高中化學-《化工工藝流程》復習專題教學設計學情分析教材分析課后反思

《化工工藝流程》復習專題【教學設計】【教學目標】知識目標：1、了解科學、技術、社會的相互關系，了解在化工生產(chǎn)中遵循“綠色化學”思想的重要性。2、掌握中學化學基本理論、元素化合物、實驗基本及操作的方法。能力目標：培養(yǎng)學生獲取信息的能力、分解解決問題的能力、化學語言的表達能力。情感態(tài)度價值觀：通過流程圖題中的化工生產(chǎn)與化學知識的整合滲透，增強學生的學習意識品質(zhì)、樹立科學的解題思想?！窘虒W重點、難點】培養(yǎng)學生獲取信息的能力、分解解決問題的能力、化學語言的表達能力。【教學策略】歸納、總結(jié)、交流、討論【教學資源】多媒體【教學過程】[復習導入][要點精講]一、化工工藝流程題的類型1、實驗型2、元素化合物型3、化學反應原理型[錯題展示]師生互動：學生回答、教師評價。[小組討論]工藝流程題的特點[小結(jié)]二、化工流程圖題的特點1、常見呈現(xiàn)的形式：流程圖、表格、圖像2、?？贾R點：(1)反應速率、平衡理論的運用反應物顆粒大?。悍磻俾?、原料的利用率等溫度：反應速率、物質(zhì)的穩(wěn)定性、物質(zhì)的結(jié)晶等鹽類水解：利用控制pH分離除雜(2)實驗基本操作：除雜、分離、檢驗、洗滌、干燥等；(3)氧化還原反應的判斷、化學方程式或離子方程式的書寫；(4)流程中的物質(zhì)轉(zhuǎn)化和循環(huán)，資源的回收和利用；(5)環(huán)境保護與綠色化學評價，安全生產(chǎn)思想及從經(jīng)濟的視角分析。三、知識點透析1．化工流程圖題主要分三部分：（1）題干部分。介紹原材料及所要得到的目標產(chǎn)品，以圖表、化學反應方程式、文字表達等提供解決問題的信息。（2）流程圖部分。呈現(xiàn)整個化工生產(chǎn)過程。（3）問題部分。提出了所要解決的問題。2、一般流程圖過程可分為三部分：I：原料的預處理。II：物質(zhì)的分離、提純（題目的關鍵部分）。III：產(chǎn)品獲得。3、流程圖中有三種線：主線主產(chǎn)品、側(cè)線副產(chǎn)品、回頭線為循環(huán)四、解答化工流程圖題的程序此類試題的題干通常包括文字說明、工藝（實驗）流程以及供參考的數(shù)據(jù)（以表格、圖像等呈現(xiàn)）。⑴首先要通過閱讀文字說明，清楚試題背景是工業(yè)生產(chǎn)還是實驗室研究，準確抓住工藝（實驗）的目的是什么，還提供了哪些信息（原料成分？含量？產(chǎn)品成分？從用途能看出什么性質(zhì)？）；⑵然后整體瀏覽一下流程，基本辨別出預處理、反應、提純、分離等階段；⑶接下來可以先看看設問，使下一步的深入分析重點更明確；⑷然后再帶著質(zhì)與量的意識具體分析各個化學過程（必要時才使用參考數(shù)據(jù)），組織語言回答設問。⑷流程圖的答題模式分析流程（每一步驟）①反應物是什么②發(fā)生了什么反應③反應造成了什么后果④對制造產(chǎn)品有什么作用分析反應條件①對反應速率有何影響②對平衡轉(zhuǎn)化率有何影響③對綜合生產(chǎn)效益有何影響規(guī)范答題①化學用語的書寫要規(guī)范(分子式書寫；化學方程式的書寫；完成符號或可逆符號；沉淀、氣體、固態(tài)、水溶液等符號）②評價或比較要全面（反應物、產(chǎn)物種類目標產(chǎn)物的分離和提純；反應條件、儀器、設備、步驟）五、關注一些專用“名詞”原料的預處理：1．研磨、粉碎：目的是要增大物質(zhì)反應的面積，加快反應速度，使反應進行得較徹底。2．過濾：分離可溶與不溶的物質(zhì)。3．趁熱過濾：防止溶液中某物質(zhì)因降溫時析出（得到混合物中溶解度受溫度影響小的）。4．洗滌：水洗通常是為了除去水溶性的雜質(zhì)除去固體（不溶）的雜質(zhì)，有機物洗滌減少晶體損失。