高考化学工业流程题分析及备考建议

摘 要：在当前高考采取纸笔测试的情况下，化学工业流程题是一种很好的考查题型。以2023年高考化学全国甲卷、全国乙卷、新课标卷、湖南卷、湖北卷、广东卷、山东卷、辽宁卷等中的工业流程题为研究对象，依据工业流程题的逻辑关系，从呈现形式、设问方式、呈现内容等角度归纳命题特点——“反机械刷题”。相关的备考策略有：重视教材，夯实基础；优选试题、原创试题，稳步提升。

关键词：高考化学；工业流程题；创新性；原创试题

本文系湖南省长沙市实验教学与教育装备管理应用研究微课题“化学数字化实验在校本课程中的应用与推广”（编号：SYGL23032）的阶段性研究成果。

化学工业流程题通常以真实工业生产为背景，主要考查元素化合物、氧化还原反应、化学方程式书写、化学计算以及化学实验等方面的知识，并注重考查学生逻辑推理能力、绿色化学思想以及信息整合能力。^［1］其主体过程是通过加入化学试剂除去杂质、生成产品，再通过分离提纯分离出杂质，获得产品（逻辑关系如图1所示）。

在当前高考采取纸笔测试的情况下，化学工业流程题是一种很好的考查题型。从考查价值来看，它可以体现化学学科的应用价值，通过渗透绿色化学观念让学生树立可持续发展的意识，体现化学学科的社会价值和育人价值，激发学生从事化学研究的兴趣。从考查内容来看，它可实现各模块核心知识和各领域关键能力的融合考查，能对学生核心素养发展水平进行综合评价。^［2］

本文以2023年高考化学全国甲卷、全国乙卷、新课标卷、湖南卷、湖北卷、广东卷、山东卷、辽宁卷等中的工业流程题为研究对象，依据工业流程题的逻辑关系，从呈现形式、设问方式、呈现内容等角度归纳命题特点，总结备考策略。

一、高考化学试卷呈现“反机械刷题”的命题特点

研究高考试题的命题特点，是实现“教、学、考”衔接的必备过程。近年来，为了凸显工业流程题的选拔功能，创设真实陌生情境、巧设考查问题、选用陌生信息或物质载体、将不同模块的知识深度融合等，成为“反机械刷题”的有效命题方式。

（一）凸显真实情境，创新试题呈现形式

“无情境，不命题”，真实情境是时代的选择。化学试题承载引导学生运用化学知识或原理解决实际问题的功能，这就需要创设真实的情境。教育部考试中心指出，“不出偏题怪题”，“试题要注重基础性，强调综合性、应用性和创新性”。创新性是高考化学试题的重要特征。工业流程题主要通过选取新颖载体、改变信息呈现形式、选用陌生化学试剂来实现情境的创新性。工业流程题的情境主要取材于科研论文、化工生产工艺，聚焦电池、半导体、芯片等材料。这是国家战略发展的重点，是民生工程不可或缺的环节。同时也为化学服务社会、科技、生产正名，体现了化学学科的社会价值。试题呈现形式的创新，主要体现于元素载体、流程图两个方面。

1. 优选载体

第四周期过渡元素依旧是工业流程题考查的主体，如湖南卷第17题创新性地考查了Ga元素，体现了高考化学试题从载体上寻求跳出“机械刷题”的魔咒。选择“酸浸液”为原料，删除过去常见的“矿物预处理”的工序，是高考试题的亮点，如广东卷第18题矿石硝酸浸取液，直接给出了溶液中离子种类，降低了试题难度，减少了对“预处理”过程中化学变化的“纠结”。

传统载体中有新试剂、新名词，是2023年高考化学试题的一大亮点。例如CH₃I、乙醚、三正辛胺、石灰乳、BaS、TiCl₄、Na₂S₂O₅、“SO₂＋空气”、过一硫酸（H₂SO₅）等，这些在过去工业流程题中较少出现的物质纷纷亮相。这要求学生有正确分析陌生试剂作用的能力。如辽宁卷第16题采用“SO₂＋空气”作为“氧化”工序的试剂，SO₂是还原剂，O₂是氧化剂，既要求学生正确处理二者形成强氧化剂过一硫酸（H₂SO₅）的信息，也需要利用SO₂具有还原性去解释生产中的实际问题。过一硫酸类似于硫酸，第一步全部电离，第二步微弱电离。这指导我们在教学中要关注硫酸的处理方法。广东卷第18题使用了“氨性溶液”［含NH₃·H₂O、（NH₄）₂SO₃和（NH₄）₂CO₃］，其中含NH₃·H₂O和NH^＋₄的混合溶液是形成氨的配合物的常见试剂，比如用硫酸铵和NH₃·H₂O溶浸ZnO，即可形成锌的配合物，其中NH^＋₄起到提供H^＋和NH₃的作用。

烧渣、滤饼、解配等名词的出现，体现了高考命题进一步加大情境真实化的力度。其中，“解配”是针对形成配合物的逆过程而提供的一个词语；“烧渣”“滤饼”与常见名词“滤渣”“固体”等含义相同。从工艺角度看，这些名词来源于不同工序所得固体。这样的措辞，让工业流程题的情境更加贴近实际生产。

