化学实验粉碎的目的范文

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1．学生对化学实验学习的关注度不高

由于初中化学是在初中最关键的阶段初三才加入进去的，属于启蒙学科，且中考中占分比例小，应试教育的影响让许多学生已经无暇顾及这门课程，因而导致学生对化学实验学习、实验探究的关注度不高，不想把宝贵的时间花在做实验上，认为直接背结论的学习方法更轻松、更高效．

2．化学教师的授课方法不当

当今社会，多数初中化学教师由于化学在中考中占分比例不高，加之诸多现代教学手段的应用，对化学实验教学不感兴趣，教学偷工减料，总是抱着“讲实验”比“做实验”容易的心态，从而忽视化学实验在化学教学上的重要性，导致学生无法动手实验，感受化学实验的魅力．

3．化学实验教学过分依赖教材，缺乏探究性

多数化学教师在进行化学实验教学时，都是按照教材上的实验过程进行教学，过于依赖教材给予的指导，而这种现象的发生，会大大地局限学生的创新精神，无法将学生对化学实验的探究心理挖掘出来，而按部就班地进行实验，也会导致学生对化学实验的积极性下降．

4．学生的实验意识较差

重理论轻实验的观念在现今初中化学学习当中影响颇为严重，主要是因为学生长期受到传统教学模式的影响，没有真正将重心放在化学实验的探究学习上．

二、初中化学实验教学问题的有效解决方法

1．明确化学实验教学的目的，培养学生化学实验学习兴趣

在初中化学实验教学中，首先我们教师要对其目的性进行明确，保证能让学生真正明白为什么要进行这一实验，这样才能真正保证学生在进行实验学习时，为了达到某种明确的目标，而对整个实验活动进行仔细的观察与实践，从而有效提高其实验学习效率．例如，“铁丝在氧气中燃烧”这一化学实验是初中化学实验的必做实验，许多化学教师都会要求学生做这一化学实验．但是在实际的实验教学进行前，很多化学教师也并未告诉学生为什么要进行这项实验，或者说并未告诉学生进行这项实验的具体目的，从而导致学生在进行实验的过程中，单纯地对其会不会燃烧的结果进行观察，而并未对为什么会燃烧的原因进行观察与分析，从而适得其反，因为这个实验注意点比较多，难度较大，好多学生无法顺利完成该实验．可见，明确化学实验教学的目的性显得尤为重要，毫不夸张的说，实验目的的确定能够在学生的心里建立一个主心骨，能够对学生进行整个化学实验教学过程进行有效的支撑．

2．充分利用学生的好奇心，提升学生化学实验学习意识

在初中化学的学习过程中，很多的学生还是有比较强烈的求知欲与好奇心，化学教师可以充分利用这一特点，来激发学生化学实验学习的兴趣，通过对学生探索未知的好奇心进行激发，让学生主动对化学实验进行追寻与探索，从而有效保证初中化学实验教学有效性的提升．如化学教师可以将“烧不坏的手帕”这一实验展示在序言课的教学中，这一实验会让学生觉得化学实验就像变魔术，本身就有一层神秘的面纱笼罩其中，从而大大激发学生的好奇心，使学生开始对为什么烧不坏进行主动的探索与询问，在学生探究过程中还能对学生的思维能力进行培养，同时激发学生的动手实验欲望．

3．合理鼓励学生在化学实验过程中的创新思维，创新教学模式

在进行初中化学实验教学过程中，我们进行化学实验教学的目的，不仅是为了对书本上已经被验证了无数次的结果进行验证，而且是要通过化学实验对尚未被验证的结论，让学生进行探究，从而激发参与实验探究的欲望，培养学生的创新及探究思维能力，有效帮助学生跳出课本上固定的实验过程与结果，并使其自主实验、自主探究的学习方法得到肯定．例如，在进行实验“二氧化碳实验室制法”的教学时，很多学生会对“为什么选用石灰石和稀盐酸，而不用稀硫酸来制得二氧化碳？”这一问题产生疑问．只要学生有这样的创新思维，化学教师就要主动引导学生对这一设想进行实验与探究，最后有效帮助学生确立二氧化碳的制得必须用稀盐酸，而不能用稀硫酸与块状石灰石反应的结论，然后化学教师还可以要求学生继续探究块状石灰石粉碎后，可否与稀硫酸反应制得二氧化碳。可见通过化学实验探究，学生会有很多自己的意见与想法．所以，初中化学实验教学对学生良好的探究思维能力与创新能力的形成和培养尤为重要．

4．提升学生的实验意识，注意化学实验步骤

初中化学实验教学中最常见的实验就是如何制取二氧化碳，为了能够更好地提升学生的实验意识，作者将展示出正确的实验步骤．通常情况下，化学教师都是由自己亲手准备实验器材，但为了能够提升学生的实验意识，可以让学生和教师一起准备．按照化学教材进行实验，需要准备石灰石，长颈漏斗，橡皮塞，集气瓶等器具，首先，选取合适的橡皮塞并将橡皮塞进行打孔，用水沾湿长颈漏斗底端再插入到打好孔的橡皮塞中，此时需要注意橡皮塞的两个孔一定要成大小一致的圆形．然后把两个直角导管的一段沾水和橡胶管连接起来，将执教玻璃导管一段放入集气瓶并到达底部，用弹簧夹将橡胶管夹住，注意检查气密性．最后，向锥形瓶加入石灰石，向长颈漏斗加入稀盐酸，经过反应集气瓶内就会冒出大量气泡，将燃烧的火柴放至集气瓶口，火柴会立即熄灭，实验完毕后将器材放回原位．以上就是二氧化碳的实验室制作方法，通过观看实验步骤，学生能够提高实验意识，也能加强学生的理论知识．

三、结语

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目的探讨天然药物化学实验教育模式，培养学生的思维能力和创新精神。方法将2004级药学专业36班32个学生分为8组，每组4人，各组设计了不同的提取分离方法进行橙皮苷的提取、分离和鉴定实验。结果各组实验的最终产物都是橙皮苷，但产率和纯度有一定的差异。使学生对几种橙皮苷的提取分离方法有一个感性的自我认识和比较。结论异法同步设计性实验模式充分调动了学生的学习积极性，大大提高了其独立解决实际问题的能力及创新能力，在药学教育领域值得提倡和应用。

【关键词】 异法同步设计性实验； 天然药物化学实验； 创新精神

Abstract：ObjectiveTo study the experimental education model of natural medicine chemistry and cultivate students' were thinking ability and innovative spirit. Methods32 four-year undergraduate students (Grade 2004) were pided into eight groups.Each group consisted of four persons.Each one designed various extraction and separation methods on the extraction， isolation and identification experiment of hesperidin. ResultsFinal product of each one was hesperidin.But there were some differences in yield and purity.So students had a perceptual self-acknowledgement and comparison for various extraction and separation methods of hesperidin. ConclusionDesigning experimental mode of different methods at the same experiment mobilizes sufficiently students' learning enthusiasm and improves the ability for resolving practical problem and innovation.Thus，it is worth promoting applying in pharmaceutical field.

Key words：Designing experiment for different method and synchnization; Experiment of natural medicine chemistry; Innovative spirit

创新精神与社会发展、教育进步之间关系复杂，纵观发达国家快速发展的进程，无一不是重视创新的结果［1］。当前，我们的人才培养存在着创新精神和创造能力不足的弱点，究其原因，其中重要一点是实践环节教学方法仍为机械式、灌注式教学［2］，由教师先讲解、再演示，学生按照预设的模式、计划和步骤去达到实验的目标。这种教学模式是以教师为主体，学生处于被动学习的局面，影响了学生的求知欲和创造欲。这样的教学方法不可能真正起到培养学生综合运用所学知识和解决问题能力的作用，达不到开发学生智力和培养实验研究能力的目的，体现不了实验教学中学生的主体地位，忽视了在实验教学中激发学生能动的创造性能力。异法同步实验是指在同一实验室、同一时间内同步进行两种目的相同、但方法不同的实验项目。设计性实验是指给定实验目的要求和实验条件，由学生自行设计实验方案并加以实现的实验。本文以橙皮苷的提取、分离和鉴定实验为例，结合两种实验方法建立了异法同步设计性实验模式并在我校本科教学中进行了实践探索，取得了良好的教学效果，充分调动了学生的积极性，大大提高了其独立解决实际问题的能力及创新能力。

1 异法同步设计性实验的教学研究

1.1 实验内容与安排

1.1.1 基础阶段首先要求学生制订实验方案，根据实验目的和实验原理，设计实验方法，再选择仪器并周密分析实验中可能出现的问题，拟定好消除或减少这些问题的措施和办法，最后确定实验的具体步骤并提出实验实施中应注意的事项。通过指导教师审核对橙皮苷的提取、分离和鉴定选取了以下4种方法：实验方法1：溶剂提取法。①陈皮的预处理：将干燥的陈皮粉碎至1～2 mm，称取30 g，加入0.002 mol／L稀盐酸，在室温下搅拌30 min，重复用0.002 mol／L的稀盐酸洗涤两次，再用流水洗涤。控干后，置于20倍量的去离子水中，用盐酸调节pH值为2，在85～90℃下搅拌提取1h，过滤，滤渣作为提取橙皮苷所用。②粗制橙皮苷：将滤渣烘干，加入10倍量的甲醇，在85℃的水浴锅中浸提4 h(带回流装置)后，过滤，除去滤渣，滤液蒸镏回收甲醇后，调节pH值，静置过夜，离心分离得粗橙皮苷。③精制橙皮苷：取粗品加入甲醇和0．1％氢氧化钠使其完全溶解，过滤，滤液中加入盐酸调节pH，再静置过夜，过滤得白色晶体，烘干，即得精制橙皮苷。实验方法2：碱溶酸沉法。①粗制橙皮苷：取100 g陈皮粉，加蒸馏水1 500 ml，再加Na2CO3 75 g，浸泡4 h，离心15 min(5 ×1 000 r／min)，得离心液。用浓盐酸调pH值至5，静置过夜，得沉淀。沉淀加入5％ Na2CO3，使之完全溶解。重复操作重结晶2次。所得结晶用蒸馏水洗涤，除去水溶性杂质。再用少量50％乙醇快速洗涤一次，除去部分色素，挥干溶剂，得粗制橙皮苷。②精制橙皮苷：取粗制橙皮苷用水加热溶解，上D—101树脂柱，水洗除杂质，再用50％ 乙醇洗脱，洗脱液旋转减压浓缩，真空干燥，得精制橙皮苷。实验方法3：称取100 g陈皮，粉碎成粗粉，乙醇回流提取2次，1.5 h/次，第一次加乙醇400 ml，第二次300 ml，过滤并合并滤液，回收乙醇至120 ml，放置过夜，抽滤得沉淀。沉淀依次用适量氯仿、乙醇、蒸馏水洗涤，甲醇重结晶，60℃真空干燥并称重。实验方法4：①称取100 g陈皮，粉碎成粗粉，用2％NaOH的65％ 乙醇400，300 ml回流提取2次，1.5 h/次，合并滤液，用浓盐酸调节pH 6～7，回收乙醇至120 ml，放置过夜，抽滤，沉淀依次用适量氯仿、乙醇、蒸馏水洗涤，甲醇重结晶，60℃真空干燥并称重。 橙皮苷的鉴定方法： 样品和材料：橙皮苷对照品、硅胶G预制板、定量毛细管；展 开 剂：醋酸乙酯-甲醇-水（100∶17∶13）；显 色 剂：2%三氯化铝乙醇溶液；置紫外灯（365 nm）下检视，样品和对照品对照观察。