5、灼燒（煅燒）：原料的預處理，不易轉(zhuǎn)化的物質(zhì)轉(zhuǎn)為容易提取的物質(zhì)：如海帶中提取碘等物質(zhì)的分離、提純：6．調(diào)節(jié)pH：加入某些物質(zhì)，用于調(diào)節(jié)溶液的pH，使某些離子生成沉淀。7．浸取、酸浸：在原料中加入水（或酸），使可以發(fā)生反應的離子反應生成可溶性離子進入溶液，不反應的通過過濾除去。8．蒸發(fā)濃縮：去掉溶液中的水份，使某物質(zhì)結(jié)晶析出（不含結(jié)晶水）。9．冷卻結(jié)晶：降低溶液的溫度，使某物質(zhì)結(jié)晶析出（得到混合物中溶解度受溫度影響大的）。10．升溫、降溫：控制反應條件或控制物質(zhì)的溶解度。11．氧化、還原：加入某些強氧化性（或強還原性）物質(zhì)，使具有還原性（或氧化性）的物質(zhì)發(fā)生氧化還原反應。12、煮沸：促進水解，聚沉后利于過濾分離；除去溶解在溶液中的氣體，如氧氣。【歸納與總結(jié)】【作業(yè)布置】《化工工藝流程》復習專題【學情分析】本課題放置在5月中旬，模擬考試之后，學生經(jīng)過一段時間的復習，對基礎知識點有了一定的把握，更需要綜合的訓練以便能熟練的將雜糅在一起的基礎知識梳理、分析、歸納、總結(jié)。單一的知識點的復習已不能滿足絕大多數(shù)學生的學習需求，學生需要實在的、有現(xiàn)實意義的、有些難度的課題的學習?；瘜W知識與科技、社會生活緊密關聯(lián)，學生需要對習題的背景有一定的實際的接觸，近而才不會被復雜的生產(chǎn)背景嚇到。這類題目的綜合性強，要求考生既要熟知工業(yè)生產(chǎn)的基本原理，又要對流程圖中所給出的信息進行提取、篩選，對考生的學科能力要求較高?！痘すに嚵鞒獭窂土晫ｎ}【效果分析】工業(yè)流程題是近高年考中出現(xiàn)的一種新型的題目類型，是以往推斷題的延伸和拓展，不僅繼承了推斷題的邏輯推斷，而且有了更大的提升，對學生的要求更高。很多學生對這類新題型把握不好，有時甚至無從入手。因此非常有必要進行仔細的、較系統(tǒng)的分析，幫助學生找到解題方法。本節(jié)課基本上讓學生掌握了工藝流程題的特點、類型、解題策略，達到了預想的教學效果。通過鞏固練習，學生做此類題也更加的從容了?！痘すに嚵鞒獭窂土晫ｎ}【教材分析】《考綱》要求，能綜合運用適當?shù)幕瘜W概念和原理解決目標、結(jié)構(gòu)清晰的化學問題，能解釋化學知識在實踐中的一些應用，能有依據(jù)的解釋給定化學實驗過程，能有依據(jù)的陳述情境陌生的探究性任務的解決思路以及相應的解決方案。學生需要能夠運用已有的知識，對獲取的信息加以分析、歸納、重組，并解決一些實際的問題。高中化學流程圖題是化學綜合實驗試題的一種常見的表現(xiàn)形式，對學生綜合能力有一定的要求?？疾榈闹R點主要圍繞著物質(zhì)的檢驗、推斷、轉(zhuǎn)化、分離和提純等，涉及到大部分綜合知識，是考查學生綜合分析、表達能力的一種主要方式。本課題圍繞著常見的流程圖（主要是化學工藝流程圖）進行的專題復習課，選取了礦石冶煉、工業(yè)廢水中金屬的回收、海水的開發(fā)利用等符合初中化學知識體系的題目背景，容納了金屬、酸堿鹽的知識、化學基本實驗操作等多個知識塊。有利于提升學生的各化學知識點的復習，注重加強各知識塊間的聯(lián)系，以達到化學學科內(nèi)各知識點之間的融會貫通。《化工工藝流程》復習專題【評測練習】1、（2016江蘇）（15分）實驗室以一種工業(yè)廢渣（主要成分為MgCO3、Mg2SiO4和少量Fe、Al的氧化物）為原料制備MgCO3·3H2O。實驗過程如下：（1）酸溶過程中主要反應的熱化學方程式為MgCO3(s)+2H+(aq)=Mg2+(aq)+CO2(g)+H2O(l)

