化學(xué)工藝流程題的突破教學(xué)設(shè)計(jì)

《化學(xué)工藝流程題的突破》教學(xué)設(shè)計(jì)［教學(xué)目標(biāo)］知識(shí)目標(biāo)：1、了解科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)的相互關(guān)系，了解在化工生產(chǎn)中遵循“綠色化學(xué)”思想的重要性。2、掌握中學(xué)化學(xué)基本理論、元素化合物、實(shí)驗(yàn)基本及操作的方法。能力目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生獲取信息的能力、分解解決問題的能力、化學(xué)語(yǔ)言的表達(dá)能力。情感態(tài)度價(jià)值觀：通過流程圖題中的化工生產(chǎn)與化學(xué)知識(shí)的整合滲透，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)意識(shí)品質(zhì)、樹立科學(xué)的解題思想。教學(xué)輔助：多媒體［教學(xué)過程］：［復(fù)習(xí)導(dǎo)入］：化學(xué)知識(shí)越來越多的應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)和生活實(shí)際中，流程圖題能夠以真實(shí)的工業(yè)生產(chǎn)過程為背景，體現(xiàn)能力立意的命題指導(dǎo)思想，能夠綜合考查學(xué)生各方面的基礎(chǔ)知識(shí)及將已有知識(shí)靈活應(yīng)用在生產(chǎn)實(shí)際中解決問題的能力。一、那么化工流程圖題怎么考？化工流程圖題就是將化工生產(chǎn)過程中的主要操作步驟或物質(zhì)轉(zhuǎn)移用框圖形式表示出來，將其中相關(guān)的信息以文字、表格或圖像的形式呈現(xiàn)出來并根據(jù)流程中涉及的化學(xué)知識(shí)進(jìn)行設(shè)問，從而形成與化工生產(chǎn)緊密聯(lián)系的試題。通過“化工流程”考查學(xué)生元素及其化合物知識(shí)的運(yùn)用能力，實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ@取、整合信息的能力，分析、解決問題的能力，化學(xué)語(yǔ)言表達(dá)能一般流程圖過程可分為三部分：I：原料的預(yù)處理階段。II：核心反應(yīng)階段III：物質(zhì)的分離、提純階段。二、解答化工流程圖題的程序是什么?此類試題的題干通常包括文字說明、工藝（實(shí)驗(yàn)）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(shí)驗(yàn)室研究，準(zhǔn)確抓住工藝（實(shí)驗(yàn)）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(yù)處理、反應(yīng)、提純、分離等階段；⑶接下來可以先看看設(shè)問，使下一步的深入分析重點(diǎn)更明確；⑷然后再帶著質(zhì)與量的意識(shí)具體分析各個(gè)化學(xué)過程（必要時(shí)才使用參考數(shù)據(jù)），組織語(yǔ)言回答設(shè)問。⑷流程圖的答題模式分析流程（每一步驟）①反應(yīng)物是什么②發(fā)生了什么反應(yīng)③反應(yīng)造成了什么后果④對(duì)制造產(chǎn)品有什么作用分析反應(yīng)條件①對(duì)反應(yīng)速率有何影響②對(duì)平衡轉(zhuǎn)化率有何影響③對(duì)綜合生產(chǎn)效益有何影響其中，審題最關(guān)鍵！