1.1.2 实施阶段这是实验的关键阶段，也是主体阶段。主要是根据自己“最佳”的设计方案，正确组装好实验仪器和准备实验药品；根据拟定的实验步骤进行实验操作，观察实验现象，准确无误地记录实验数据。实验方法组合如下：方法1加方法3、方法1加方法4、方法2加方法3、方法2加方法4，每组任选其一，每组两种实验方法同时进行。

1.1.3 总结报告阶段即实验结果形成阶段。通过对实验现象的观察，对获得的产品、取得的有关数据和资料运用学过的相关知识，进行分析、综合、判断、推理等(或对产品进行纯度分析，对产品的物理、化学性质等进行分析鉴定)，获得设计性实验的结果。在获得实验结果之后，还应该对实验步骤进行反思、讨论。在此阶段中，学生应就自己的设计性实验情况写出实验报告，对实验全过程予以总结，最后写出实验论文，论文格式严格按照正式论文格式。这是使知识巩固、方法迁移、能力提高的重要环节 。8个实验组都获得了比较理想的实验效果，达到了预期的实验目的，4种方法都可用于实验教学。

1.2 实验结果及评价

1.2.1 提高学习能力在异法同步设计性实验教学过程中，学生们认真查阅资料，积极动脑分析，掌握了橙皮苷研究的最新动态和方法。通过学生自主设计实验，在各种方案中对比分析，并在实际操作中有许多创新之处(如节约溶剂、节省时间等一些细节)，可以学习到相关的新知识，熟悉使用各种仪器设备的方法，极大地提高了学生自学能力，变被动为主动学习，增强了学生接纳、学习新知识的能力。同步使用不同方法提取分离同一有效成分也有别于以往实验的单一模式，学生在对提取分离方法比较的同时，激发了学习兴趣，从而自然地掌握了黄酮类化合物理化性质和中药有效成分提取分离及测定的基本方法。该实验对于提高学生的综合素质，养成良好的科研习惯，培养创新思维有较大的促进作用。4种工艺是运用不同的提取原理，均能得到橙皮苷。各组采用的提取分离方法不同、设计的提取工艺路线不同，而最终产物却相同，使学生对几种橙皮苷的提取分离方法有一个感性的自我认识和比较。从而调动学生的自我创作能力，发挥各自想象空间，开拓其思路，真正的做到理论指导实践。

1.2.2 培养创新能力异法同步设计性实验要求学生通过查文献、收集材料、提出药品试剂和仪器设备计划、拟定实验方案，打破以往教师讲、照书做、实验方法单一的验证性实验模式，培养了学生运用知识解决实际问题的能力。从而培养了学生开拓思维，积极创新的良好精神，提高了学生的实践能力和对科研的自信心，为以后学习和工作奠定良好的基础。在实验教学中，为学生提供了自主创造的空间，有效的培养了学生的独立思考能力和科研能力。同时实验论文的写作是一个总结再创造的过程。通过认真地反思，分析总结经验教训，对实验提出改进的意见和设想，提高了分析问题能力及论文写作水平。实验及论文的写作过程，提高了学生的实践能力及综合素质，促进了学生创新能力的提高。

2 讨论

以前做天然药物化学实验，由于实验原理、步骤、结论等都是已知的，实验方法也是唯一的，学生参与实验的积极性不高，对实验课应付了事，实验报告互相抄写，难以收到较好的教学效果。而完成异法同步设计性实验项目，学生必须主动地学习、思考、分析才能决定实验方案，彻底改变以前照抄照搬实验方法单一的验证性实验模式，大大提高了学生的自学能力，由原来的被动学习变成主动学习，激发了学生的学习兴趣。

天然药物化学实验操作间歇时间比较长，如回流、煎煮、静置等实验操作。学生在这部分时间内大部分空闲，感觉没有事情做。异法同步设计性实验要求每组选定两种实验方法，并且同时进行。两种实验方法的提取分离方法不同、而最终产物却相同，使学生对橙皮苷的提取分离方法有一个感性的自我认识和比较。从而既调动了学生的积极性，启发了发散式思维，又让学生锻炼了更多的基本操作技能，树立了独立科研的信心。

在实施异法同步设计性实验时，要求学生必须进行反复认真地独立思考，按照实验方案实施，灵活解决实验过程中出现的各种问题。这不仅培养了学生的独立科研能力，而且提高了学生分析问题、解决问题的能力。由于实验方案是学生自行设计提出的，为了做好实验，学生积极思考实验中的操作细节，创造条件争取实验成功，进一步锻炼了学生的独立思考能力。

3 结语

开展异法同步设计性实验，学生自己查阅文献、自行设计实验方案、选择实验仪器和试剂、独立完成实验操作，最后提交论文报告，不仅有助于培养学生灵活运用所学理论和实验知识，分析归纳、解决实际问题的能力，而且有助于激发学生的主动探索精神，促进学生创新精神和实践能力的形成和发展，对学生的创新能力培养起到了积极的促进作用。

创新源于实践，没有实践，创新则无从谈起。异法同步设计性实验打破了传统的以教师为中心的教学模式，把自主权交给学生，给予学生充分的思维空间和实验设计的自主性，从而加强了学生的自学意识和自学能力，锻炼了学生的创新意识和思维能力，它作为一种新的实验教学模式对培养学生的创新能力起着重要的作用，是实验教学发展的必然趋势。在今后的工作中，我们将进一步充实完善异法同步设计性实验教学的内容，为学生提供更为广阔的思维空间，以达到提高学生科研素质的实验教学目的。

参考文献

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关键词：无机化工题；流程图；复习策略

无机化工流程图题是近年来高考试题中的一个重点、难点题型，自2000年上海高考出现以来，广东高考也以化工流程图为一个常规题型，2010年广东高考大刀阔斧改革，取消X科，改考理科综合后，理综化学二卷只有四个大题，其中一道就是无机化工流程图题。因为在高一、高二学习中几乎没有接触过此类题型，很多学生对无机化工流程图题型产生恐惧心理，当第一轮复习开始时，一旦遇到无机化工流程图题目，学生得分率普遍偏低，甚至有不少优生都在这个题上失分因而得不了高分。为了改变这种被动的状况，笔者经过两年高考复习探索，分析了近几年的高考题，并与学生做了充分的交流沟通，在教学实践中调整复习策略和思路，取得良好效果。以下笔者就如何提高无机化工流程图题型得分进行探讨。

一、无机化工题特点

笔者首先将近几年广东高考题中出现的无机化工流程图题型做一个对比分析，以便得出一些规律。

近几年广东高考题有关化工流程图试题分析表

总结特点：无机化工流程图题型是以实际化工生产为背景，以化学反应原理为主线，结合了元素化合物知识、基本化学仪器的使用、化学实验基本操作、化学平衡理论、热化学方程式、盖斯定律、物质结构和元素周期律、经济常识、环境保护和绿色化学理念等，试题背景陌生度大、综合性强、思维容量大，与实际生产联系紧密、涉及物质种类多、反应不太熟悉。考查学生获取信息的能力、分解问题的能力、表达的能力等多方面能力。

归纳无机化工流程图题型主要涉及以下六个方面的问题：解决将原料转化为产品的生产原理；除去所有杂质并分离提纯产品；提高产量与产率；减少污染，考虑“绿色化学”生产（原子经济性、原料循环、过程无害化）；原料的来源既要考虑来源丰富，还要考虑廉价易得；生产设备简单，生产工艺简便可行且易于分离等。

二、备考策略

1.背景知识的积累

要消除学生对无机化工流程图题型的恐惧感，首先要消除他们对该题型的陌生感。在复习过程中，引导学生关注社会热点问题，如矿产、资源、能源、新技术、新材料、环保新科技等。在2010年高考前，笔者在媒体上看到佛山某企业有关碳酸锂的信息，由此向学生展开了解锂及其化合物有关知识的拓展，还介绍了IBM科学家有关锂电池的新研究方向等，在2010年理综第32题果然考到了β-锂辉石制备碳酸锂的工艺流程，有了足够的背景知识积累，学生在高考中没有陌生感，应对自如。在备考中，关注新材料、诺贝尔化学奖并将有关背景知识介绍给学生。这些知识不仅对学生高考有益，更重要的是可以开阔学生的视野，提高学生的科学素养。此外，在复习过程中，还要加强对原料和试剂选择、反应条件的控制、化学实验和化工基本操作、物质和能量的循环利用等基本知识的积累。并要求对硫酸工业制法、合成氨、硝酸工业制法、氯碱工业、金属冶炼、废旧电池回收处理工艺等工业生产有全面的了解，这方面可以引导学生自学《选修2 化学与技术》。还要关注第四周期的过渡元素（如Ti、Mn、Cr、Cu、Fe等）。

2.常见考点的积累

（1）原料处理阶段的常见考点。①加快反应速率：加热、搅拌、粉碎、研磨、增大某物质浓度等，或给出操作（如粉碎、研磨等），问这种操作有何作用（如增大反应物间的接触面积，加快反应速率）；②溶解，浸出：通常用水、酸或碱溶解，如用硫酸、盐酸、氢氧化钠等得到可溶性离子进入溶液，不溶物通过过滤除去的溶解过程；③灼烧、焙烧或煅烧：如从海带中提取碘等；④反应条件控制：结合题给信息判断。

（2）分离提纯阶段的常见考点。①调pH除杂：控制溶液的酸碱性使某些金属离子形成沉淀除去，题目中通常会给出一些金属离子开始沉淀到完全沉淀的pH范围，一般应满足两点：a.能与H+反应，使溶液pH增大；b.不引入新杂质；②试剂除杂；③加热：加快反应速率或促进平衡向某个方向移动，再有加热方法如水浴加热等；④降温：防止某物质在高温时会溶解或为使化学平衡向着题目要求的方向移动（冰水浴）或达到冷凝效果等；⑤母液（滤液）：考虑回收利用或者对环境的污染。

（3）获得产品阶段的常见考点。①洗涤（冰水、热水或乙醇）：洗去晶体表面的杂质离子并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗；②蒸发、反应时的气体氛围抑制水解：如MgCl2溶液制MgCl2晶体时必须在HCl气流中进行；③蒸发结晶与蒸发浓缩、冷却结晶，这两种实验方法针对溶质的溶解度受温度变化的影响而不同；④趁热过滤：防止某物质降温时会析出晶体而难以分离；⑤重结晶等。