ΔH=－50.4kJ·mol－1Mg2SiO4(s)+4H+(aq)=2Mg2+(aq)+H2SiO3(s)+H2O(l)

ΔH=－225.4kJ·mol－1酸溶需加熱的目的是____________________________________；所加H2SO4不宜過量太多的原因是___________________________________________。（2）加入H2O2氧化時發(fā)生發(fā)應的離子方程式為______________________________________。（3）用右圖所示的實驗裝置進行萃取分液，以除去溶液中的Fe3+。①實驗裝置圖中儀器A的名稱為_______。②為使Fe3+盡可能多地從水相轉(zhuǎn)移至有機相，采取的操作：向裝有水溶液的儀器A中加入一定量的有機萃取劑，______、靜置、分液，并重復多次。（4）請補充完整由萃取后得到的水溶液制備MgCO3·3H2O的實驗方案：邊攪拌邊向溶液中滴加氨水，______，過濾、用水洗滌固體2-3次，在50℃下干燥，得到MgCO3·3H2O。[已知該溶液中pH=8.5時Mg(OH)2開始沉淀；pH=5.0時Al(OH)3沉淀完全]。2、（2016新課標1）28．(14分)NaClO2是一種重要的殺菌消毒劑，也常用來漂白織物等，其一種生產(chǎn)工藝如下：回答下列問題：(1)NaClO2中Cl的化合價為_______。(2)寫出“反應”步驟中生成ClO2的化學方程式_______。(3)“電解”所用食鹽水由粗鹽水精制而成，精制時，為除去Mg2+和Ca2+，要加入的試劑分別為________、________?！半娊狻敝嘘帢O反應的主要產(chǎn)物是______。(4)“尾氣吸收”是吸收“電解”過程排出的少量ClO2。此吸收反應中，氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為________，該反應中氧化產(chǎn)物是_________。(5)“有效氯含量”可用來衡量含氯消毒劑的消毒能力，其定義是：每克含氯消毒劑的氧化能力相當于多少克Cl2的氧化能力。NaClO2的有效氯含量為_________。(計算結(jié)果保留兩位小數(shù))3、（2016天津）常溫下鈦的化學活性很小，在較高溫度下可與多種物質(zhì)反應。（1）工業(yè)上由金紅石（含TiO2大于96％）為原料生產(chǎn)鈦的流程如下：①

沸騰氯化爐中發(fā)生的主要反應為：

。②

已知：Ti(s)+2Cl2(g)＝TiCl4(l)

ΔH＝a

kJ·mol－1；2Na(s)+Cl2(g)＝2NaCl(s)

ΔH＝b

kJ·mol－1；Na(s)＝Na(l)

ΔH＝c

kJ·mol－1；則：TiCl4(l)+4Na(l)＝Ti(s)+4NaCl(s)ΔH＝____________________kJ·mol－1。（2）TiO2直接電解法生產(chǎn)鈦是一種較先進的方法，電解質(zhì)為熔融的氯化鈣，原理如下圖所示，二氧化鈦電極連接電源

極，該極電極反應為：

。但此法會產(chǎn)生有毒氣體，為減少對環(huán)境的污染，在電池中加入固體氧離子隔膜（氧離子能順利通過），將兩極產(chǎn)物隔開，再將石墨改為金屬陶瓷電極，并通入一種無毒的還原性氣體，該氣體是

。（3）海綿鈦可用碘提純，原理為：

，下列說法正確的是

。A．該反應正反應的ΔH＞0

B．在不同溫度區(qū)域，TiI4的量保持不變C．在提純過程中，I2的作用是將粗鈦從低溫區(qū)轉(zhuǎn)移到高溫區(qū)D．在提純過程中，I2可循環(huán)利用4、（2013新課標1）鋰離子電池的應用很廣，其正極材料可再生利用。某鋰離子電池正極材料有鈷酸鋰（LiCoO2）,導電劑乙炔黑和鋁箔等。充電時，該鋰離子電池負極發(fā)生的反應為6C+xLi++xe-=LixC6?，F(xiàn)欲利用以下工藝流程回收正極材料中的某些金屬資源

