利用“模型法”突破工艺流程图题-《化学教学》(2015年1期).docx

龙源版权所有 利用“模型法”突破工艺流程图题作者：黄海云来源：《化学教学》2015年第01期 摘要：通过对工艺流程图题中实例原型的提炼与概括，抽象出分析解决常见问题的策略方法，以形成分析式、归类式与程序式等模型，为解决工艺流程图题提供类比参考。在应用“模型法”协助学生解决工艺流程图题时，要注重引导学生绘制流程图，并逐步丰富与完善模型，以提升学生解决问题的正确性和创新性。 关键词：模型；模型法；工艺流程图题 文章编号：1005–6629（2015）1–0084–03 中图分类号：G633.8 文献标识码：B 工艺流程图题是对化工生产过程（或化学实验研究过程）进行概括与抽象，将主要操作步骤或物质转化用框图与箭头连接起来，并以文字、表格或图像补充相关信息，然后针对流程中涉及到的中学化学知识进行设问[1]。工艺流程图题综合了元素化合物、反应原理以及实验操作等知识内容，能考查学生分析问题与解决问题的综合能力，已成为化学高考试题中常见的题型。 将分析与解决工艺流程图题中常见问题的策略方法进行提炼与概括，抽象出解决此类问题的通用模式，称之为模型。类比迁移模型去解决工艺流程图题，可以使复杂的工艺流程问题变得简单而有规律，能够使解题过程模式化、程序化与规范化，从而能够有效地突破工艺流程图题。 1 建构模型 建构模型，就是把研究对象，即实例原型的一些次要细节及非本质内容舍去，将解决问题的分析思路与步骤方案进行提炼与概括，并用符号、线条与图形等形式，简化和理想化原型中的各种复杂结构、功能和联系[2]。依据实例原型建构模型会比较直观、具体，学生应用起来也会比较自如。 案例1 建构工艺流程图分析模型 （2013江苏，16）以菱镁矿（主要成分为MgCO3，含少量FeCO3）为原料制备高纯氧化镁的实验流程如下： 该工艺是先将化工原料菱镁矿用稀硫酸进行预处理，然后除去不溶于稀硫酸的杂质——滤渣1。再将杂质Fe2+经H2O2氧化为Fe3+，之后通过加入NH3·H2O调高pH以除去Fe（OH）3——滤渣2。最后将MgSO4溶液蒸干得到MgSO4固体，再用木炭还原制备高纯度MgO。在实验流程中，“用木炭还原MgSO4制备MgO”是该实验的主要目的，称之为核心反应，其他实验操作都是为了铺垫或延续该核心反应。 结合其他一些工艺流程图，可以概括抽象出工艺流程图的一般组成与流程顺序：预处理原料→除杂→核心反应→分离产品→提纯产品等。其中制得目标产品是工艺流程的宗旨，整个流程操作都是围绕着此宗旨而进行。工艺流程图的一般分析模型如下： 流程图中箭头进入的是投料（即反应物）、出去的是生成物（包括主产物和副产物）。在工艺流程图中，将各个部分按照一定顺序连接在一起的纽带称之为主线，常见的主线有：以物质转化为主线、以物质转化的设备为主线、以物质转化的操作为主线以及混合型主线等[3]。除主线之外，杂质及副产物为支线，可循环利用的物质则采用回头线。 2 模型的种类 根据模型的形态与应用功能，模型可分为分析式模型、归类式模型与程序式模型等。 2.1 分析式模型 分析表征问题是解决问题的前提和条件，分析式模型是以分析问题为主，凸显问题的整体结构与分析思路。比如，“案例1”为工艺流程图的分析模型。 2.2 归类式模型 将工艺流程中诸如原料的预处理、除杂、产品的分离与提纯等常见问题进行归类，以形成解决同类问题不同方法的归类式模型。归类式模型有利于学生优化认知结构，能够提升学生表征问题的准确性，这也是高三化学复习中常用的建模方式。 案例2 工艺流程中的除杂方法 在进行核心反应之前，要将无关杂质除去，以排除杂质对核心反应及提纯产品的干扰。因此，什么是杂质以及如何除去杂质都要依据核心反应及目标产···试读结束