（4）其他考点。①方程式书写：考查化学方程式、离子方程式、热化学方程式的书写或配平；②实验仪器：考查常见仪器的用途、选用或组装；③计算：原料样品所需质量或体积计算、涉及实验数据的处理等；④信息点：需要结合题目中所给信息进行回答，常见的有金属离子沉淀的pH范围、图像、操作温度的选择等。

3.审题能力的训练

对于无机化工题，第一步工作是看懂流程图，要弄清整个反应流程和操作流程，抓好物质变化这条主线，有时题目还会考到能量变化，需要弄清原料的预处理、主要反应、主要产品的获得、产品的提纯除杂、副产物的分离、尾气的无害化处理排放等。在读题时最好养成边读题边用笔画线、画圈并将物质或离子标注在流程图上，标注每一步物质的变化和走向，联系所学过的相关物质的性质（化学性质和特殊物理性质）、制备（工业制法）和用途（尤其是特殊用途）的习惯。然后再看题目的问题项。

平时着力训练学生信息收集和整理的能力，要学会从流程图中找到关键信息和有用的信息，读题时要做到细心、细致、全面，通过一定量的训练逐步提高学生分析问题的能力。

在平时训练中注重学生心理素质的提高，鼓励他们不要害怕陌生的题设环境，不要害怕陌生的物质。这类题往往起点高、落点低，鼓励学生大胆作答，敢于下笔，就算做错了也没关系，再通过老师的评讲课，分析错误原因，进行纠错提高。训练发散性思维，遇到困难时尽量发散思维想问题，搜索我们学过的、做过的情景，从中得到线索和启发。

4.表达能力的培养

训练学生规范的语言表达和规范的化学用语使用，在平时训练、测验中要严格要求，让学生逐步做到化学用语规范、化学学科语言规范、化学量表达规范、用词准确精练。每节课、每份练习中，凡是遇到化学式（或名称）、电子式、结构式与结构简式、化学方程式与离子方程式、电极反应式、电解方程式等，都要让学生严格按照题目要求输出信息。学生常犯的错误是不按要求答题，书写错误失分等。还要训练学生对化学实验操作关键的动词、名词用词准确，仪器名称、操作名称用词规范。还有些工业操作如焙烧（煅烧）、酸化、水浸、水洗、浸出（浸取）、研磨、趁热过滤等也应该做必要的了解，高考题中经常出现。还有些操作要做到程序化，如与气体制备有关的整套装置必须进行气密性检查；溶解往往需要加热、搅拌；过滤操作规范要把整个过滤装置映入大脑，从下到上有序呈现；过滤时如何洗涤沉淀、沉淀洗涤干净的标准等都是常见考点，这些操作的表达往往都比较固定而程序化。

5.反思能力的训练

重视讲评课的作用，讲评前分析得分率并以此为据对部分考点做重点讲评、主要和常见错例分析，指导学生分析自己的错例、借鉴其他同学的错例，引导学生进行反思总结，及时进行纠错并做好纠错积累本，用好这些自己和他人的出错资源以提升学习效率。

三、答题策略

化工流程图题型一般图形模式如下：

分析时抓住基本规律：“主线主产品，支线副产品，回头为循环”。力求做到：

1.看图有高度。一定要看懂整个流程图以及每一步的目的，要形成整体思维，不能看一步走一步。

2.读图有深度。分析清楚每一步发生的反应和生成的物质。

3.思考有方向。在化学反应原理理论框架下结合实际生产进行思考。

4.答题有模式。正如前面备考策略所说，注意积累各类操作的固定答题模式，注重提升表达能力。

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关键词蛋壳钙螯合物；酶解发酵液；钙含量；转化率

中图分类号TS201.1文献标识码A文章编号 1007-5739（2011）02-0361-02

我国蛋品工业发展迅速，但蛋壳利用率却很低[1]。目前，我国对蛋壳垃圾的处理主要是粉碎之后用作动物的补钙饲料，而大部分企业则直接将其置于环境中，造成蛋壳大量堆积，且这些蛋壳中残留的蛋清及蛋壳膜会很快腐败变质，不仅污染环境，也造成蛋壳资源的浪费[2-3]。因此，蛋壳资源的开发利用已成为我国蛋品加工业亟待解决的一项重要问题。已有科技工作者通过煅烧法和直接反应法等方法将蛋壳中的碳酸钙转化为有机酸钙，但普通钙质在人体内利用率很低，而生物活性钙剂采用特殊工艺处理，使之成为易被人体消化、吸收和利用的活性钙，产品呈白色粉末状，无味，可作为天然食品强化剂，适用于烘焙产品、酸性饮料中，也可应用于各种口味的方便调料中[4-5]。因此，选择鸡蛋壳为原料进行食品级钙螯合物的制备工艺研究，以期达到对鸡蛋壳资源化利用的目的。

1材料与方法

1.1试验材料

新鲜鸡蛋壳；胃蛋白酶（活力单位1.25万U/g），购于诺奥酶制剂生物有限公司；供试菌：植物乳杆菌（Llactobacillus plantarum）、戊糖片球菌（Pediococcus pentosaceus），由中国农业大学微生物实验室提供。

1.2供试试剂

柠檬酸钠溶液；NaOH溶液；HCl溶液；钙指示剂和钙标准溶液；EDTA标准溶液；硫酸、高氯酸、硝酸消化液；15%硫酸溶液。试剂均为分析纯，由北方天医化学试剂有限公司提供。

1.3试验方法

1.3.1蛋壳酶解钙溶液的制备。制备流程：新鲜蛋壳粉碎酶解离心冷冻干燥灰化测钙。其中粉碎、酶解、离心的具体步骤如下：①粉碎：鸡蛋壳在55 ℃烘干，用研钵粉碎，过800目筛3次；②酶解：选用胃蛋白酶，酶解时间分别为3、4、5 h，底物浓度分别为1∶2、1∶2.5、1∶3，添加量分别为1 800、2 000、2 200 U/g，酶解温度37 ℃，最适pH值3.0（酶解过程中不断加入1 mol/L氢氧化钠溶液和6 mol/L盐酸溶液调节pH值）；③离心：酶解结束后，90 ℃灭酶10 min；待温度降至室温后，90 g离心10 min，取上清液装入灭菌的玻璃容器。

1.3.2发酵剂的制备。①菌种活化：将植物乳杆菌、戊糖片球菌（活化温度均为37 ℃）、嗜热乳酸链球菌、丁二酮乳酸链球菌和嗜酸乳杆菌（活化温度均为39 ℃），按1%接种量分别接入经121 ℃、15 min灭菌的液体MRS培养基中，活化3代后菌数达到107～108 cfu/mL即可。②菌种传代（3 d）：挑菌种于10 mL液体培养基，37 ℃培养24 h后，再吸取100 μL，放入10 mL液体培养基中，培养24 h后，再吸取100 μL，放入10 mL液体培养基中（第3代）。③菌数测定（1 d）：用倾注平板法测定活化3代后的菌种菌数。④菌种驯化：试验采用在液体MRS培养基中逐步增加酶解液含量，具体比例按表1进行，使乳酸菌逐渐适应以酶解液作为培养基的生长环境。

按表1比例混合后，将2个菌种分别接种于1号培养基，置37 ℃恒温摇床培养，每隔5 h观察1次培养状态。驯化过程中，每驯化1个梯度时，反复驯化2～3次。如果在9～10 h内，培养基出现明显浑浊，且菌落总数达到107～108 cfu/mL，则将其转接到下一比例的培养基中继续驯化。⑤高温灭菌：将蛋壳酶解溶液、（MRS）培养基、枪头、离心管、玻璃瓶、玻璃棒在121 ℃灭菌15 min。

1.3.3钙含量测定――EDTA法（GB12398-90）。①样品处理：取2 mL的样品干法灰化后，加入1∶4盐酸5 mL，置于水浴上蒸干，再加入1∶4盐酸溶解并移入25 mL容量瓶中，用热无离子水（70～80 ℃）多次洗涤灰化容器，洗涤水并入容量瓶，冷却后用无离子水定容。②测定方法：取5 mL经前处理后的样品，加水15 mL，加入0.05 mol/L柠檬酸钠2 mL、2 mol/L氢氧化钠2 mL、钙指示剂5滴，用EDTA溶液滴定至纯蓝色，记录EDTA消耗量。以蒸馏水代替样品做空白试验。再利用下式计算出钙含量。

总钙（mg/100 g）=■×100

式中：T―1 mL EDTA标准溶液相当于钙的毫克数；V―滴定样液消耗EDTA溶液体积（mL）；V0―滴定空白消耗EDTA溶液体积（mL）；V1―测定时取样体积（mL）；V2―蛋壳酶解样液定容的总体积（mL）；V3―称取蛋壳酶解样液体积（mL）。

1.4试验设计

1.4.1胃蛋白酶酶解蛋壳正交试验设计。根据试验因素水平选取3因素3水平编码表，选取L9（34）正交表作为试验方案（表2）。

1.4.2蛋壳酶解液菌种发酵试验设计。发酵条件：将酶解液用植物乳杆菌和戊糖片球菌（1∶1）在37 ℃下进一步发酵，接菌量8.7%，发酵时间19 h，葡萄糖添加量3.93%。发酵液浓度为0.2 kg/L。发酵步骤：每隔6 h取30 mL发酵液（混和均匀），测定其钙含量和pH值，如果24 h内钙含量有下降趋势，用6 mol/L HCl调解pH值降至3，温度升高到37 ℃，终止发酵。

2结果与分析

2.1正交试验的直观分析（极差分析）

根据极差R的大小进行因素的主次排队，可以看出各因素的重要性：酶解时间（A）＞底物浓度（B）＞酶用量（C）。且因素A、B、C的R值都大于空列的R值（表3）。因此，此次试验没有不重要因素的存在。

由图1可知，各因素最优的水平组合为：A2B3C2，与试验结果第5组最优矛盾，故还需进行验证试验。经验证试验测得A2B3C2钙含量为4 648 mg/100 g，小于试验所得值4 672 mg/100 g，故试验最优组合为第5组，即酶解时间为4h、加水量为12.5 mL（即底物浓度为1∶2.5）、酶用量为0.055 g（2 200 U/g）。因此，试验最佳酶解条件确定为pH值3，酶解温度37 ℃，酶解时间4 h，酶用量为0.055 g（2 200 U/g）、加水量为12.5 mL（底物浓度为1∶2.5）。

2.2酶解发酵后样液中钙的含量

采用EDTA滴定法测定样液中钙的含量，具体步骤如下：分别取样品0.968 7、0.973 2、0.699 8 g，配制成酶解样液，均取5 mL于250 mL容量瓶中，而后定容待测。用EDTA滴定样液，分别消耗EDTA溶液体积25.13、24.70、24.93 mL，空白样消耗EDTA 0.28 mL。通过计算各组样液中钙含量分别为4 912、4 894、4 957 mg/100 g，平均为4 921 mg/100 g。可见，采用最优水平组合酶解，在此基础上经过发酵处理，每100 g蛋壳中获得4 921 mg钙。

3结论与讨论

试验利用酶解和发酵联用技术，研究了提高蛋壳中钙的生物利用率的最佳工艺条件，以提高蛋壳中钙的转化率。由试验可知，植物乳杆菌和戊糖片球菌1∶1混合后发酵胃蛋白酶酶解后的蛋壳酶解原液，发酵液中钙含量高于原酶解液，100 g蛋壳经酶解发酵可得4 921 mg钙，经过酶解方法处理只能得到4 672 mg钙，相比只用酶解的方法，酶解发酵方法对蛋壳钙转化率有影响，但影响不显著，而在实际生产中使用酶解方法比酶解发酵的方法简便、经济，故实际生产生活中应采用酶解的方法处理蛋壳，进行批量生产[6]。

4参考文献

[1] 李逢振，马美湖.利用蛋壳制取有机钙的方法[J].中国家禽，2008（4）：55-56.