（部分條件未給出），回答下列問題：（1）LiCoO2中，Co元素的化合價為_________。（2）寫出“正極堿浸”中發(fā)生反應的離子方程式_____________________________。（3）“酸浸”一般在80℃下進行，寫出該步驟中發(fā)生的所有氧化還原反應的化學方程式______________________________；可用鹽酸代替H2SO4和H2O2的混合液，但缺點是___________________________。（4）寫出“沉鈷”過程中發(fā)生反應的化學方程式__________________________________。（5）充放電過程中，發(fā)生LiCoO2與Li1-xCoO2之間的轉(zhuǎn)化，寫出放電時電池反應方程式__________________________________________________________。（6）上述工藝中，“放電處理”有利于鋰在正極的回收，其原因是_____________________________________。在整個回收工藝中，可回收到的金屬化合物有__________________________(填化學式)。5、（2013福建）（14分）二氧化氯（ClO2）是一種高效、廣譜、安全的殺菌、消毒劑。（1）氯化鈉電解法是一種可靠的工業(yè)生產(chǎn)ClO2方法。①用于電解的食鹽水需先除去其中的Ca2+、Mg2+、SO42-等雜質(zhì)。其次除雜操作時，往粗鹽水中先加入過量的________（填化學式），至沉淀不再產(chǎn)生后，再加入過量的Na2CO3和NaOH，充分反應后將沉淀一并濾去。經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)濾液中仍含有一定量的SO42-，其原因是___________【已知：Ksp(BaSO4)=1.1

×10-10Ksp(BaCO3)=5.1

×10-9】②該法工藝原理如右。其過程是將食鹽水在特定條件下電解得到的氯酸鈉（NaClO3）與鹽酸反應生成ClO2。工藝中可以利用的單質(zhì)有____________（填化學式），發(fā)生器中生成ClO2的化學方程式為___________________________________。（2）纖維素還原法制ClO2是一種新方法，其原理是：纖維素水解得到的最終產(chǎn)物D與NaClO3反應生成ClO2。完成反應的化學方程式：□

（D）

+24NaClO3+12H2SO4=□ClO2↑+□CO2↑+18H2O+□_________（3）ClO2和Cl2均能將電鍍廢水中的CN-氧化為無毒的物質(zhì)，自身被還原為Cl-。處理含CN-相同量得電鍍廢水，所需Cl2的物質(zhì)的量是ClO2的_______倍6、（2010安徽）（14分）鋰離子電池的廣泛應用使回收利用鋰資源成為重要課題。某研究性學習小組對廢舊鋰離子電池正極材料（LiMn2O4、碳粉行涂覆在鋁箔上）進行資源回收研究，設計實驗流程如下：⑴第②步反應得到的沉淀X的化學式為_______________________________________⑵第③步反應的離子方程式是________________________________________________⑶第④步反應后，過濾Li2CO3所需的玻璃儀器有____________。若過濾時發(fā)現(xiàn)濾液中有少量渾濁，從實驗操作的角度給出兩種可能的原因：________________________________________________________________________⑷若廢舊鋰離子電池正極材料含LiMn2O4的質(zhì)量為18.1g,第③步反應中加入20.0mL3.0

mol·L-1的H2SO4溶液，假定正極材料中的鋰經(jīng)反應③和④完全轉(zhuǎn)化為Li2CO3，則至少有___________gNa2CO3參加了反應。7、（2013江蘇）以氯化鉀和鈦白廠的副產(chǎn)品硫酸亞鐵為原料生產(chǎn)硫酸鉀、過二硫酸鈉和氧化鐵紅顏料，原料的綜合利用率較高。其主要流程如下（1）反應I前需在溶液中加入_________（填字母），以除去溶液中的。

A．鋅粉B．鐵屑C．KI溶液D．H2

（2）反應Ⅰ需控制反應溫度低于35℃，其目的是_______________。

（3）工業(yè)生產(chǎn)上常在反應Ⅲ的過程中加入一定量的醇類溶劑，其目的是_______________。

（4）反應Ⅳ常被用于電解生產(chǎn)(過二硫酸銨)。電解時均用惰性電極，陽極發(fā)生地電極反應可表示為____________________________________。8、【2010江蘇】鋇鹽行業(yè)生產(chǎn)中排出大量的鋇泥[主要含有、、、等]。某主要生產(chǎn)、、的化工廠利用鋇泥制取，其部分工藝流程如下：（1）酸溶后溶液中，與的反應化學方程式為

_____________________________________________________________。（2）酸溶時通常控制反應溫度不超過70℃，且不使用濃硝酸，原因是

____________

、

____________

。（3）該廠結(jié)合本廠實際，選用的X為

（填化學式）；中和Ⅰ使溶液中

（填離子符號）的濃度減少（中和Ⅰ引起的溶液體積變化可忽略）。

（4）上述流程中洗滌的目的是