《练习与实践》教学设计(广东省市级优课)-化学教案

高中化学人教版选修2化学与技术第一单元走进化学工业化工流程图题解题方法和策略教学设计佛山市顺德区李兆基中学苏忠波【教学目标】知识与技能：认识工业流程图题的特点，掌握工业流程题的方法和策略。过程与方法：通过题型分析与题目锻炼，培养分析、综合、对比、归纳等方法的应用，并学会应用化学知识解决化工生产中遇到的问题，提高学生的化学学科素养。情感态度与价值观：激发对化工流程题型的探究欲，发展学习化学的兴趣，培养未来绿色化学工业的接班人。【教情学情分析】化学工艺流程题是高考的热点，也是学生的难点。毕竟学生主要生活在校园，几乎接触不到实际的化工生产。而这类题一般将化工生产中的生产流程用框图形式表示出来，并根据生产流程中有关的化学知识步步设问。它以现代工业生产为基础，将本章所涉及到的化工生产成本、产品提纯、环境保护等与物质的制备、检验、分离提纯等基本实验原理相互融合，学生往往会产生畏惧感。所以此类题对于学生来说陌生度高，有畏惧感，要求他们要有很好的化学核心素养才能从容面对。【重点难点】重点：掌握化工流程图题解题方法和策略。