[2] 刘瑶，刘颖，荫士安.钙与人体健康[J].国外医学卫生学分册，1997，24（1）：29-32.

[3] 梁峙，李鸣.利用生物技术获取有机钙的研究[J].山东食品发酵，2000（3）：45-50.

[4] 张云贵，刘祥云，李天俊，等.生物化学实验指导[M].天津：天津科学技术出版社，1993.

[5] 姚娜，姜明珠，文连奎.轮叶党参发酵饮料乳酸菌种驯化及发酵特性的研究[J].试验报告与理论研究，2007，10（5）：12-14.

篇5

摘 要：在新课程基本理念指引下，高考化学试题对学生基本知识、基本能力的考察在内容和形式上正发生着变化，传统的无机推断题正逐步演变为化学工业流程题。该题型综合性强，难度大。为了提高课堂教学效果，实现有效教学，本文对这一题型的解答提出了策略建议。

关键词：高考试题；工业流程；策略建议；有效教学

新课程基本理念指出：“从学生已有的经验和将要经历的社会生活实际出发，帮助学生认识化学与人类生活的密切关系，关注人类面临的与化学相关的社会问题，培养学生的社会责任感、参与意识和决策能力。”高考化学试题中对学生基本知识、基本能力的考察在内容和形式上也随着课程标准对课程的基本理念的描述而发生着变化。纵观近几年各地高考试题，传统的无机推断题正逐步演变为化学工业流程题。化学工业流程题（简称化工流程题）是根据化学课程与教学的评价要求和学生的知识储备及其认识发展阶段水平，将化工生产过程中的主要操作步骤或物质转换用清晰、简洁、明确、能够符合学生阅读理解基本能力的流程图的形式将其呈现出来，然后根据流程中涉及的中学化学知识进行设问，从而形成与化工生产紧密联系的试题。

一、化工流程题基本结构

题头：介绍该工艺生产的原料、目的、原理。

题干：用框图形式将操作步骤、物质转换、分离提纯等主要生产工艺流程呈现出来。

题尾：根据流程中涉及的化学知识设问。一般包含原料的溶解，物质的富集，各步骤产物的成分确定，主要产品的提纯原理与操作，目标产物的产率、原料转化率的计算等。通常涉及氧化还原反应、离子反应、溶液的酸碱性、化学反应速率、化学平衡、难溶电解质溶解平衡、电化学等化学核心问题。

二、化工流程题基本特点

1.取材真实

试题以真实的化工生产过程为背景，通过对该工业流程进行简化编制成试题。通过真实的化学工业情景，充分体现了化学知识的应用价值，让学生体会学有所用，体会化学与人类的生产和生活密切相关。

2.信息量大

题目往往会先介绍该工业产品在生产生活中的实际用途，生产该产品所采用的原材料、工艺等。在题干中，会经常出现一些在学生理解范围内的化工术语，例如煅烧、粉碎、酸浸、表面处理。命题者有时还会根据学生理解该工业流程或者答题的需要，给出一定的物理化学数据，例如物质的溶解度、熔沸点，金属阳离子沉淀的pH范围。

3.角度广泛

化学工业流程题就像是一个大拼盘，能很好地把许多高中化学知识有机结合在一起，考查的内容几乎可以遍布高中化学的每一个模块，例如化学基本概念与理论、元素及其化合物、化学实验、化学计算。

4.呈现形式简洁

根据学生的认知水平及知识储备对流程中的信息进行简化处理，用简洁、清晰、明确、符合学生基本理解能力的流程图的形式将其表示出来。

5.信息比较隐蔽

题目中部分信息隐含在流程的整个过程或前后数据中，找到其前后关系难度较大。

6.综合能力要求高

试题构思新频，命题角度灵活，涉及知识面广，要求学生熟练掌握高中化学基础知识。而且题目阅读量较大，要求学生能够在较短时间内阅读并理解信息，然后提取有用信息进行答题。因此要很好地解答化工流程题，学生要具备较高的化学学科能力素养。

三、化工流程题解答策略

1.寻找工业生产流程主线与核心

通过工业生产流程的主线，对化工生产的流程和工艺手段、操作的名称和目的进行分析，其规律是“主线主产品，分支副产品，回头为循环”。如下图：

2.正确理解流程图前后的关系

分析每步反应的反应物、产物及副产物，通过流程的前后联系，明确整个流程中每步操作的目的。需要注意的是，流程中的每一步操作都是为了后面的操作而服务。比如原料的预处理主要是对原料进行表面处理，然后除杂、净化，方便后续的操作。产物的制备主要涉及核心反应的反应条件控制。物质的分离与提纯主要是把产物与副产物根据理化性质的不同进行分离，并且对产物进行提纯。各个环节往往还涉及物质的循环使用、污染物的处理等“绿色化学”问题。

3.挖掘图表中有效信息和关键字词

化工流程题将所要表达的信息以文字、框图、表格、图像等形式呈现出来，而解题需要对这些信息进行阅读、整理、分析、理解、组合和应用，找出有效信息，发现问题，打破惯性思维，将信息向深层次拓展，进行信息整合，为正确解答问题创造条件。

4.熟悉常见工艺手段、操作名称和目的

（1）原料的预处理

涉及的原料，一般是矿石、工业废渣、工业废水等。常见的预处理的方法有：①高温煅烧、灼烧、焙烧――使物质的结构发生改变，或者让原料中某些杂质经过煅烧后变成可挥发性的物质而除掉，方便后续的处理与操作。②研磨――以增大接触面积而加快反应速率。③浸出――固体加水（酸或碱）溶解得到离子。水浸――加入水让可溶于水的物质溶解；酸浸――加入酸让可溶于酸的物质溶解，一般是活泼金属、金属氧化物、金属氢氧化物等；碱浸――除去原料表面的油污，或者加入碱让可溶于碱的物质溶解，一般是酸性氧化物或者铝及其化合物。

（2）反应条件的控制

①pH的控制：控制溶液的酸碱性，使其中某些金属离子形成氢氧化物沉淀，比如调节pH使Fe3+、Cu2+分步形成氢氧化物沉淀。②控制蒸发或反应时的气体氛围：比如蒸发或反应从溶液中析出FeCl3、AlCl3、MgCl2等溶质时，应在HCl的气流中加热，以防其水解。③温度的控制：控制反应速率或促使平衡向某个方向移动；促进（或抑制）某物质结晶析出；防止某些物质在高温时分解，如有H2O2参与的反应。④趁热过滤：若目的是获得固体，则是为了防止其他物质析出导致产品不纯或防止温度降低固体溶解；若目的是获得液体，则是为了防止温度降低析出固体，造成损耗。⑤洗涤：洗去晶体表面的杂质离子。若是冰水洗涤，可减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗；若是挥发性有机溶剂（乙醇、乙醚等）洗涤，除了减少晶体溶解损耗外还便于晶体后期的干燥处理。

5.掌握化学工流程题的解题思路与技巧

（1）了解化工流程题的设问特点

①问题各自相对独立，一般无连带关系，一个问题解决不了不会影响下一个问题的解决。②题目中看似超纲的内容要么有信息提示，要么与解答题目无关。③题目中往往有与流程图无关的问题设问，可以根据已有的知识直接去完成。

（2）形成基本答题模式，注重文字叙述规范

常见的答题策略有：①分离提纯操作化学用语：蒸发浓缩、冷却结晶；过滤（趁热过滤）；萃取、分液；蒸馏（分馏）等。②平衡移动有关问题解答需遵循“阐明体系中存在的核心平衡所采取的措施、改变的条件导致平衡如何移动、产生什么结果”这样的步骤。③检查装置气密性：装置形成密闭体系操作（微热、加水等）描述现象得出结论。④物质检验操作步骤：取少量样品加入试剂观察现象得出结论。⑤洗涤沉淀：通过玻璃棒往漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流下后，重复以上操作2～3次。⑥检验沉淀是否洗干净：取最后一次洗涤液，加入试剂，鉴别某一种可溶性离子。⑦某一步骤是为了除杂时，应该写明“是为了除去某物质中的什么杂质”，不能只写“除杂”“干燥”等万能式不具体的答案。

四、化工流程题解答举例

题头：碱式硫酸铁[Fe（OH）SO4]是一种用于污水处理的新型高效絮凝剂，在医药上也可用于治疗消化性溃疡出血。工业上利用废铁屑（含少量氧化铝、氧化铁等）生产碱式硫酸铁的流程如下：

题干：

已知：部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：

题尾：回答下列问题：

（1）粉碎过筛的目的是__________________。

（2）加入少量NaHCO3的目的是__________。

（3）反应釜中发生反应的离子方程式为______。在实际生产中，常同时通入O2以减少NaNO2的用量，若参与反应的O2有11.2 L（标准状况），则相当于NaNO2的物质的量约为_________。

（4）聚合釜中溶液的pH必须控制在一定的范围内。pH偏小时Fe3+水解程度弱，pH偏大时则_____。

篇6

关键词： 中考化学 推断题 变化和特点

推断题是中、高考化学试卷中常见，但非常重要的一类题型。该类题目考查知识面广、变化多端、思维量大、综合性强，是考查考生求异思维、发散思维、抽象思维及逻辑推理能力的一类好题。推断题的呈现方式从高考延续到中考，近年来悄然地发生着变化，逐渐地从框图推断演变成为化工工艺流程。下面我就两者题型进行归纳分析，以期抛砖引玉。

一、框图推断题

1.基本模式

化学推断题一般以“框图”形式呈现，要求依据题中给定的条件，元素化合物知识、基本概念和基本理论、化学实验现象，以及化学计算等知识，通过分析、推理、判断某种物质的名称或在给定的范围内判断存在何种物质。

解框图题一般经历以下几步：（1）认真审题，寻找突破点；（2）分析知识联系点，由点到面进行突破；（3）理解题意，得出结论。

2.典型例题

例1.（2011四川绵阳）A―G七种物质之间具有如下图所示转化关系。已知：A是一种含铁的矿石的主要成分，其中金属与非金属元素的原子个数比为1∶2；B中铁的质量分数为70%；C是有刺激性气味的无色气体，它是形成酸雨的物质之一；F可溶于G的稀溶液并产生气体，该气体是有利于环境保护的理想燃料。请回答下列问题：

