無機(jī)化工流程專題教學(xué)設(shè)計(jì)

《無機(jī)化工流程專題》第1課時(shí)教學(xué)設(shè)計(jì)茂名市第一中學(xué)吳清霞【考綱要求】1、了解科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)的相互關(guān)系，知道在化工生產(chǎn)中遵循“綠色化學(xué)”思想重要性；2、了解氯堿工業(yè)、硫酸工業(yè)、合成氨工業(yè)、廢水處理等工業(yè)的原理；3、了解化工流程題的試題特點(diǎn)和備考策略。

【專題分析】以實(shí)際生產(chǎn)或生活背景為載體，以元素及其化合物知識(shí)為依托，多以無機(jī)工藝流程圖的形式出現(xiàn)，將無機(jī)理論、元素化合物（氧化還原、離子反應(yīng)、電化學(xué)知識(shí)、化學(xué)實(shí)驗(yàn)、化學(xué)計(jì)算）等多塊內(nèi)容融為一體，綜合性增強(qiáng)?！窘虒W(xué)重難點(diǎn)】基本知識(shí)基本原理的實(shí)際綜合應(yīng)用；【教學(xué)目標(biāo)】1、掌握化工流程的基本環(huán)節(jié)；2、了解化工流程題的試題特點(diǎn)；3、了解化工流程圖題解題思路和技巧?；顒?dòng)一：1、用Al2O3（含有SiO2雜質(zhì)）為原料冶煉鋁。設(shè)計(jì)方案前應(yīng)考慮什么問題？請(qǐng)用合適方式表示煉鋁的過程，例如：方案中每一個(gè)步驟有什么作用？把流程劃分為幾個(gè)環(huán)節(jié)，每個(gè)環(huán)節(jié)的目的是什么？【引導(dǎo)反思】展示學(xué)生答案，學(xué)生評(píng)價(jià)方案，最后教師引導(dǎo)學(xué)生歸納化工流程的一般環(huán)節(jié)（原料預(yù)處理——除雜凈化——核心反應(yīng)生成產(chǎn)品），引導(dǎo)學(xué)生思考無機(jī)化工生產(chǎn)最關(guān)鍵的是除雜凈化。2、若用Al2O3（含F(xiàn)e2O3、SiO2雜質(zhì)）為原料冶煉鋁，又當(dāng)如何？【引導(dǎo)反思】展示學(xué)生答案（酸溶和堿溶），學(xué)生評(píng)價(jià)方案，最后教師引導(dǎo)學(xué)生對(duì)比兩個(gè)方案的優(yōu)劣，如：從成本、操作簡易等角度。活動(dòng)二：3、鋁土礦主要為Al2O3、Fe2O3、SiO2，工業(yè)煉鋁流程如下：對(duì)比反思：工業(yè)主要采用堿溶方案還是酸溶方案？請(qǐng)說明理由。根據(jù)工業(yè)堿溶流程，嘗試設(shè)計(jì)問題考查高中化學(xué)知識(shí)、解題能力?！疽龑?dǎo)反思】引導(dǎo)學(xué)生了解實(shí)際生產(chǎn)與理論設(shè)計(jì)的不同，清楚高中知識(shí)的局限性，了解工業(yè)生產(chǎn)（主要用堿溶法）方案中各步驟的目的。采用接龍形式讓學(xué)生從出題者角度設(shè)計(jì)問題考查高中化學(xué)知識(shí)和解題能力。學(xué)生提出的方案有：如何提高原料中某元素的浸出率？化學(xué)方程式/離子方程式某濾液/濾渣中的組分某步驟應(yīng)加入什么試劑？試劑的量？A換成B試劑會(huì)怎樣？某步驟應(yīng)控制什么反應(yīng)條件？某操作的名稱是？需要用到哪些儀器？活動(dòng)三4、下圖是從鋁土礦中制備鋁的工藝流程：已知：①鋁土礦的主要成分是Al2O3，此外還含有少量SiO2、Fe2O3等雜質(zhì)；②溶液中的硅酸鈉與偏鋁酸鈉反應(yīng)，能生成硅鋁酸鹽沉淀，化學(xué)反應(yīng)方程式為：2Na2SiO3＋2NaAlO2＋2H2O==Na2Al2Si2O8↓＋4NaOH回答下列問題：(1)粉碎鋁土礦的目的是。(2)寫出向鋁土礦中加入足量氫氧化鈉溶液后，該步操作中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：

