无机化工流程专题教学设计

《无机化工流程专题》第1课时教学设计茂名市第一中学吴清霞【考纲要求】1、了解科学、技术、社会的相互关系，知道在化工生产中遵循“绿色化学”思想重要性；2、了解氯碱工业、硫酸工业、合成氨工业、废水处理等工业的原理；3、了解化工流程题的试题特点和备考策略。

【专题分析】以实际生产或生活背景为载体，以元素及其化合物知识为依托，多以无机工艺流程图的形式出现，将无机理论、元素化合物（氧化还原、离子反应、电化学知识、化学实验、化学计算）等多块内容融为一体，综合性增强。【教学重难点】基本知识基本原理的实际综合应用；【教学目标】1、掌握化工流程的基本环节；2、了解化工流程题的试题特点；3、了解化工流程图题解题思路和技巧。活动一：1、用Al2O3（含有SiO2杂质）为原料冶炼铝。设计方案前应考虑什么问题？请用合适方式表示炼铝的过程，例如：方案中每一个步骤有什么作用？把流程划分为几个环节，每个环节的目的是什么？【引导反思】展示学生答案，学生评价方案，最后教师引导学生归纳化工流程的一般环节（原料预处理——除杂净化——核心反应生成产品），引导学生思考无机化工生产最关键的是除杂净化。2、若用Al2O3（含Fe2O3、SiO2杂质）为原料冶炼铝，又当如何？【引导反思】展示学生答案（酸溶和碱溶），学生评价方案，最后教师引导学生对比两个方案的优劣，如：从成本、操作简易等角度。活动二：3、铝土矿主要为Al2O3、Fe2O3、SiO2，工业炼铝流程如下：对比反思：工业主要采用碱溶方案还是酸溶方案？请说明理由。根据工业碱溶流程，尝试设计问题考查高中化学知识、解题能力。【引导反思】引导学生了解实际生产与理论设计的不同，清楚高中知识的局限性，了解工业生产（主要用碱溶法）方案中各步骤的目的。采用接龙形式让学生从出题者角度设计问题考查高中化学知识和解题能力。学生提出的方案有：如何提高原料中某元素的浸出率？化学方程式/离子方程式某滤液/滤渣中的组分某步骤应加入什么试剂？试剂的量？A换成B试剂会怎样？某步骤应控制什么反应条件？某操作的名称是？需要用到哪些仪器？活动三4、下图是从铝土矿中制备铝的工艺流程：已知：①铝土矿的主要成分是Al2O3，此外还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质；②溶液中的硅酸钠与偏铝酸钠反应，能生成硅铝酸盐沉淀，化学反应方程式为：2Na2SiO3＋2NaAlO2＋2H2O==Na2Al2Si2O8↓＋4NaOH回答下列问题：(1)粉碎铝土矿的目的是。(2)写出向铝土矿中加入足量氢氧化钠溶液后，该步操作中发生反应的离子方程式：

。(3)赤泥的主要成分为

；赤泥的用途是

(只写一种)；实验室过滤时使用玻璃棒，其作用是

。(4)母液中的主要物质是

。(5)写出电解炼铝的阳极反应方程式：。(6)若将铝溶解，下列试剂中最好选用

(填编号)。理由是:。A．浓硫酸

B．稀硫酸

C．稀硝酸【引导反思】展示学生答案，学生分析解题切入点和体会。老师引导学生总结化工流程题的解题技巧——三类箭头（指出的为生成物、指入的为反应物或添加的原料，回头的是循环物质）；总结解题过程：了解流程目的，划分流程关节——阅读问题，细读流程（联系流程前后和已知信息；分析变化，找齐物质）——结合相关步骤的目的规范作答。【能力提升】5、以含锌废渣（主要成分为ZnO，杂质为FeO、CuO）为原料制备七水硫酸锌（ZnSO4·7H2O）的流程如下：已知：pHFe(OH)3Fe(OH)2Cu(OH)2Zn(OH)2开始沉淀完全沉淀回答下列问题：（1）为了提高废渣中锌的浸出率，可采用措施（写两条即可）．（2）若实验室用质量分数为98％的硫酸配制200g25％的硫酸，需要的玻璃仪器有胶头滴管、玻璃棒、和，此处玻璃棒的作用是．（3）“除铁”时需要加入试剂，其作用是。

（4）物质X是，滤渣中含有的金属单质有，除铜时发生的反应属于反应（填基本反应类型）．

（5）流程中获得七水硫酸锌前省略的操作是、冷却结晶、、洗涤和低温烘干．（6）除铁过程中，温度、pH对除铁效果的影响分别如下图所示．由图可知，除铁时温度应控制在_____℃为宜，pH应控制在_____为宜．【反思总结】1、化工流程一般包括哪些环节？2、化工流程题的一般解题步骤是？【参考答案】4、（1）增大固体表面积，加快反应速率，使反应更充分。（2）Al2O3＋2OH－==2AlO2-＋H2O

;SiO2＋2OH－==SiO32-＋H2O；2SiO32-＋2Na++2AlO2-＋2H2O==Na2Al2Si2O8↓＋4OH-（3）Na2Al2Si2O8、Fe2O3炼铁的原料(或生产硅酸盐的原料)引流（4）NaOH、NaAlO2（5）2O2--4e-==O2↑（6）B铝与浓硫酸在常温下发生钝化，加热溶解会产生有毒气体SO2，原料利用率低；稀硝酸能溶解铝但会产生NO气体，污染空气，硝酸利用率低；而铝与稀硫酸反应速率较