①A的化学式为?摇 ?摇，已知A转化为B时金属元素的化合价升高，则A中非金属元素的化合价是?摇 ?摇。

②B与CO反应的化学方程式是?摇?摇。

③CD反应的化学方程式是?摇?摇。

④B与G的稀溶液反应的化学方程式是?摇?摇。

评析：本题重在物质的性质和存在知识的考查。由题设条件“B中铁的质量分数为70%”，结合A+OB+C反应关系，可知B是FeO；“C是有刺激性气味的无色气体，它是形成酸雨的物质之一”可知C为SO；A与O反应生成FeO和SO，依据元素守恒得知A中含有铁元素和硫元素，又“金属与非金属元素的原子个数比为1∶2”，所以化学式为FeS。B（FeO）与CO反应生成E和F，且“F可溶于G的稀溶液并产生气体，该气体是有利于环境保护的理想燃料”，所以E为CO，F为Fe。由C、D、G的转化关系得出D为HSO、G为HSO。

参考答案：①FeS；-1②FeO+3CO2Fe+2CO③SO+HO =HSO④FeO+3HSO=Fe（SO）+3HO

例2.（2011江西）如下图所示A―G是初中化学常见的物质。图中“”表示转化关系，“―”表示相互能反应。已知A是人体胃液中含有的酸，G是最轻的气体，B、C、D、E、F是氧化物。请回答：

（1）G的化学式为?摇 ?摇，E与F反应的基本反应类型是?摇?摇，写出物质B的一种用途?摇；

（2）C与D反应的化学方程式可能是?摇?摇。

评析：本题着重考查物质之间的转化知识。首先由“A是人体胃液中含有的酸，G是最轻的气体”得知A为HCl、G为H。因“B、C、D、E、F是氧化物”，由G?葑F可知F为HO；E与F、A都能互相反应，则E可能是CaO；因AB，则B为CO，又B?葑C，所以C为CO；D与A、C之间能相互反应，则D可能为CuO或FeO等。

参考答案：（1）H 化合反应 灭火（或气体肥料或化工料等）（2）3CO+ FeO2Fe+3CO等（其他合理答案均可）

3.特点分析

框图题中给出的条件，常包括物质的颜色、状态、特殊的化学性质或用途、反应条件，以及反应在生活生产中的应用，等等，解题时往往需要从题目中挖掘出一些明显或隐含的条件，从以上方面找到突破口；另外框图本身展示的转化关系，也是一种条件，因内在联系的网络具有一定的综合性，所以还必须进行正向思维和逆向思维，使物质之间的反应都连得上、走得通，这就是由点再回到面，纵观整个框图，充分体现了知识之间的联系与转化。

由上可见框图推断题既强调基础、注重应用，又突出综合性；既考查了知识，又考查了能力。但它也存在明显的缺点：①具有明显的应试教育观“知识立意”的命题特征，完全不符合“逐步学会分析和解决与化学有关的一些简单的实际问题”的基本课程理念；②推断的起点带有猜谜的特点，虽然这种猜谜是对知识掌握的反馈，但终究形式单一、内容枯燥，背离了“化学来源于生活，生活中处处有化学”的理念，脱离了鲜活的生活情境。

二、工艺流程题

1.基本模式

流程题以“先进生产工艺”或“实验操作流程”为情境，将化工生产过程中的主要生产阶段以生产流程呈现出来，并根据生产流程中有关的化学知识步步设问，形成与化工生产紧密联系的化工工艺试题。要求学生以元素化合物知识为框架，能够将文字表述、图示描述中的新信息进行吸收、整合、分析，准确地提取出实质性的内容，学会用化学视角分析和解决实际问题。

解化工流程题的步骤和方法：首先，浏览全题，确定该流程的目的――由何原料获得何产物（副产物），对比原料和产物。其次，精读局部，明确反应原理――确定各步的反应物、生成物。大多数提问学生用所学知识便可直接回答，但个别地方往往有悖所学知识，这时就要考虑产物、环保、产量、成本，等等。最后，针对问题再读图，明确要求――科学表述、规范书写。

2.典型例题

例3.（2011江苏扬州）氯化钡是一种可溶性重金属盐，广泛应用于化工领域。用毒重石（主要成分为BaCO）制备氯化钡晶体工艺流程如下：

（1）毒重石要进行粉碎的目的是?摇 ?摇。气体X的化学式为?摇 ?摇。若所得滤液1仍浑浊，则应采取的操作是?摇 ?摇。

（2）操作Y的名称是?摇?摇。滤液2中可循环利用的物质除水外还有?摇?摇。洗涤氯化钡晶体最适宜的洗涤剂是?摇?摇（填字母）。

A.30℃水 B.30℃饱和氯化钠溶液 C.30℃饱和氯化钡溶液

（3）滤渣水洗的目的是?摇?摇和?摇?摇。

评析：本题强调了知识的迁移，突出了理论联系实际，以氯化钡晶体制备的工艺流程为载体考查学习的实验能力和科学素养。本工艺的原料为矿粉（主要成分为BaCO）和盐酸，它们反应生成CO和BaCl，其中BaCl可溶于水，所以滤液1为BaCl溶液，当然滤渣必须洗涤，其目的是：充分回收利用BaCl和防止BaCl这种重金属盐污染环境。从BaCl浓溶液中得到BaCl晶体必定经过降温结晶、过滤，最后得到除晶体外，还有未能完全结晶的BaCl饱和溶液（滤液2）。

参考答案：（1）增大矿粉与酸接触面积使反应充分 CO 再次过滤

（2）结晶 BaCl（填名称也可） C

（3）提高原料的利用率（或提高产率）减少可溶性重金属钡盐对环境的污染。

例4.（2011山东潍坊）工业生产纯碱的工艺流程示意图如下：

请完成下列填空：

（1）写出流程中一种氧化物的化学式?摇 ?摇。

（2）NH3溶于水得到氨水，该溶液的pH?摇 ?摇7（填写“大于”“小于”或“等于”）。

（3）写出下列反应的化学方程式：

①氯化镁溶液与氢氧化钙溶液反应：?摇 ?摇。

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②氯化钙溶液与碳酸钠溶液反应：?摇 ?摇。

（4）工业生产纯碱的流程中，碳酸化时析出碳酸氢钠而没有析出碳酸钠的原因是?摇

?摇。

（5）写出高温煅烧碳酸氢钠制取纯碱的化学方程式?摇?摇。

评析：本题重在以工艺流程为载体考查元素化合物知识和一般的实验能力，而体裁又取材于同学们熟悉的纯碱制取过程。本工艺用粗盐水（其中含有NaCl、MgCl、CaCl）做原料，加入Ca（OH）溶液、NaCO溶液后分别除去了MgCl和CaCl，得到了纯净的氯化钠溶液，在通入氨气氨化后再用CO碳酸化，因碳酸氢钠的溶解性小于碳酸钠，所以析出了碳酸氢钠固体。

参考答案：（1）CO或HO（2）大于（3）①MgCl＋Ca（OH）=Mg（OH）＋CaCl②CaCl＋NaCO=CaCO＋2NaCl（4）相同温度下，NaHCO的溶解度小于NaCO的溶解度（其他合理答案也可）（5）2NaHCONaCO＋CO＋HO。

3.特点分析

工艺流程题是在素质教育观“能力立意”的命题理念指引下，在框图题的基础上，由推断题和实验题相融合发展而来。化工生产流程题的结构分题头、题干和题尾三部分。题头一般是简单介绍该工艺生产的原材料和工艺生产的目的（包括副产品）；题干部分主要用框图形式将原料到产品的主要生产工艺流程表示出来；题尾主要是根据生产过程中涉及的化学知识命制成系列问题，构成一道完整的化学试题。选材侧重于生活、生产、科技中的实际问题，精心设计符合学生知识和技能水平的试题背景，体现了化学源于生活、源于社会，又服务于生活、服务于社会的时代主题。在知识不变的情况下，力求素材新颖；在真实的化学情境中触及学生的人文情感和价值取向。

此题型不仅要求学生熟练掌握元素及其化合物的有关知识，善于归纳小结，熟悉某些原理和规律、物质性质及其相互转化关系和元素及其化合物的转化网络，而且要熟练运用物质的分离和提纯的方法。

三、结语

篇7

生物质热裂解是指生物质在完全缺氧条件下热降解，其目的是为了得到液体、炭和气体产物的热化学过程[1,2]。其中，可冷凝气体冷凝得到的液体(生物油)为主要产物。生物油含硫量较低，适合大气污染控制要求，可直接替代重油，加工转换后可替代化石燃料[3,4]。可以预见，生物油清洁能源[5]对能源革命、环境保护潜在极大的推动作用。实践表明，热裂解过程工艺的研究是生物质能高效利用的关键，对将生物质转化为高品位的生物油起着决定性的作用。我国在生物质热裂解工艺研究方面起步较晚，但许多学者经过长期的研究获得了一些成果。这些研究表明，影响热裂解行为的主要参数[2,6~8]有热裂解温度、气相停留时间、物料粒径、加热速率、压力和载气流量等，它们对生物油产量有影响，各自起着不同的作用。在一些研究中，选用有利于生物质热裂解的热载体、催化剂和溶剂[9]，考察惰性气体的种类和流量、裂解温度、熔盐组成和生物质原料等因素的影响[10]，解决生物油收率和含水率问题。这些单因素实验研究，探明了独立参数对热裂解过程的影响，但对工艺参数相互间的交互作用研究不多。刘荣厚[8]等在单因素实验基础上，选择三因素(热裂解温度、气相滞留期、物料粒径)三水平，采用正交实验设计对热裂解工艺参数进行优化；Tisa[2]等选择热裂解温度、气相停留时间、加热速率等参数进行5种简单的组合，研究工艺条件对热裂解产物热值的影响。流化床快速热裂解制备生物油包含复杂的物理和化学过程，直接涉及传质、传热、流体流动和化学反应原理。如何在众多的过程影响因素中寻找最佳工艺条件，需要耗时长、次数多的试验才能获得优化的工艺。响应面优化法(ResponseSurfaceMethodology,RSM)是一种高效的工艺优化的方法[11]，既能保证试验精确度又能尽可能使试验次数减少。应用RSM对实验结果进行非线性数学模型拟合，具有精度高、预测性好等优点[12]。目前，采用中心组合设计(CentralCompositeDesign,CCD)，使用响应面优化法对流化床快速热裂解制备生物油工艺优化，未见有文献报道。本研究以竹材加工剩余物为原料，在单因素实验为基础上，采用流化床快速热裂解制备生物油，选择三个因素为热裂解温度、气相停留时间、物料粒径[8]，用响应面法对生物油的制备工艺进行优化，以期为该项技术的发展提供一定的参考。

2试验材料与方法

2.1试验原料和装置试验使用的生物质原料取自桂东南某竹制品加工企业的剩余物，含水率20%，粉碎成0.15~0.25mm大小的粉末颗粒，真空干燥箱内60℃下烘干8h，取出后立即进行热裂解试验。经测定，样品含水率为8%(GB5497-85)，用元素分析仪(PE2400)进行元素分析，其组成成分和元素分析结果见表1。试验使用国家非粮生物质工程技术研究中心热化学实验室研制的生物质流化床反应器热裂解实验装置[13]，整个装置主要包括喂入部分、反应器部分和产品收集部分，温控装置精度为±0.1℃。