难点：善于将流程中的信息提取、筛选、运用，并把化工生产成本、产品提纯、环境保护等与物质的制备、检验、分离提纯等基本实验原理相互融合。【教学过程】[教学导入]同学们反映化学工艺流程图题不太好做，事实上这个题型又是考试的必考题型，这节课我们就来一起探讨解决的策略和方法。[活动1]由练习册上的一道有关铝土矿的开发利用的习题引发头脑风暴：化工流程图题有何特点？练习题如下：工业上用某种氧化铝矿石(含Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下:对上述流程中的判断正确的是 ()A.试剂X可以为氨水,沉淀中含有铁的化合物B.CO2可以用H2SO4溶液或稀盐酸代替C.反应Ⅱ中的离子方程式为CO2+AlO2-+2H2OAl(OH)3↓+HCO3-[学生头脑风暴]同学们热烈讨论，有代表发言。[老师归纳]化工流程图题的特点：实质是对混合物的除杂、分离、提纯。当遇到这一类题时，要求学生一定要认真在题目中找出要得到的主要物质是什么，混有的杂质有哪些，认真分析当加入某一试剂后，能与什么物质发生反应，生成了什么产物，要用什么样的方法才能将杂质除去。只有这样才能明白每一步所加试剂或操作的目的。[教师归纳投影展示][活动2]又由练习册上的一道有关明矾的题目引发头脑风暴：你会如何分析问题？有哪些解决化工流程图题的方法和策略？题目：KAl(SO4)2·12H2O(明矾)是一种复盐，在造纸等方面应用广泛。实验室中，采用废易拉罐（主要成分为Al，含有少量的Fe、Mg杂质）制备明矾的过程如下图所示。回答下列问题：[学生头脑风暴]同学们热烈讨论，有代表发言。同学们相互点评，教师总结。[教师归纳投影展示]解题策略第一步：对照原料（首）和产品（尾），确定核心反应和对应的核心辅料，找出流程主线。解题策略第二步：以核心辅料为界，把流程划分为原料预处理、核心反应和产品的分离提纯三个阶段，分段剖析，明析细节，贯通全程。[活动3]如果让你设计考察有关明矾的问题，你会设计哪些问题？[学生头脑风暴]同学们热烈讨论，有代表发言。同学们相互点评，教师给予指导。[教师投影展示]关于明矾经常考察的一些问题展示并解答同学们的疑问。教师展示的部分问题：(1)为尽量少引入杂质,试剂①应选用(填标号)。a.HCl溶液 b.H2SO4溶液c.氨水 d.NaOH溶液(2)易拉罐溶解过程中主要反应的化学方程式为。(3)沉淀B的化学式为;将少量明矾溶于水,溶液呈弱酸性,其原因是。[活动4]化工流程图题常考察哪些方面？需要我们具备哪些知识？[学生头脑风暴]同学们热烈讨论，有代表发言。同学们相互点评，教师给予指导。[教师归纳总结]化工流程题通常以以物质制备、分离、提纯为试题情境，以元素化合物知识、实验基本操作、化学反应原理的知识为考察目标。其中贯穿了化学核心素养（化学学科能力），即要能用化学知识，根据具体情境去解决遇到的实际问题。[活动5]学以致用：同学分小组合作完成练习1，派代表分享解题思路和心得。练习1:（2018高考全国卷）硫酸亚铁锂（LiFePO4）电池是新能源汽车的动力电池之一。采用湿法冶金工艺回收废旧硫酸亚铁锂电池正极片中的金属，其流程如下：下列叙述错误的是（）A.合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用B.从“正极片”中可回收的金属元素有Al、Fe、LiC.“沉淀”反应的金属离子为Fe3+D.上述流程中可用硫酸钠代替碳酸钠[教师点评]表扬同学们的合作探究精神，对方案的优劣给予评价。[活动6]学以致用：同学分小组合作完成练习2，派代表分享解题思路和心得。练习2．难溶性杂卤石(K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O)K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O(s)2Ca2＋＋2K＋＋Mg2＋＋4SO42-＋2H2O(1)滤渣主要成分有___________和________以及未溶杂卤石。(2)用化学平衡移动原理解释Ca(OH)2溶液能溶解杂卤石浸出K＋的原因：______________。(3)“除杂”环节中，先加入________溶液，经搅拌等操作后，过滤，再加入________溶液调滤液pH至中性。[教师归纳总结]1、解决化工流程图题要具备的知识：①反应速率与平衡理论的运用：反应物颗粒大小、反应速率、原料的利用率、温度、物质的稳定性等②氧化还原反应的判断、化学方程式或离子方程式的书写；③利用控制pH分离除杂；⑤实验基本操作：除杂、分离、检验、洗涤、干燥等；⑥流程中的物质转化和循环，资源的回收和利用；⑦环境保护与绿色化学评价。2、解题方法和策略小结第一步：对照原料（首）和产品（尾），确定核心反应和对应的核心辅料，找出流程主线。第二步：以核心辅料为界，把流程划分为原料预处理、核心反应和产品的分离提纯三个阶段，分段剖析，明析细节，贯通全程。[教学反思]学生已经学习了很多关于元素化合物的知识，但是化工流程题是综合程度比较高的题型，学生也反应这类题较棘手，得分率低。如果我只是按照传统上课模式，只由老师一言谈，那就没什么特色，课堂效率可想而知。所以我想做一些挖掘，探讨一点有深度的东西。考虑到现在学生已经具有一定的化学核心素养，所以我就以练习册上的题目和近年高考化工流程题为载体，让同学们在我事先设计的问题的引导下，进行了一轮又一轮的头脑风暴，不断探究、归纳、总结，得出解决化工流程题的方法和策略。调动了大部分同学的主动性和积极性，体现了学生是课堂的主题这一理念。整节课的大部分时间都是交由学生探究活动和分享成果，学生是这节课的主体，教师只是起到穿针引线的作用，最后进行归纳总结，起到画龙点睛的作用，感觉不错！当然，本节课还是有很多缺点和不足。由于场地限制，上台展示的同学数量有限，还有很多跃跃欲试的同学没能上台。其次就是同学们进行头脑风暴占用了很多时间，如果进一步把课堂教学活动进行优化，多点时间进行针对性的强化练习，效果会跟好！总之，这节课让我和同学们都进行了一场头脑风暴，收获颇丰！[课后巩固练习]1、实验室用大理石等原料制取安全无毒的杀菌剂过氧化钙。大理石的主要杂质是氧化铁，以下是提纯大理石的实验步骤：（1）溶解大理石时，用硝酸而不用硫酸的原因是。（2）操作Ⅱ的目的是，溶液A（溶质是共价化合物）是。（3）写出检验滤液中含铁离子的离子反应方程式：。（4）写出加入碳酸铵所发生反应的离子方程式：，写出滤液B的一种用途：。2.（2018年高考全国II卷）我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家，一种以闪锌矿（ZnS，含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS杂质）为原料制备金属锌的流程如图所示：回答下列问题：（1）焙烧过程中主要反应的化学方程式为_______________________。（2）滤渣1的主要成分除SiO2外还有___________；氧化除杂工序中ZnO的作用是____________，若不通入氧气，其后果是________________。（3）溶液中的Cd2+可用锌粉除去，还原除杂工序中反应的离子方程式为_________________。（4）电解硫酸锌溶液制备单质锌时，阴极的电极反应式为______________；沉积锌后的电解液可返回_______工序继续使用。3.[2017·全国卷Ⅱ]水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分为CaO、SiO2,并含有一定量的铁、铝和镁等金属的氧化物。实验室测定水泥样品中钙含量的过程如图所示:(1)在分解水泥样品过程中,以盐酸为溶剂,氯化铵为助溶剂,还需加入几滴硝酸。加入硝酸的目的是,还可使用代替硝酸。

(2)沉淀A的主要成分是,其不溶于强酸但可与一种弱酸反应,该反应的化学方程式为。

(3)加氨水过程中加热的目的是。沉淀B的主要成分为、(写化学式)。

参考答案：1、（1）硫酸钙微溶于水

（2）除去溶液中Fe3＋

氨水

（3）取少量滤液B置于试管中，向其中加入少量NaOH溶液并放在酒精灯加热，再用湿润的红色石蕊试纸伸到管口，如试纸变蓝色，说明滤液B中含有NH4+离子。

（4）Ca2＋＋CO32－=CaCO3↓

作化肥2、(1).ZnS+O2ZnO+SO2(2).PbSO4(3)