。(3)赤泥的主要成分為

；赤泥的用途是

(只寫一種)；實(shí)驗(yàn)室過濾時(shí)使用玻璃棒，其作用是

。(4)母液中的主要物質(zhì)是

。(5)寫出電解煉鋁的陽極反應(yīng)方程式：。(6)若將鋁溶解，下列試劑中最好選用

(填編號(hào))。理由是:。A．濃硫酸

B．稀硫酸

C．稀硝酸【引導(dǎo)反思】展示學(xué)生答案，學(xué)生分析解題切入點(diǎn)和體會(huì)。老師引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)化工流程題的解題技巧——三類箭頭（指出的為生成物、指入的為反應(yīng)物或添加的原料，回頭的是循環(huán)物質(zhì)）；總結(jié)解題過程：了解流程目的，劃分流程關(guān)節(jié)——閱讀問題，細(xì)讀流程（聯(lián)系流程前后和已知信息；分析變化，找齊物質(zhì)）——結(jié)合相關(guān)步驟的目的規(guī)范作答?！灸芰μ嵘?、以含鋅廢渣（主要成分為ZnO，雜質(zhì)為FeO、CuO）為原料制備七水硫酸鋅（ZnSO4·7H2O）的流程如下：已知：pHFe(OH)3Fe(OH)2Cu(OH)2Zn(OH)2開始沉淀完全沉淀回答下列問題：（1）為了提高廢渣中鋅的浸出率，可采用措施（寫兩條即可）．（2）若實(shí)驗(yàn)室用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98％的硫酸配制200g25％的硫酸，需要的玻璃儀器有膠頭滴管、玻璃棒、和，此處玻璃棒的作用是．（3）“除鐵”時(shí)需要加入試劑，其作用是。

（4）物質(zhì)X是，濾渣中含有的金屬單質(zhì)有，除銅時(shí)發(fā)生的反應(yīng)屬于反應(yīng)（填基本反應(yīng)類型）．

（5）流程中獲得七水硫酸鋅前省略的操作是、冷卻結(jié)晶、、洗滌和低溫烘干．（6）除鐵過程中，溫度、pH對(duì)除鐵效果的影響分別如下圖所示．由圖可知，除鐵時(shí)溫度應(yīng)控制在_____℃為宜，pH應(yīng)控制在_____為宜．【反思總結(jié)】1、化工流程一般包括哪些環(huán)節(jié)？2、化工流程題的一般解題步驟是？【參考答案】4、（1）增大固體表面積，加快反應(yīng)速率，使反應(yīng)更充分。（2）Al2O3＋2OH－==2AlO2-＋H2O

;SiO2＋2OH－==SiO32-＋H2O；2SiO32-＋2Na++2AlO2-＋2H2O==Na2Al2Si2O8↓＋4OH-（3）Na2Al2Si2O8、Fe2O3煉鐵的原料(或生產(chǎn)硅酸鹽的原料)引流（4）NaOH、NaAlO2（5）2O2--4e-==O2↑（6）B鋁與濃硫酸在常溫下發(fā)生鈍化，加熱溶解會(huì)產(chǎn)生有毒氣體SO2，原料利用率低；稀硝酸能溶解鋁但會(huì)產(chǎn)生NO氣體，污染空氣，硝酸利用率低；而鋁與稀硫酸反應(yīng)速率較