2.2试验设计与分析在单因素试验基础上，确定Box-Behnken设计的自变量[14]，以生物油收率(Yield,Y)为响应值，用Design-Experv.7设计并分析二次响应面模型，通过响应曲面分析(ResponseSurfaceAnalysis,RSA)进行生物油制备工艺条件的优化。依据CCD，各因素设置3水平，用0，±1表示。因素及水平如表2所示，试验安排见表3。

2.3生物油制备方法及收率计算称150g(精确至±0.01g)原料，置于特制的送料器中，以氮气为载气，将原料连续、分级地送入流化床反应器。在设定的温度下，原料发生热裂解，热裂解气冷凝获得生物油，不可冷凝气体排入通风橱中，收集、称量反应器及过滤器中的残炭。将收集的生物油，过0.45μm滤膜，称重。热裂解产物的物料衡算依据为：原料质量m0等于生物油质量m1、残炭质量m2和不可冷凝气体质量m3三者之和。试验中未称量不可冷凝气体质量m3，一定的物料平衡误差被忽略。根据热裂解产物的测定[8]依据，确定生物油收率(Y)、残炭收率(YC)、不可冷凝气体收率(YG)计算公式为：

3结果与分析

3.1物料平衡各组实验的物料平衡结果如表4所示，为了获得更高的二次响应面拟合数据精度，收率数据计算值精确至±0.01。从表中物料平衡数据看出，每一组实验的产物量与实验原料量守恒，与热裂解过程的真实情况相符。虽然实验过程尽一切有效措施收集生物油和残炭，但是实际上不可能达到100%收集，所以本研究的数据隐含了一种误差。基于相似的实验操作，郭艳[15]等研究表明物料平衡误差在5%左右，实验采用的研究手段和分析方法有效。

3.2二次响应面拟合采用CCD对流化床快速热裂解制备生物油工艺进行优化，考察热裂解温度(X1)、气相停留时间(X2)和物料粒径(X3)对生物油收率(Y)的影响，进行了12个析因实验和3个中心实验，表4给出各实验的收率。对响应值与各因素进行回归拟合后，得到回归方程：Y=56.41+5.24X1+0.0005X2?0.53X3?0.16X1X2+0.14X1X3?0.24X2X3?6.65X12?0.89X22+0.25X32回归方差分析结果见表5。方差分析表明，该二次响应面模型F值为158.41>F0.01(9，4)=14.66，p值<0.0001，表明所选用的二次多项式模型具有高度的显著性(p<0.01)。失拟项F值为0.38<F0.05(9，3)=8.81，p=0.7826>0.05，表明失拟不显著。回归模型的调整确定系数R2Adj=0.9902，模型确定系数R2=0.9965，说明该模型能解释99.02%响应面的变化，模型拟合程度良好，试验误差小。由回归方程系数显著性检验可知，如果模型中检验项p值小于0.05，则该项是显著的，否则该项不显著。一次项X1(p<0.0001)、X3(p=0.0335)显著；二次项X12(p<0.0001)、X22(p=0.0221)显著；交互项均不显著。

3.3各因素及相互作用对生物油收率的影响由模型系数显著性检验结果可知，所考察的三个因素中，热裂解温度(X1)、气相停留时间(X2)和物料粒径(X3)对生物油收率(Y)均有显著影响。各因素相互作用的三维响应面曲线和等高线如图1(a)~(c)所示，所有因素之间的交互作用均不显著。刘荣厚[8]等正交试验优化表明，热裂解温度、气相停留时间对生物油收率均有显著影响，只是忽略1.07%的产油率误差后，认为物料粒径响应不显著；热裂解温度和气相停留时间的交互作用对生物油收率的影响也不显著；由于认为物料粒径对生物油收率影响不大，故不再探讨其与其它因素的交互问题。物料粒径对生物油收率的影响是真实存在的，只是随着物料粒径变小其影响程度下降，本实验的结论与这些研究结果相吻合，反映了热裂解过程的实际情况。热裂解温度过低，热裂解不完全，致使生物油收率降低；温度过高，又会导致二次裂解反应加剧，生物油收率也会降低。在热裂解过程中，气相停留时间过长，裂解气发生二次反应，生成不可冷凝的小分子气体，导致生物油收率降低。热裂解工艺的因素影响主次性，可以通过比较方程中一次项系数绝对值大小获得。从模型回归方程看出，对生物油收率有显著影响的三个因素中以热裂解温度为首要因素，其次为物料粒径，最后才是气相停留时间。三个因素的P值显示，气相停留时间的影响作用不显著。因此，在物料粒径小于1mm时，只要控制气相停留时间短于2.5s，可以控制二次反应的发生，生物油产量不会显著降低。表5的模型分析结果也验证了这一结论。

3.4热裂解制备生物油优化条件确定为了进一步确定最佳点，在模型范围内选择出发点，运用Design-Experv.7分析，得出热裂解制备生物油的最佳工艺条件是：热裂解温度518.98~519.40℃、气相停留时间2.05~2.08s、物料粒径0.18mm，生物油的理论产率58.17%。采用表6数据进行试验，确定最优制备生物油工艺参数。基于测温仪器精度，为了方便于实际的试验操作，取热裂解温度519.0℃、气相停留时间2.1s、物料粒径0.18mm追加3次试验，生物油平均收率为57.85%，实验值与理论预测值无显著性差异(p>0.05)。在未进行工艺优化前，热裂解温度(X1)、气相停留时间(X2)和物料粒径(X3)在0水平条件下的3次平行试验的生物油收率(Y)分别为56.80%、56.78%、55.65%，平均值为56.41%，标准偏差(SD)为0.66。可见，通过工艺优化可进一步提高生物油收率。

篇8

【摘要】 目的 寻找鸡内金淀粉酶的最佳炮制工艺和理化性质。方法 50 ℃烘干后，用磷酸缓冲液提取鸡内金淀粉酶，分别在不同温度、pH值、不同金属离子处理下测定酶活力，进行聚丙烯酰胺凝胶电泳。结果 鸡内金淀粉酶的最适反应pH、最适反应温度和最适底物浓度分别为8.67、50 ℃和1.8 g/mL；实验条件下，以淀粉为底物的Km是0.92； Ca2+、Fe2+、Zn2+、Mn2+等金属离子对淀粉酶活性有抑制作用；聚丙烯酰胺凝胶电泳显示一条谱带，表明鸡内金中可能无淀粉酶同工酶存在。结论 鸡内金炮制加工过程中要注意金属离子的影响。

【关键词】 鸡内金；淀粉酶；理化性质；同工酶

Abstract：Objective To search for the optimal processing procedure and physico-chemical properties of Endothelium corneum amylase. Methods After dried under 50 ℃， amylase was extracted from Endothelium corneum with phosphate-buffered saline. The amylase activity was examined at different temperature， pH and different metal ions， and amylase isozyme was discerned on PAGE. Results The optimal pH， optimal temperature， and optimal substrate concentration for amylase activity were 8.67， 50 ℃ and 1.8 g/mL， respectively. Under the experimental conditions， the amylase Km was 0.92 (starch was used as substrate of amylase). Four metal ions tested， including Ca2+， Fe2+， Zn2+， Mn2+， could inhibit the amylase activity to some extent. Furthermore， it showed one amylase isozyme band using PAGE， suggesting only one amylase isozyme existing in the Endothelium corneum tentatively. Conclusion The effects of metal ions should be considered in the process of Endothelium corneum amylase.

Key words：Endothelium corneum；amylase；physico-chemical properties；isozyme

鸡内金是雉科动物家鸡的干燥沙囊角质内壁，具有健胃消食、涩精止遗的功效，临床多用于食积不消、呕吐泻痢、小儿疳积、遗尿、遗精等症。现代药理研究认为，鸡内金主要含有胃激素、角蛋白、氨基酸等成分，有增加胃液分泌量和胃肠消化能力、加快胃的排空速率等作用[1]。目前对鸡内金中起作用成分的研究还不够深入，特别是对鸡内金所含的生化物质及其理化性质研究还缺乏深度。本实验探讨了鸡内金淀粉酶的理化性质和同工酶谱，其结果对深入研究鸡内金药理作用和进一步开发鸡内金产品具有一定的意义。

1 实验材料

鸡内金，大连市炮台食品公司提供。其余试剂均为分析纯。分光光度计[7202B型，尤尼柯(上海)仪器有限公司]、垂直板电泳仪(JM-250型，大连捷迈科贸有限公司)。

2 实验方法

2.1 鸡内金淀粉酶液的制备

称取生品鸡内金65 g(湿重)、50 ℃烘干、粉碎成粗粉、加217 mL的磷酸缓冲液(pH 7.0，0.05 mol/L)，在30 ℃恒温水浴锅中保温3 h(每隔30 min搅拌一次)浸提，用纱布过滤，滤液静置1 h，离心(3 000 r/min，30 min)，收集上清液于-4 ℃冰箱中保存。

2.2 酶活力测定

参考文献[2]方法，采用碘-淀粉比色法进行酶活力测定。

2.3 同工酶的检测

参考文献[3]用聚丙烯酰胺凝胶电泳进行同工酶的检测。采用恒温电泳方式，整个电泳过程在4 ℃进行。

3 结果

3.1 粗酶提取液pH值及加入量的考察

用不同量的酶提取液分别作用于1 mL基质缓冲液，在系列pH值7.73、8.04、8.34、8.67、9.18的磷酸缓冲液作用下，测定酶活力。结果见表1。表1 酶液量及pH对酶活力影响的优化（略）

3.2 酶反应的最适底物浓度

用0.5 mL酶提取液，在pH 8.67条件下，配制不同底物浓度溶液，然后测定各浓度下的酶活力，在底物浓度达到1.8 mg/mL时，酶催化速度达到最大，表明该底物浓度已使酶活性中心达到饱和(见图1)。

3.3 淀粉酶催化反应的最适pH

取0.5 mL酶提取液，在不同的pH值条件下测定酶活力。结果，在pH 8.67时酶反应速度最快，当pH高于8.67时淀粉酶活性迅速下降(见图2)。

3.4 酶反应的最适温度

用0.5 mL酶提取液，在pH 8.67、底物浓度1.8 mg/mL条件下，测定不同温度下的酶活性，结果该酶水解淀粉的最适反应温度为50 ℃。随着温度的升高，酶蛋白开始变性，逐渐失去活性(见图3)。

3.5 金属离子对酶活力的影响

金属离子的存在对酶活性影响很大，有些金属离子是酶发挥催化活性所必需的，它们可作为辅酶或激活因子起作用。选择Zn2+、Ca2+、Fe2+、Mn2+4种常见的金属离子，分别测定不同浓度的溶液对鸡内金淀粉酶活性的影响。以不加任何离子的淀粉酶活性为对照，将对照组的酶活性设为100%，相对酶活力＝(添加无机离子组的酶活性/对照组酶活力)×100%。以相对酶活力对相应离子浓度作图，得图4～图7。

