尾
回答下列问题:
(1)NaClO2中Cl的化合价为________。
(2)写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式________________________。
(3)“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成,精制时,为除去Mg2+和Ca2+,要加入的试剂分别为________、________。“电解”中阴极反应的主要产物是________。
(4)“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2。此吸收反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为________,该反应中氧化产物是________。
(5)“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力,其定义是:每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力。NaClO2的有效氯含量为________。(计算结果保留两位小数)
说明
[模型应用]
第一步:审题
先审题头,从题头中获取有用信息,了解制取的产品,再整体浏览流程图(题干),分清原料预处理、反应条件的控制、核心反应、物质的分离与提纯等,最后审设问(题尾),逐一回答问题。
第二步:答题
1.先答以“点”设问的问题
(即不需要理清工艺流程图的主线即可以答题)
如第(1)问NaClO2中Cl的化合价为+3和第(3)问“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成,精制时,为除去Mg2+和Ca2+,需加入的试剂分别为NaOH溶液、Na2CO3溶液。解题时完全没有必要考虑流程图,直接利用所学知识回答即可,属于对辨识记忆能力水平的考查,有利于发展学生的宏观辨识与微观探析核心素养。
2.再答以“线”设问的问题
(即先理清工艺流程图的前后关系才能答题)
如第(2)问写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式2NaClO3+SO2+H2SO4===2ClO2+2NaHSO4和第(3)问中……,“电解”中阴极反应的主要产物是ClO(或NaClO2)。解题时无法直接作答,需带着问题,找工艺流程图中相应的“反应”和“电解”位置,找到反应物和生成物,再具体问题具体回答,属于对复杂推理能力水平的考查,有利于发展学生的证据推理与模型认知核心素养。
[答案] (1)+3 (2)2NaClO3+SO2+H2SO4===2ClO2+2NaHSO4 (3)NaOH溶液 Na2CO3溶液 ClO(或NaClO2) (4)2∶1 O2 (5)1.57
二、常考的两类题型及习题讲评
类型一 以工业废料再利用为情境素材