三、關(guān)注一些專用“名詞”和操作目的常見化工用語(yǔ)的解釋關(guān)鍵詞解釋研磨、霧化增大反應(yīng)物接觸面積，加快反應(yīng)速率使反應(yīng)更充分灼燒、焙燒、煅燒使固體在高溫下分解或改變結(jié)構(gòu)、使雜質(zhì)高溫氧化、分解等。浸取向固體中加入適當(dāng)溶劑或溶液，使其中可溶性的物質(zhì)溶解，包括水浸取、酸溶、堿溶、醇溶等浸出率固體溶解后,離子在溶液中的含量的多少酸作用溶解、去氧化物（膜）、抑制某些金屬離子的水解、除去雜質(zhì)離子等堿作用去油污，去鋁片氧化膜，溶解鋁、二氧化硅，調(diào)節(jié)pH、促進(jìn)水解（沉淀）常見操作及目的常見的操作答題要考慮的角度加過量試劑使反應(yīng)完全進(jìn)行（或增大轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)率）、補(bǔ)充分解（或副反應(yīng)消耗等）損失加氧化劑氧化某物質(zhì)，生成目標(biāo)產(chǎn)物或除去某些離子分離、提純過濾、蒸發(fā)、萃取、分液、蒸餾等常規(guī)操作從溶液中得到晶體的方法：蒸發(fā)濃縮一冷卻結(jié)晶一過濾一（洗滌、干燥）從溶液中析出FeCl3、AlCl3、MgCl2等溶質(zhì)時(shí)，先獲得帶結(jié)晶水的晶體，再在HCl的氣氛中加熱。提高原子利用率綠色化學(xué)（物質(zhì)的循環(huán)利用、廢物處理、原子利用率）在空氣或在其他氣體中進(jìn)行的反應(yīng)或操作要考慮o2、h2o、co2或其他氣體是否參與反應(yīng)或能否達(dá)到隔絕空氣，防氧化、水解、潮解等目的控制溶液的pH①調(diào)節(jié)溶液的酸堿性，抑制水解（或使其^些金屬離子形成氫氧化物沉淀）②“酸作用〃還可除去氧化物（膜）③“堿作用〃還可除去油污，除去鋁片氧化膜,溶解鋁、二氧化硅等控制溫度（常用水浴、冰浴或油?。偈够瘜W(xué)平衡移動(dòng);控制化學(xué)反應(yīng)的方向②控制反應(yīng)速率③趁熱過濾:減少因降溫而析出的溶質(zhì)的量④降溫:防止物質(zhì)高溫分解或揮發(fā)洗滌晶體①水洗:通常是為了除去晶體表面水溶性的雜質(zhì)②“冰水洗滌〃:能洗去晶體表面的雜質(zhì)離子，且防止晶體在洗滌過程中的溶解損耗③有機(jī)試劑清洗晶體:洗去晶體表面的雜質(zhì)，減少晶體在洗滌過程中的溶解損耗，有利于晶體干燥

［例題講解］:.原料預(yù)處理階段常見考點(diǎn):例1：某煉鐵廢渣中含有大量CuS及少量鐵的化合物，工業(yè)以該廢渣為原料生產(chǎn)CuCl2-2H2O的工藝流程如下：（高溫條件下，通入空氣，CuS和NaCl反應(yīng)生成了CuCl2）⑵.粉碎的目的： ⑵.焙燒的目的：。⑶.酸浸的目的：。［學(xué)生活動(dòng)］:自行對(duì)照化工用語(yǔ)表格內(nèi)容填空練1:（2010-江蘇-16）鋇鹽行業(yè)生產(chǎn)中排出大量的鋇泥［主要含有HNO3BaCO3BaSiO3BaSO3Ba（FeO2）2等］。某主要生產(chǎn)BaCl2、BaCO3、BaSO4的化工廠利用鋇泥制取Ba（NO3）2，其部分工藝流程如下：（2）.酸溶時(shí)通?？刂品磻?yīng)溫度不超過70℃，且不使用濃硝酸，原因是 一練2:（2011-江蘇-16）以硫鐵礦（主要成分為FeS2）為原料制備氯化鐵晶體（FeCl3-6H2O）的工藝流程如下:“化*FeCl3-6HaO體機(jī)品）的工藝流程如下:“化*FeCl3-6HaO體機(jī)品）空氣3幽推腰磴鐵礦一**酸部*過世（2）.酸溶及后續(xù)過程中均需保持鹽酸過量，其目的是.