高中化学-《化工工艺流程》复习专题教学设计学情分析教材分析课后反思

《化工工艺流程》复习专题【教学设计】【教学目标】知识目标：1、了解科学、技术、社会的相互关系，了解在化工生产中遵循“绿色化学”思想的重要性。2、掌握中学化学基本理论、元素化合物、实验基本及操作的方法。能力目标：培养学生获取信息的能力、分解解决问题的能力、化学语言的表达能力。情感态度价值观：通过流程图题中的化工生产与化学知识的整合渗透，增强学生的学习意识品质、树立科学的解题思想。【教学重点、难点】培养学生获取信息的能力、分解解决问题的能力、化学语言的表达能力。【教学策略】归纳、总结、交流、讨论【教学资源】多媒体【教学过程】[复习导入][要点精讲]一、化工工艺流程题的类型1、实验型2、元素化合物型3、化学反应原理型[错题展示]师生互动：学生回答、教师评价。[小组讨论]工艺流程题的特点[小结]二、化工流程图题的特点1、常见呈现的形式：流程图、表格、图像2、常考知识点：(1)反应速率、平衡理论的运用反应物颗粒大小：反应速率、原料的利用率等温度：反应速率、物质的稳定性、物质的结晶等盐类水解：利用控制pH分离除杂(2)实验基本操作：除杂、分离、检验、洗涤、干燥等；(3)氧化还原反应的判断、化学方程式或离子方程式的书写；(4)流程中的物质转化和循环，资源的回收和利用；(5)环境保护与绿色化学评价，安全生产思想及从经济的视角分析。三、知识点透析1．化工流程图题主要分三部分：（1）题干部分。介绍原材料及所要得到的目标产品，以图表、化学反应方程式、文字表达等提供解决问题的信息。（2）流程图部分。呈现整个化工生产过程。（3）问题部分。提出了所要解决的问题。2、一般流程图过程可分为三部分：I：原料的预处理。II：物质的分离、提纯（题目的关键部分）。III：产品获得。3、流程图中有三种线：主线主产品、侧线副产品、回头线为循环四、解答化工流程图题的程序此类试题的题干通常包括文字说明、工艺（实验）流程以及供参考的数据（以表格、图像等呈现）。⑴首先要通过阅读文字说明，清楚试题背景是工业生产还是实验室研究，准确抓住工艺（实验）的目的是什么，还提供了哪些信息（原料成分？含量？产品成分？从用途能看出什么性质？）；⑵然后整体浏览一下流程，基本辨别出预处理、反应、提纯、分离等阶段；⑶接下来可以先看看设问，使下一步的深入分析重点更明确；⑷然后再带着质与量的意识具体分析各个化学过程（必要时才使用参考数据），组织语言回答设问。⑷流程图的答题模式分析流程（每一步骤）①反应物是什么②发生了什么反应③反应造成了什么后果④对制造产品有什么作用分析反应条件①对反应速率有何影响②对平衡转化率有何影响③对综合生产效益有何影响规范答题①化学用语的书写要规范(分子式书写；化学方程式的书写；完成符号或可逆符号；沉淀、气体、固态、水溶液等符号）②评价或比较要全面（反应物、产物种类目标产物的分离和提纯；反应条件、仪器、设备、步骤）五、关注一些专用“名词”原料的预处理：1．研磨、粉碎：目的是要增大物质反应的面积，加快反应速度，使反应进行得较彻底。2．过滤：分离可溶与不溶的物质。3．趁热过滤：防止溶液中某物质因降温时析出（得到混合物中溶解度受温度影响小的）。4．洗涤：水洗通常是为了除去水溶性的杂质除去固体（不溶）的杂质，有机物洗涤减少晶体损失。5、灼烧（煅烧）：原料的预处理，不易转化的物质转为容易提取的物质：如海带中提取碘等物质的分离、提纯：6．调节pH：加入某些物质，用于调节溶液的pH，使某些离子生成沉淀。7．浸取、酸浸：在原料中加入水（或酸），使可以发生反应的离子反应生成可溶性离子进入溶液，不反应的通过过滤除去。8．蒸发浓缩：去掉溶液中的水份，使某物质结晶析出（不含结晶水）。9．冷却结晶：降低溶液的温度，使某物质结晶析出（得到混合物中溶解度受温度影响大的）。10．升温、降温：控制反应条件或控制物质的溶解度。11．氧化、还原：加入某些强氧化性（或强还原性）物质，使具有还原性（或氧化性）的物质发生氧化还原反应。12、煮沸：促进水解，聚沉后利于过滤分离；除去溶解在溶液中的气体，如氧气。【归纳与总结】【作业布置】《化工工艺流程》复习专题【学情分析】本课题放置在5月中旬，模拟考试之后，学生经过一段时间的复习，对基础知识点有了一定的把握，更需要综合的训练以便能熟练的将杂糅在一起的基础知识梳理、分析、归纳、总结。单一的知识点的复习已不能满足绝大多数学生的学习需求，学生需要实在的、有现实意义的、有些难度的课题的学习。化学知识与科技、社会生活紧密关联，学生需要对习题的背景有一定的实际的接触，近而才不会被复杂的生产背景吓到。