练习与实践优质课教案内容

化工流程中情景化学方程式的书写突破教学设计

广东省开平市第一中学

曾秋连

根据流程图或题目提供的反应物和部分生成物书写情景方程式是常见的高考题型；怎样来突破这一热点，下面我们通过学习来总结归纳：

例：（2016年全国I卷28题）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：

硫酸、SO2NaClO3反应回收NaHSO4ClO2食盐水电解Cl2尾气回收NaOH、H2O2成品液结晶、干燥NaClO2产品

回答下列问题：

(2)写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式_______。

(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_________。

解析：（2）由流程图箭头号判断可知反应物为H2SO4、SO2和NaClO3，产物为ClO2和NaHSO4，根据氧化还原化合价升降配平法进行配平，可得方程式为：2NaClO3SO2H2SO4===2ClO22NaHSO4

（4）根据流程图中尾气吸收过程中加入的反应物为NaOH、H2O2，生成物又回到主干中，说明生成物为NaClO2，根据氧化还原反应规律，ClO2变为NaClO2化合价降低作氧化剂，那么H2O2应该作还原剂，化合价应升高，所以生成物应该是O2，配平可得：2ClO22NaOHH2O2===2NaClO2O22H2O。所以氧化剂与还原剂的比值为2:1，该反应的氧化产物为O2。

【总结与反思】最关键（或最难）的是什么

1. 定微粒（变价反应物及其产物） 工业流程中往往：“进去的”是反应物，“出来的”是生成物。

2. 配系数（得失电子守恒） 3. 兼介质（电荷守恒）酸性：H+

生成H2O 碱性： OH-生成H2O 4. 细检查（

质量守恒、电荷守恒

）

5、如果是非氧化还原反应则应先确定反应物和生成物，然后遵守原子守恒配平即可。

变式训练（2017全国I卷27）：Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿（主要成分为Fe TiO3，还含有少量MgO、SiO2等杂质）来制备，工艺流程如下：

回答下列问题：

2TiOCl4形式存在，写出相应反应的离子方程式（2）“酸浸”后，钛主要以__________________。

（6）写出“高温煅烧②”中由FePO4制备LiFePO4的化学方程式 。

解析：（2）反应物为FeLiO3，因生成物为TiOCl4，钛化合价升高，所以铁元素应降低，因为酸浸，故反应物应有H，所以铁的存在形式为Fe2+，因此反应物2中还应有Cl，因反应物有H，生成物中应有H2O，然后根据原子守恒和电荷守恒配平。FeTiO3+4H++4Cl−

= Fe2++ TiOCl42− + 2H2O

（6）根据流程图知反应物为FePO4、Li2CO3、H2C2O4，生成物为LiFePO4，化合价情况为FePO4，H2C2O4，LiFePO4，故Fe化合价降低，C化合价升高，可知产物之一为CO2，反应物有H，故产物有H2O，所以方程式为：2FePO4Li2CO3H2C2O4===2LiFePO4H2O+3CO2

高温332限时训练：

1．（2016年全国III卷28）以硅藻土为载体的五氧化二钒（V2O5）是接触法生成硫酸的催化剂。从废钒催化剂中回收V2O5既避免污染环境又有利于资源综合利用。废钒催化剂的主要成分为：

物质

V2O5

V2O4

K2SO4

22~28 SiO2[来源:学§科§网]

Fe2O3

1~2 Al2O3

<1 质量分数/% 2.2~2.9 2.8~3.1 60~65 以下是一种废钒催化剂回收工艺路线：

回答下列问题：

（1）“酸浸”时V2O5转化为VO2+，反应的离子方程式为___________，同时V2O4转成VO2+。“废渣1”的主要成分是__________________。

（6）“沉钒”得到偏钒酸铵（NH4VO3）沉淀，写出“煅烧”中发生反应的化学方程式____________。

解析：（1）“酸浸”时V2O5转化为VO2+，V元素化合价不变，说明不是氧化还原反应，根据原子守恒可知反应的离子方程式为V2O5＋2H+=2VO2+＋H2O

（6）偏钒酸铵（NH4VO3）由流程中煅烧得五氧化二钒，根据原子守恒可知其它产物为氨气和水，所以方程式为：2NH4VO3

高温

V2O5＋H2O＋2NH3↑。

2、（2015年全国I卷27）硼及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿（主要成分为Mg2B2O5·H2O和Fe3O4，还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)为原料制备硼酸(H3BO3)的工艺流程如图所示：

回答下列问题：

（1）

写出Mg2B2O5·H2O与硫酸反应的化学方程式_____________。

（6）单质硼可用于生成具有优良抗冲击性能硼钢。以硼酸和金属镁为原料可制备单质硼，用化学方程式表示制备过程___________。

解析：分析Mg2B2O5·H2O中硼元素的化合价为+3价，联系到流程图最终产物可知：硼元素变为H3BO3（H3BO3为弱酸，易溶于水），这不是氧化还原反应，故镁元素转化为硫酸镁；方程式为：Mg2B2O5·H2O+2H2SO4=== 2MgSO4+2H3BO3

（6）要想制备单质硼，镁肯定是要置换出硼，该反应需要较高温度，所以硼酸应先分解，然后再与镁发生置换反应，再配平方程式就好。答案为：

2H3BO3

B2O3+3H2O

B2O3+3Mg 3MgO+2B 小结：此类试题一般告知部分反应物和部分生成物，需要我们补充完整并配平，有关产物预测时一定主要首先满足氧化还原反应规律，还要注意环境介质，因为物质的具体存在形式不光满足氧化还原，还得看环境的酸碱性。然后再利用氧化还原反应价态变化规律确定生成物中变价元素的价态，进而确定生成物，再根据化合价升降配平法配平，如果是非氧化还原反应，遵守原子守恒，一般都能配平。

教学反思：

本节课教学目标明确、重点突出；本节课的教学目的是让学生训练化工流程中情景方程式的书写突破，让学生能够熟练地掌握书写；教学方法的选择，运用讲练结合等适合微课教学的有效教学方法，使得所讲内容能够很好地为学生所理解和接收；教学时间约8分钟，恰好符合微课的特点，短小而精悍，使教学内容能够完整的直观的呈现给学生。