3.6 米氏常数的测定

以单位时间内OD值的单位变化来表示酶促反应的初速度，用双倒数法计算米氏常数。得线性回归方程为：Y=0.981 8X- 0.048 6，米氏常数为0.92 mg/mL。

3.7 鸡内金淀粉酶同工酶的检测

聚丙烯酰胺凝胶电泳检测到一条鸡内金淀粉酶谱带，说明鸡内金中可能只存在一种性质的淀粉酶，没有同工酶，见图8。

4 讨论

国内外一些研究表明，无机离子对淀粉酶活性具有一定的影响，表现出激活或抑制的效应。李氏等[4]研究发现，在Mg2+、Zn2+、Mn2+、Cu2+、Fe2+、Ca2+ 6种离子中，除Mg2+对淀粉酶有一定的激活作用外，其余5种离子均有抑制作用。其中Zn2+和Mn2+具有强烈的抑制作用，残余酶活力仅为对照的8.92%和4.86%，Cu2+和Fe2+残余酶活力分别为69.35%和76.27%；Ca2+对淀粉酶具有抑制作用，但抑制作用较小，残余酶活力为86.77%；Egas等[5]研究认为，Ca2+和Cu2+均抑制淀粉酶的活性；Martins等[6]的结果也表明，Ca2+抑制淀粉酶的活性；而梁氏等[7]利用植物材料研究时发现，0.5～5.0 mmol/L的Ca2+可增强水稻种子萌发时的α-淀粉酶活性。

无机离子对淀粉酶活性的影响机理很复杂，一般认为，无机离子是通过改变酶蛋白的构象来影响酶活性的。洪氏等[8]认为，低浓度重金属离子对淀粉酶的活性有激活作用，高浓度则严重抑制淀粉酶活性。在高浓度下，某些离子不仅可能完全占据Ca2+与淀粉酶的结合位点，而且还可能在Ca2+的结合位点以外的氨基酸残基上结合，从而导致酶的构象改变，使淀粉酶的活性发生改变。

本实验表明：Fe2+、Zn2+、Mn2+、Ca2+ 4种离子对淀粉酶均有抑制作用，其中Ca2+的抑制作用最强，并且Ca2+浓度与淀粉酶相对酶活力有一定的线性相关性，Fe2+的抑制作用次之，Zn2+、Mn2+的抑制作用最弱。本实验的结果和前人的结果大致相同，只是关于Ca2+对淀粉酶的效应方面存在不一致。推测原因可能有两点：一是淀粉酶的来源不同，包括来自动植物和微生物，酶催化活性对金属离子的要求有差异。不同离子对淀粉酶的作用位点可能不同，有的离子对活性中心或调节中心具有影响，而有的离子可能对其它氨基酸残基产生影响；二是设定离子浓度的标准不同。本实验只是在单因素水平上研究了4种不同无机离子与淀粉酶活性的关系，离子之间的相互作用对淀粉酶活性的影响、同种离子对不同来源的淀粉酶活性的影响、无机离子对淀粉酶活性影响的机理等尚需进一步研究。

在不同的pH值条件下测定酶活力，pH 8.67时酶反应速度最快，当pH高于9时淀粉酶活性迅速下降。这可能是由于在高于pH 9和低于pH 8的反应体系中，酶蛋白构象发生改变而使催化能力丢失。使用淀粉作为底物，其分子量不均一，存在一个范围；并且，随着反应的进行，底物分子量发生变化，因此测定的Km值是一个初始值。

本实验采用区带电泳分离同工酶，虽然是最常用的分离同工酶的方法，采用高分辨率的支持物聚丙烯酰胺凝胶获得一条鸡内金淀粉酶谱带，但是能被电泳法分离的不一定是同工酶，酶带的数目也不一定能代表同工酶的数目。因为某些酶蛋白可与电泳介质中的带电物质相结合，改变其分子大小及电荷，从而改变电泳速度。因此不能仅凭一条酶带来判定鸡内金淀粉酶不存在同工酶，有可能是因为两种电泳速度不同的同工酶，其中一个和带电的小分子物质结合后，其电泳速度恰巧和另一个相等，从而在电泳时分离不开而只出现一条酶带。鸡内金淀粉酶是否存在同工酶还需要进一步鉴定。

【参考文献】

[1] 谭敏治，胡因铭.鸡、鸭内金对消化系统的药理作用研究[J].中药材， 1993，16(9)：33－36.

[2] 荣 俊，杨待建.加酶饲料中淀粉酶总活力的测定：碘淀粉比色法[J].饲料工业，1994，15(3)：40－42.

[3] 李建武，余瑞元，袁明秀，等.生物化学实验原理和方法[M].北京：北京大学出版社，2001.82－88.

[4] 李卫芬，孙建义，鲍 康.金属离子对饲用酶剂活性的影响[J].浙江农业学报，1999，11(2)：40－43.

[5] Egas MC，Da-Costa MS，Cowan DA，et al.Extracellular amylase from Thermus filiforrras Ork A2：purification and biochemical characterization[J].Extremophiles，1998，2(1)：23－32.

[6] Martins F，Davids W，Abu Alsound W，et a1.Starch hytirolyzirig bacteria from Ethiopian soda lakes[J].Extremophiles，2001，5(2)：135－144.

[7] 梁 颖，王三根.Ca2+对水稻种子活力和抗寒力的影响[J].西南农业大学学报，1996，18(5)：491－495.

篇9

冶金工程――失去了联系？不要紧，他们都在做实验 钟济

2011年6月，结束了苦行僧般的学习生活。7月，报志愿，又一次站在人生的十字路口，经过层层筛选，我最终选择了东北大学的冶金工程专业，并如愿被录取。

东北大学是教育部直属“211工程”和“985工程”全国重点大学，而冶金工程更是东北大学传统的王牌专业之一。但由于考生对该专业对应行业的热情不高，该专业录取分数并不是遥不可及。这两点，让我最终如愿以偿。

9月，怀着对大学的憧憬，我来到了东北大学。第一次班会，印象深刻。全班33个人，仅有两名姑娘，其余清一色的汉子。以至于很多男生，都后悔没有在暑假搞定个人问题。甚至有同学调侃说：“如果你爱她，送她去东大，因为那里是女生的天堂。如果你恨他，送他去东大，因为那里是男生的地狱！”。

大学的时间如白驹过隙，这其中有喜有忧，同时，我也不断加深了对这个专业的了解。冶金工程，是个多学科相互交叉渗透的专业，也是个让人头疼的专业。

首先是课业繁重。冶金工程主干课程四年将近有30门，且科目的深度、广度较高中都增加不少。学院考虑到大一新生入学后会放松学习，特意规定不准携带电脑，并安排了晚自习。以至于不少人感叹，上了大学才知道“坑爹”，以为自己解放了，谁知迎接自己的是另一种高中生活。

其次是实验频繁。这是令很多人感到头疼的一块，尤其是对不注重细节的人来说。化学实验、物理实验、工程力学实验等，没有做好充分的预习，没有很好的操作能力，想做好这些实验，还是比较困难的。而且，实验之前，要有实验预习报告；实验时，要记录数据；实验结束，要有分析报告。曾经有人说，如果你跟冶金的学生失去了联系，没有关系，他们都在做实验。实验，成为了冶金学子大二生活的主旋律。

冶金工程是个冷门且艰辛的专业，但性价比极高，毕业生就业率长期盘踞学校各专业的首位。原因是市场对这个专业人才的市场需求量大。随着中国的稳步发展，各种高楼大厦以及基建设施的建设，都需要大量的钢材和相关的产品，造成该专业毕业生供不应求的局面。毕业生的走向大致有三种。第一，进国有企业当技术员，比如宝钢、鞍钢、首钢等这类国有企事业单位。其二，可做钢材销售及相关方面的工作。这是个高风险的行业，做得好，年薪几十万没有问题，做不好，只能拿着底薪过日子了。第三，选择读研，读博。毕业进设计院搞科研，或者出国深造，或者留校任职。当然还有相当部分的人进外企和民营企业。总之，如果你能顺利毕业，那么你都能找到工作。

拥有本专业国家特色专业院校名单：东北大学、北京科技大学、中南大学、贵州大学、武汉科技大学、辽宁科技大学、昆明理工大学、安徽工业大学、河北理工大学、内蒙古科技大学、江西理工大学、重庆科技学院等。

地质工程――让工程历经十年风雨而屹立

张齐

头顶一片天，脚踏一方土。我们行走的道路、桥梁依地而建，赖以生存的粮食种植在土地中，遮风避雨的房屋建造在地面上，工作、学习的地方也立足于大地，可以说，人类活动与土地紧密不可分割。早在夏、商、周时期就有了凿井取水的历史，而都江堰、赵州桥等古代工程能历经千年风雨而屹立，据考查是合理利用了当地地质环境的缘故。

地质工程就是研究人类工程活动与地质环境之间相互制约关系的专业，主要研究如何获取地质环境条件，并分析研究人类工程活动与地质环境相互制约形式，进而认识、评价、改造和保护地质环境。近些年，随着我国基建的大力开展，地质工程专业人才备受青睐。

我所就读的大学地质工程专业有两个方向，工程地质万向和岩土钻掘工程方向。该专业为本科四年制，授予工学学士学位。工程地质方向以工程地质为优势，着重解决与各类工程建设有关的地质工程问题、岩土技术问题。岩土钻掘工程方向在地质学、土力学、岩石力学、基础工程设计及施工、岩土钻掘设备与工艺等多方面给学生打下宽厚的基础，注重实践环节，使培养的学生具备研究和解决地质工程与岩土工程实际问题的能力。

在课程设置方面，这两个方向有相似之处。如工程力学、岩土力学、工程地质学等是必修的课程。根据两者不同的就业方向，地质工程（工程地质方向）还将学习矿物岩石学、构造地质学等课程，而地质工程（岩土钻掘工程方向）则要学习土力学、基础工程设计及施工、岩土钻掘设备及工艺等课程。在就业方面，前者的发展领域主要为岩土工程与基础工程、水利电力勘察设计、交通规划勘察设计、冶金矿山工程、建筑工程设计施工监理、房地产与物业管理；后者主要为市政、交通、水利、地质、油气等领域的工程勘察、基础设计、施工、管理及与岩土钻掘机具相关的设计、生产企事业单位和科研院所。

目前，中国社会乃至世界对地质资源的需求不断增加，对地质环境和安全的关注与日俱增，工程建设规模不断扩大、数量不断增多，未来对地质工程专业的需求会不断增加，因此地质工程专业发展前景良好。但与之对应的地质工程就业环境就比较艰苦、工作任务也较为繁重，因此男生在就业方面比女生更有优势。也许是基于就业考虑，本专业的女生人数都较少。以我所在年级为参考，工程地质方向专业男女比例大致为8：1，岩土钻掘方向专业男女比例更为悬殊，为16：1。

