基于学科核心素养的高考工艺流程解题思路与方法探讨

                                                    莆田第一中学 林淑英

在新高考改革持续推进的背景下，化学学科更加注重对学生核心素养的考查。高考化学工艺流程题作为综合性较强的题型，紧密联系生产生活实际，全面考查学生对化学知识的综合运用能力、分析解决问题的能力以及化学学科核心素养的发展水平。这类题目往往信息量大、情境复杂，对学生而言具有较大难度。因此，深入探讨基于学科核心素养的高考工艺流程解题思路与方法，对于提升学生的解题能力、落实化学学科核心素养的培养具有重要的现实意义。

一、高考化学工艺流程题对学科核心素养的考查目标

高考化学工艺流程题以真实的化工生产、物质制备等过程为背景，从多个维度考查学生的化学学科核心素养。首先，考查学生的 “宏观辨识与微观探析” 素养，要求学生能够通过对工艺流程中物质的性质、变化等宏观现象的观察，深入分析其微观本质，理解物质转化的原理 。其次，着重考查 “变化观念与平衡思想”，学生需要认识到工艺流程中发生的化学反应存在物质变化和能量变化，并且能够运用化学平衡原理等知识分析反应条件的控制和优化 。此外，“证据推理与模型认知” 素养也在工艺流程题中得以体现，学生要根据题目所给的信息和实验现象，进行合理的推理和判断，建立解决问题的思维模型 。同时，还考查 “科学探究与创新意识”，鼓励学生从工艺流程中发现问题，并运用科学探究的方法提出解决方案，培养创新思维 。最后，“科学态度与社会责任” 也渗透其中，通过工艺流程题让学生了解化学在生产生活中的重要作用，增强社会责任感 。

二、基于学科核心素养的高考工艺流程解题思路与方法

（一）审题阶段 —— 精准把握信息，挖掘核心素养考点

学生首先要认真阅读题干和流程图，明确工艺流程的目的，即制备什么物质或分离提纯什么物质。同时，仔细分析题目中给出的原料成分、反应条件、产物性质等信息，从中挖掘出与化学学科核心素养相关的考点。例如，看到高温煅烧的条件，就要联想到可能涉及物质的分解反应以及能量变化，考查变化观念与平衡思想；观察到溶液颜色的变化，要从宏观辨识与微观探析的角度思考可能发生的氧化还原反应或络合反应 。

（二）分析阶段 —— 运用核心素养，剖析工艺流程逻辑

在分析工艺流程时，学生要运用化学学科核心素养，将整个流程分解为多个子过程，分析每个子过程中发生的反应和操作的目的。运用宏观辨识与微观探析，理解物质在不同阶段的变化；运用变化观念与平衡思想，解释反应条件的选择和控制；运用证据推理与模型认知，建立物质转化的关系模型 。例如，在分析海水提镁的工艺流程时，学生要从宏观上认识到海水经过一系列处理最终得到镁单质，微观上理解各反应中离子的变化；运用平衡思想分析沉淀溶解平衡在氢氧化镁生成和溶解过程中的作用；通过对各步骤的分析建立从海水中镁离子到镁单质的转化模型 。

（三）解答阶段 —— 结合核心素养，规范答题表述

在解答问题时，学生要结合化学学科核心素养，用准确、规范的化学语言进行表述。对于涉及原理分析的问题，要运用变化观念与平衡思想、宏观辨识与微观探析等素养进行解释；对于推理判断类问题，要依据证据推理与模型认知给出合理的结论 。例如，回答 “为什么要在某反应中加入过量的试剂” 这一问题时，要从化学平衡移动和提高原料转化率的角度，运用变化观念与平衡思想进行分析和表述 。

三、典型例题分析与应用

        以2022年福建卷高考工艺流程题为例：

11.（13 分）粉煤灰是火电厂的大宗固废。以某电厂的粉煤灰为原料（主要含 Al₂O₃、SiO₂和 Fe₂O₃等）提铝的工艺流程如下：

回答下列问题：

（1）“浸出” 时适当升温的主要目的是_______，发生反应的离子方程式为_______。

（2）“除铁” 时加入的试剂 X 可以是_______（填标号）。

A. NaOH 溶液  B. Al₂O₃  C. NH₃・H₂O  D. Al (OH)₃

（3）“沉铝” 时通入过量 CO₂的目的是_______，反应的离子方程式为_______。

（4）“滤渣 1” 的主要成分是_______；“滤渣 2” 的主要成分是_______；“滤渣 3” 经灼烧得到 Al₂O₃，该过程的化学方程式为_______。

（5）上述流程中，可循环利用的物质是_______（填化学式）。

（6）粉煤灰提铝的意义是_______（答出一点即可）。

根据流程图中给出的信息，如滤渣成分、滤液去向等，进行合理推理。若第一次过滤得到的滤渣主要成分是 SiO₂，可推理出酸浸时 SiO₂未参与反应；结合后续调节 pH 后再次过滤得到的滤渣成分（如 Fe (OH)₃、Al (OH)₃），进一步验证前面关于金属离子转化和沉淀的推理。通过这些证据，构建起从原料到目标产物的物质转化模型，清晰梳理整个工艺流程的逻辑关系，强化 “证据推理与模型认知” 能力。

在酸浸步骤中，依据金属氧化物与酸反应的化学性质，分析各成分的转化情况。如 Fe₂O₃与硫酸反应生成 Fe₂(SO₄)₃和水，Al₂O₃与硫酸反应生成 Al₂(SO₄)₃和水，思考酸浸过程中反应平衡的影响因素，如酸的浓度、温度等对反应速率和程度的影响，判断是否需要控制相关条件以提高锰元素的浸出率。

在氧化步骤中，若加入氧化剂将 Fe²⁺氧化为 Fe³⁺，从氧化还原反应和化学平衡角度分析其目的。Fe³⁺在后续调节 pH 时更容易形成沉淀除去，通过氧化反应改变离子存在形式，利用不同价态金属离子的水解平衡差异实现杂质分离，这正是 “变化观念与平衡思想” 在工艺流程中的具体应用。

基于学科核心素养的高考工艺流程解题思路与方法，强调将化学学科核心素养贯穿于审题、分析和解答的全过程。通过这种方式，不仅能够帮助学生有效提升工艺流程题的解题能力，更有助于学生深入理解化学知识，培养综合运用化学知识解决实际问题的能力，真正实现化学学科核心素养的落地生根。在今后的化学教学中，教师应注重引导学生运用核心素养分析和解决问题，不断强化学生的核心素养能力，以更好地应对高考和未来的学习与生活 。