2. 精制流程

一般而言，流程题中名词代表化学试剂，动词为操作。通常，方框“□”内的是动词，方框外的即为名词。明确动词、名词，有助于加快学生对工序、试剂作用的分析。而2023

年的高考化学工业流程题中，二者并没有明显的界限。如新课标卷第26题，流程图（见图2）中方框内均为使动词，而“通空气”“调pH”等均在方框外。

部分省市的工业流程题在流程图中“线”的复杂程度上加大了难度。如湖南卷第17题，流程图（见图3）简短但“线”的交错程度高，且回收利用的气体源自两道工序，考生要在短时间内明确其内涵。这凸显了试题的创新性和挑战性。

（二）指向实际问题的解决，创新试题设问方式

2023年高考化学试题在设问方式上亮点纷呈，体现了很强的整体性和综合性，层层递进，环环相扣，指向实际问题的解决，对学生获取有效信息与加工整合信息的能力、综合题给信息和所学知识进行系统分析与解决问题的能力、用科学规范的文字进行表述的能力等都有较高的要求。

1. 考查“替换性思维”

考查“替换性思维”主要有三种方向：一是工序能否替换顺序或删减，二是化学试剂能否替换或选择何种试剂，三是化学实验条件的不同有何影响。如全国甲卷第26题考查“酸化”试剂的选择，除了明确酸化的作用外，还需考虑到不能沉淀产品中的离子“Ba^2＋”，因此设置了减少“浸取”工序是否可行的设问。同样，湖南卷第17题考查“配体交换”这一工序必须存在的原因，山东卷第17题考查删除“焙烧”工序对工业生产的影响。这些都要求学生置身于工业生产情境中，主动分析工序的目的以及与其他连续工序之间的逻辑关系，充分发挥利用化学知识解决实际问题的能力。

2. 考查复杂化学方程式的书写

工业流程题中，书写方程式有离子方

程式、化学方程式两大情况，其又分为氧化还原反应型和非氧化还原反应型。高考化学试题集中考查了复杂非氧化还原反应方程式的书写及融合生成配合物等情境的氧化还原反应方程式的书写，渗透了变化观念的考查。

（1）考查复杂非氧化还原反应方程式的书写

该类型题目要求学生抓住“复杂物质”，即含有离子种类较多的物质，结合离子或离子团守恒来配平微粒系数。如全国甲卷第26题第（5）问考查“沉淀”步骤中生成BaTiO（C₂O₄）₂化学方程式的书写，反应为非氧化还原反应。令BaTiO（C₂O₄）₂的系数为1，得到关系：TiCl₄＋3（NH₄）₂C₂O₄＋BaCl₂→BaTiO（C₂O₄）₂。根据原子守恒，反应物还有1个H₂O，此时生成物为4个NH₄Cl、2个HCl，2个HCl可与（NH₄）₂C₂O₄反应生成1个H₂C₂O₄和2个NH₄Cl，即TiCl₄＋3（NH₄）₂C₂O₄＋BaCl₂＋H₂O===BaTiO（C₂O₄）₂↓＋H₂C₂O₄＋6NH₄Cl。

（2）考查复杂氧化还原反应方程式的书写

具有复杂产物的氧化还原反应方程式的书写，是高考化学试题的亮点。

如湖南卷第17题第（3）问考查合成Ga（CH₃）₃（Et₂O）反应的化学方程式的书写。1个Ga₂Mg₅升高16价，1个CH₃I中“CH₃”从＋1降低至－1，降低2价，可配出关系：Ga₂Mg₅＋8CH₃I→2Ga（CH₃）₃（Et₂O）；再根据Ga（CH₃）₃（Et₂O）配平其他物质，得8CH₃I＋2Et₂O＋Ga₂Mg₅===2Ga（CH₃）₃（Et₂O）＋3MgI₂＋2CH₃MgI。

又如广东卷第18题第（3）问考查“氨浸”时由Co（OH）₃转化为［Co（NH₃）₆］^2＋的离子方程式的书写。可看作Co（OH）₃先与亚硫酸根发生氧化还原反应，即2Co（OH）₃＋SO^2－₃→2Co（OH）₂＋H₂O＋SO^2－₄，2个Co（OH）₂继而与12NH₃·H₂O反应得到2［Co（NH₃）₆］^2＋，即2Co（OH）₂＋12NH₃·H₂O2→［Co（NH₃）₆］^3＋＋4OH^－，产生的4个OH^－可与溶液中的4个NH^＋₄反应成4个NH₃·H₂O，得到离子方程式：2Co（OH）₃＋8NH₃·H₂O＋4NH^＋₄＋SO^2－₃===2［Co（NH₃）₆］^2＋＋SO^2－₄＋13H₂O。这样的反应过程，类似将硫酸铜溶液逐步滴入过量氨水中的分步反应与总反应之间的关系。若借鉴有机化学方程式的书写方法——注重“断键”“成键”（即无机化学反应中的微观粒子的具体变化情况）来分析配平，可事半功倍。