拥有本专业国家特色专业院校名单：同济大学、中国石油大学（北京）、中国矿业大学、西南交通大学、长安大学、西南科技大学、安徽理工大学、华北水利水电学院、西安科技大学、河南理工大学等。

矿物加工工程――物中自有黄金在

王镜茹

作为一名工科女，是被称为除男人、女人、女博士这三类物种之后的第四类物种。我想，今天，我就在犹抱琵琶半遮面的神秘氛围中，介绍一下这个常人眼中很“男生”的专业――矿物加工工程。

从学术上来说，矿物加工工程是综合研究固体物料分离规律和技术的应用学科。通过对矿石粉碎、分级、物理分选、浮选、化学分选、生物提取、超细颗粒制备、成型及造粒、固液分离、固气分离等基本单元，实现矿物中有价成分与脉石的分离。其所涉及的学科与过程工程的许多学科相同，是高新技术和新兴产业的重要基础学科。一言以蔽之，矿物加工工程专业所研究的方向就是利用各种技术手段以及设备将矿物中的有用成份分离出来。

由于此专业属于工科专业，那么不可避免的，在学习了理科基础课的基础上，我们还要学习关于本专业的专业课。其中包括岩石矿物学基础、工艺矿物学、矿物化学处理、固液分离、矿业环境工程、矿物材料学等。作为工科范畴内的专业，我们不仅需要有很强大的理论基础作为支持，同时，我们也需要有一定的动手能力和实践能力，可以将所学理论用于实践中去，并在实践中加以创新。

矿物加工专业，和其他工科专业一样，最显著的特征，便是男女比例失衡。就北京科技大学而言，男女比例基本维持在7：3左右。

下面，我想就自己的理解，从尽量客观的角度，分析一下男生和女生学习此专业的优与劣。

对于男生，工科也许是那些富有报国热情的热血青年们最好的选择。特别是矿物加工工程专业和国家的资源命脉紧紧相连，最明显的体现便是就业容易、工作稳定、待遇丰厚。2012年暑假，我去了南京梅山铁矿实习，据现场的工程师介绍，本科毕业的大学生很多都成为了场里的技术骨干，以后前途光明，大有作为。但是，由于选矿厂地处较为偏远，工作条件就会相对比较差。让人欣慰的是，现在由于国家的大力发展，基本上每个选矿厂周围都建有职工校区、学校、医院以及各种硬件服务设施。工作、生活都可以达到较好的水平。我想，对于那些秉持着为了中华崛起而读书的同学来说，这点个人苦累相较于自己给国家创造的财富来说，只算是九牛一毛。

对于女生，也许，因为旧观念的种种影响，工科向来是个和女生无关、“纯爷们”的专业。但是，兴趣是因人而异。而非因性别而异。因此，女生多懂点自然科学也是很酷的，欣赏着自己做出的一个小模型，看着满是机油的双手，我越来越为自己是个工科女感到骄傲。谁说女子不如男？！戏言说得好：“现代女性，下得了矿井，拆得了汽车，欣赏得了文物，讲解得了天文。”不可回避的是，女生在本专业就业时，确实不如男生抢手。

拥有本专业国家特色专业院校名单：东北大学、中国矿业大学、中南大学、武汉理工大学、昆明理工大学、武汉科技大学、河南理工大学、黑龙江科技学院等。

采矿工程――矿长：采矿人的“最高境界”

周剑波

谈起采矿工程专业，大多数人都有一种“神秘”的感觉：采矿就是下矿井挖矿石吧，一定会干很多苦活累活吧！的确，所谓采矿，是指将有用矿物从地壳内或地表开采出来，并运送到选矿厂或其他使用地点的一种生产过程和作业。简单来讲，就是“挖矿”。但是，这仅仅是“采矿”二字的含义，加上“工程”，就不能单纯地理解为到矿山“挖矿”了。采矿工程是一种规模最大、最复杂的岩土工程，是应用工程学知识和科学方法，来圈定、设计、开拓和回采含有用矿物的矿床。

采矿工程专业分为煤、金属及非金属方向，培养的是能掌握固体矿床开采的基本知识、基本理论和基本技术，具备采矿工程师的基本能力，能从事矿区开发规划、矿床开采（露天、地下）设计、矿山安全技术、工程监察、生产技术管理以及科学研究与技术创新的高级应用型工程技术人才。我们老师曾自豪地说过：矿业公司的总工程师无一例外都是采矿工程专业出身，采矿人的“最高境界”是矿长。

要成为总工程师或矿长，必须具备全面的知识与素养。采矿工程专业开设的课程包括各种公共基础课程，如高等数学、综合外语、大学物理、计算机基础、经济管理等，还有矿床开采的基本理论与专业知识以及岩土开挖的基本知识。其中，主干学科是力学与矿业工程，主干课程包括工程制图、工程力学、VB程序设计、地质学、测量学、岩石力学、爆破工程、采掘机械、井巷工程、矿床地下开采、矿床露天开采、矿井通风与安全。当然，课程的设置会因学校和专业方向的不同而有所差异。

在目前的采矿工程专业培养中，课程虽然涉及面厂，但是真正“专业”的课程却相对不足，采矿方法的创新比较缓慢。老师曾说，我们现在用的教材跟上世纪七八十年代教材的内容是大同小异的，采矿方法在本质上是基本相同的，近年来才发展创造了一些爆破技术和数字化矿山技术。与国外先进矿山相比，我国的采矿技术与装备、安全规范等都相对落后。因此，这也给我们新时代的采矿学子提供了广阔的推陈出新的契机。

采矿工程专业的实践性非常强，这也弥补了专业课相对不足的缺陷。主要的实验和实习有：工程训练、物理实验、电工电子技术实验、岩石力学实验、爆破实验、测量学实习、采矿专业认识与地质实习、生产实习、毕业实习。

选择这个专业必须要有足够的心理准备i因为矿山不可能建在城市里面或郊外，它只能在偏僻的地方。条件好点的矿山可能有自己的职工宿舍、娱乐设施，福利待遇也不错，还可以安置家属；那些处在深山老林、穷乡僻壤的矿山就算有很好的福利待遇，也抵不过艰苦的环境。所以，选择这个专业必须要有吃苦耐劳、奉献的精神，这不是嘴上说说能吃苦耐劳就可以的！我国矿山的安全隐患一直是个严重的问题，尤其是煤矿，随着技术的不断发展与法律法规的不断完善，矿山的安全系数越来越高了，安全事故逐年减少，矿山的安全隐患并不是人们想象中的那样可怕。我们去矿山工作同样必须掌握好技术，并时刻保持安全意识。此外，很多开设采矿工程专业的院校是不招收女生的，就算招也不过几个女生，这是由人的身体条件决定的，这并不是对女性的歧视，相反是出于尊重和保护。

2012年6月，麦可思研究院的就业蓝皮书《2012年中国大学生就业报告》中指出，采矿工程专业是2012年全国本科就业十大“绿牌”发展专业之一。“绿牌”专业是指：月收入、就业率持续走高，失业量较低且就业满意度较高的专业，为需求增长型专业。可见，在我国经济增长面临较大压力、部分矿产品价格下降的背景下，采矿工程毕业生仍然保持着较高的就业率，采矿工程专业人才仍是社会发展急需的人才。但是，高就业率不可能一成不变，四年过后国家政策、经济形势可能发生转变，就业形势也会随之改变。

除了直接面向矿山就业外，毕业后可以进入政府管理部门从事能源开发与规划工作，进入安监局从事矿山安全监管工作，也可进入矿山设计研究院从事矿山开采设计工作。但能够得到这种“铁饭碗”工作的本科生占极少数，一般情况下最低门槛是硕士研究生。

另外，对于学习采矿工程专业的学子来说，也可以跨专业领域就业。这就得益于较广的课程学习。比如你对爆破感兴趣，将来可以进入爆破领域；采掘机械学得好，你可以从事机械制造行业；计算机技术过硬，你可以进入矿山软件公司；你也可以到与采矿工程专业毫不相关的行业工作。总之，只要你有能力、够努力，相信“条条道路通罗马”，你一定会找到属于你自己的路！

拥有本专业国家特色专业院校名单：中国矿业大学、东北大学、重庆大学、贵州大学、西安科技大学、河北工程大学、内蒙古科技大学、华北科技学院、江西理工大学、河南理工大学等。

石油工程――打造现代的“王进喜”

卢小旭

作为在辽河油田主产区长大的我来说，对于石油有一种莫名的亲切感。看着一堆黑乎乎、粘粘的液体，谁能想到它能为人类的生存与发展提供如此多的能量。从小我就觉得石油是一种很神奇的东西，随着我渐渐长大，明白石油是一种不可再生的资源时，心里暗暗下定决心一定要成为拥有充分利用石油技术的人，以保护这宝贵的资源。所以，当高考志愿填报时，我清一色地填报了石油工程，最后被离家不远的辽宁石油化工大学石油工程专业录取。

石油工程顾名思义就研究石油的，包括从钻井、开采、使用到研究等系列内容，因此石油工程专业对理论与实践都有很高的要求。石油工程专业的课程是比较多的，也比较有难度，要想学好就需要下功夫。和大多数工科专业一样，石油工程专业的学生在前两年主要学习基础课，如高等数学、大学英语、大学物理等；大三开始学习与实践相关的课程，包括采油工程、油藏工程、钻井工程、天然气开发与开采、油气管道设计与管理等。此外，石油工程的同学还要到工厂或油田进行实践与课程实习。学习中，高等数学、大学物理等基础课尤为重要，对以后学好专业课会起到重要的作用。专业课呢，就会要有所侧重，因为专业课有很多，要想每门都学精不是易事。根据学长的经验，按照自己的就业方向把相关课程学精学透是十分明智的。

目前，全国开设此专业的院校并不是很多，本科以上院校不过十几所而已。相对于其他专业，石油工程的录取分数还是比较高的。各所大学的实力和影响力相差很大，所以说选择一所适合自己的大学十分重要。在本领域比较有特色的有中国石油大学（北京）、中国石油大学（华东）、西南石油大学等等。此外，一些设置在油田附近的高校也拥有地利的条件，在实践和就业方面是相当不错的，比如东北石油大学、辽宁石油化工大学等。如果你有志于石油工程专业，选择起来并不困难，可以先在网上多了解开设石油工程专业院校相关的信息，再结合自己的分数来选择即可。

石油工程专业总体来说就业形势还是不错的，一般石油工程的就是去中石油和中石化的各大油田。不过每所大学的毕业生的情况有很大差距，有的大学是供不应求，有的则并不太容易找到理想工作。具体岗位也有不同，比较多的去了采油厂和钻井队，这其中多数要先在野外工作，还有一些人进了石油公司或者其他的一些和石油相关的单位。总体来说，用工单位乐于选择男生，因为有很多工作，女性干确实有困难。所以，我们专业的女生人数可谓寥寥可数，享受“国宝级”的待遇。但由于用工单位更倾向于男生，女生在找工作方面确实不太容易。据我了解，有些高校石油工程专业直接不招女生，这可不是歧视，而是有根有据。