这类题目的综合性强，要求考生既要熟知工业生产的基本原理，又要对流程图中所给出的信息进行提取、筛选，对考生的学科能力要求较高。《化工工艺流程》复习专题【效果分析】工业流程题是近高年考中出现的一种新型的题目类型，是以往推断题的延伸和拓展，不仅继承了推断题的逻辑推断，而且有了更大的提升，对学生的要求更高。很多学生对这类新题型把握不好，有时甚至无从入手。因此非常有必要进行仔细的、较系统的分析，帮助学生找到解题方法。本节课基本上让学生掌握了工艺流程题的特点、类型、解题策略，达到了预想的教学效果。通过巩固练习，学生做此类题也更加的从容了。《化工工艺流程》复习专题【教材分析】《考纲》要求，能综合运用适当的化学概念和原理解决目标、结构清晰的化学问题，能解释化学知识在实践中的一些应用，能有依据的解释给定化学实验过程，能有依据的陈述情境陌生的探究性任务的解决思路以及相应的解决方案。学生需要能够运用已有的知识，对获取的信息加以分析、归纳、重组，并解决一些实际的问题。高中化学流程图题是化学综合实验试题的一种常见的表现形式，对学生综合能力有一定的要求。考查的知识点主要围绕着物质的检验、推断、转化、分离和提纯等，涉及到大部分综合知识，是考查学生综合分析、表达能力的一种主要方式。本课题围绕着常见的流程图（主要是化学工艺流程图）进行的专题复习课，选取了矿石冶炼、工业废水中金属的回收、海水的开发利用等符合初中化学知识体系的题目背景，容纳了金属、酸碱盐的知识、化学基本实验操作等多个知识块。有利于提升学生的各化学知识点的复习，注重加强各知识块间的联系，以达到化学学科内各知识点之间的融会贯通。《化工工艺流程》复习专题【评测练习】1、（2016江苏）（15分）实验室以一种工业废渣（主要成分为MgCO3、Mg2SiO4和少量Fe、Al的氧化物）为原料制备MgCO3·3H2O。实验过程如下：（1）酸溶过程中主要反应的热化学方程式为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酸溶需加热的目的是____________________________________；所加H2SO4不宜过量太多的原因是___________________________________________。（2）加入H2O2氧化时发生发应的离子方程式为______________________________________。（3）用右图所示的实验装置进行萃取分液，以除去溶液中的Fe3+。①实验装置图中仪器A的名称为_______。②为使Fe3+尽可能多地从水相转移至有机相，采取的操作：向装有水溶液的仪器A中加入一定量的有机萃取剂，______、静置、分液，并重复多次。（4）请补充完整由萃取后得到的水溶液制备MgCO3·3H2O的实验方案：边搅拌边向溶液中滴加氨水，______，过滤、用水洗涤固体2-3次，在50℃下干燥，得到MgCO3·3H2O。[已知该溶液中pH=8.5时Mg(OH)2开始沉淀；pH=5.0时Al(OH)3沉淀完全]。2、（2016新课标1）28．(14分)NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等，其一种生产工艺如下：回答下列问题：(1)NaClO2中Cl的化合价为_______。(2)写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式_______。(3)“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成，精制时，为除去Mg2+和Ca2+，要加入的试剂分别为________、________。“电解”中阴极反应的主要产物是______。(4)“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2。此吸收反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为________，该反应中氧化产物是_________。(5)“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力，其定义是：每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力。NaClO2的有效氯含量为_________。(计算结果保留两位小数)3、（2016天津）常温下钛的化学活性很小，在较高温度下可与多种物质反应。（1）工业上由金红石（含TiO2大于96％）为原料生产钛的流程如下：①