核心反應(yīng)的常見考點(diǎn)⑴基本理論:離子反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)例2:(2012-江蘇-16)利用石灰乳和硝酸工業(yè)的尾氣含NO、NO2)反應(yīng)，既能凈化尾氣，又能獲得應(yīng)用廣泛的Ca(NO2)2,其部分工藝流程如下：石,乳硝酸工業(yè)的尾氣—一吸收|~~T過濾|—一 一無水Ca(NO2)2氣體排放濾渣⑷.生產(chǎn)中溶液需保持弱堿性，在酸性溶液中Ca(NO2)2會(huì)發(fā)生分解，產(chǎn)物之一是NO,其反應(yīng)的離子方程式。練3:(2013-江蘇-16)氧化鎂在醫(yī)藥、建筑等行業(yè)應(yīng)用廣泛。硫酸鎂還原熱解制備高純氧化鎂是一種新的探索。以菱鎂礦(主要成分為MgCO3,含少量FeCO3)為原料制備高純氧化鎂的實(shí)驗(yàn)流程如下：.MgCO3與稀硫酸反應(yīng)的離子方程式為 。.加入H2O2氧化時(shí)，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。⑵.反應(yīng)原理:化學(xué)平衡、水解平衡等⑶.反應(yīng)條件控制例3:(2012-江蘇-16)利用石灰乳和硝酸工業(yè)的尾氣含NO、NO2)反應(yīng)，既能凈化尾氣，又能獲得應(yīng)用廣泛的Ca(NO2)2,其部分工藝流程如下：石,乳硝酸工業(yè)的尾氣一T吸收|-T過濾I-A A無水Ca(NO2)2氣體排放濾渣(1).一定條件下，NO與NO2存在下列反應(yīng)：NO(g)+NO2(g)一N2O3(g),其平衡常數(shù)表達(dá)式為K=。⑵.上述工藝中采用氣液逆流接觸吸收(尾氣從吸收塔底部進(jìn)入，石灰乳從吸收塔頂部噴淋)，其目的是 ;濾渣可循環(huán)利用，濾渣的主要成分是 (填化學(xué)式)。⑶.該工藝需控制NO和NO2物質(zhì)的量之比接近1：1。若n(NO)：n(NOJ>1：1,則會(huì)導(dǎo)致;若n(NO)：n(NO2)<1：1,則會(huì)導(dǎo)致3.分離提純階段的常見考點(diǎn)(詳見常見操作及目的表格)⑴.調(diào)pH值除雜a.控制溶液的酸堿性使其中某些金屬離子形成氫氧化物沉淀例如：已知下列物質(zhì)開始沉淀和沉淀完全時(shí)的pH如下表所示物質(zhì)開始沉淀沉淀完全Fe(OH)32.73.7Fe(OH)27.69.6Mn(OH)28.39.8若要除去Mn2+溶液中含有的Fe2+,應(yīng)該怎樣做？提示：先用氧化劑把Fe2+氧化為Fe3+,再調(diào)溶液的pH到3.7。b.調(diào)節(jié)pH所需的物質(zhì)一般應(yīng)滿足兩點(diǎn)：能與H+反應(yīng)，使溶液pH值增大；不引入新雜質(zhì)。例如：若要除去Cu2+溶液中混有的Fe3+,可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2cO3等物質(zhì)來調(diào)節(jié)溶液的pH值。練4:(2010-江蘇-16)鋇鹽行業(yè)生產(chǎn)中排出大量的鋇泥［主要含有HNO3BaCO3BaSiO3BaSO3Ba(FeO2)2等］。某主要生產(chǎn)BaCl2、BaCO3、BaSO4的化工廠利用鋇泥制取Ba(NO3)2，其部分工藝流程如下：(3).該廠結(jié)合本廠實(shí)際，選用的X為(填化學(xué)式)；中和I使溶液中____(填離子符號(hào))的濃度減少(中和I引起的溶液體積變化可忽略)。(2).綠色化學(xué)思想：例4:(2010-江蘇-16)鋇鹽行業(yè)生產(chǎn)中排出大量的鋇泥［主要含有HNO3BaCO3BaSiO3BaSO3Ba(FeO2)2等］。某主要生產(chǎn)BaCl2、BaCO3、BaSO4的化工廠利用鋇泥制取Ba(NO3)2，其部分工藝流程如下：

過漁儂泥酸溶%口，稀HNChX 啊過漁儂泥酸溶%口，稀HNChX 啊OH'的制6卜溶液 HiO--廢泄