沸腾氯化炉中发生的主要反应为：

。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；则：TiCl4(l)+4Na(l)＝Ti(s)+4NaCl(s)ΔH＝____________________kJ·mol－1。（2）TiO2直接电解法生产钛是一种较先进的方法，电解质为熔融的氯化钙，原理如下图所示，二氧化钛电极连接电源

极，该极电极反应为：

。但此法会产生有毒气体，为减少对环境的污染，在电池中加入固体氧离子隔膜（氧离子能顺利通过），将两极产物隔开，再将石墨改为金属陶瓷电极，并通入一种无毒的还原性气体，该气体是

。（3）海绵钛可用碘提纯，原理为：

，下列说法正确的是

。A．该反应正反应的ΔH＞0

B．在不同温度区域，TiI4的量保持不变C．在提纯过程中，I2的作用是将粗钛从低温区转移到高温区D．在提纯过程中，I2可循环利用4、（2013新课标1）锂离子电池的应用很广，其正极材料可再生利用。某锂离子电池正极材料有钴酸锂（LiCoO2）,导电剂乙炔黑和铝箔等。充电时，该锂离子电池负极发生的反应为6C+xLi++xe-=LixC6。现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源

（部分条件未给出），回答下列问题：（1）LiCoO2中，Co元素的化合价为_________。（2）写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式_____________________________。（3）“酸浸”一般在80℃下进行，写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学方程式______________________________；可用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液，但缺点是___________________________。（4）写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式__________________________________。（5）充放电过程中，发生LiCoO2与Li1-xCoO2之间的转化，写出放电时电池反应方程式__________________________________________________________。（6）上述工艺中，“放电处理”有利于锂在正极的回收，其原因是_____________________________________。在整个回收工艺中，可回收到的金属化合物有__________________________(填化学式)。5、（2013福建）（14分）二氧化氯（ClO2）是一种高效、广谱、安全的杀菌、消毒剂。（1）氯化钠电解法是一种可靠的工业生产ClO2方法。①用于电解的食盐水需先除去其中的Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质。其次除杂操作时，往粗盐水中先加入过量的________（填化学式），至沉淀不再产生后，再加入过量的Na2CO3和NaOH，充分反应后将沉淀一并滤去。经检测发现滤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该法工艺原理如右。其过程是将食盐水在特定条件下电解得到的氯酸钠（NaClO3）与盐酸反应生成ClO2。工艺中可以利用的单质有____________（填化学式），发生器中生成ClO2的化学方程式为___________________________________。（2）纤维素还原法制ClO2是一种新方法，其原理是：纤维素水解得到的最终产物D与NaClO3反应生成ClO2。完成反应的化学方程式：□

（D）

+24NaClO3+12H2SO4=□ClO2↑+□CO2↑+18H2O+□_________（3）ClO2和Cl2均能将电镀废水中的CN-氧化为无毒的物质，自身被还原为Cl-。处理含CN-相同量得电镀废水，所需Cl2的物质的量是ClO2的_______倍6、（2010安徽）（14分）锂离子电池的广泛应用使回收利用锂资源成为重要课题。某研究性学习小组对废旧锂离子电池正极材料（LiMn2O4、碳粉行涂覆在铝箔上）进行资源回收研究，设计实验流程如下：⑴第②步反应得到的沉淀X的化学式为_______________________________________⑵第③步反应的离子方程式是________________________________________________⑶第④步反应后，过滤Li2CO3所需的玻璃仪器有____________。若过滤时发现滤液中有少量浑浊，从实验操作的角度给出两种可能的原因：________________________________________________________________________⑷若废旧锂离子电池正极材料含LiMn2O4的质量为18.1g,第③步反应中加入20.0mL3.0

mol·L-1的H2SO4溶液，假定正极材料中的锂经反应③和④完全转化为Li2CO3，则至少有___________gNa2CO3参加了反应。7、（2013江苏）以氯化钾和钛白厂的副产品硫酸亚铁为原料生产硫酸钾、过二硫酸钠和氧化铁红颜料，原料的综合利用率较高。其主要流程如下（1）反应I前需在溶液中加入_________（填字母），以除去溶液中的。

A．锌粉B．铁屑C．KI溶液D．H2

（2）反应Ⅰ需控制反应温度低于35℃，其目的是_______________。

（3）工业生产上常在反应Ⅲ的过程中加入一定量的醇类溶剂，其目的是_______________。

（4）反应Ⅳ常被用于电解生产(过二硫酸铵)。电解时均用惰性电极，阳极发生地电极反应可表示为____________________________________。8、【2010江苏】钡盐行业生产中排出大量的钡泥[主要含有、、、等]。某主要生产、、的化工厂利用钡泥制取，其部分工艺流程如下：（1）酸溶后溶液中，与的反应化学方程式为

_____________________________________________________________。（2）酸溶时通常控制反应温度不超过70℃，且不使用浓硝酸，原因是

____________

、

____________

。（3）该厂结合本厂实际，选用的X为

（填化学式）；中和Ⅰ使溶液中

（填离子符号）的浓度减少（中和Ⅰ引起的溶液体积变化可忽略）。

（4）上述流程中洗涤的目的是