归纳与整理名师教学设计1

无机化工流程题解题策略-教学设计

甘南州合作一中

张梅

无机工业流程题能够以真实的工业生产为背景，体现能力利益的命题为指导思想，能够综合考察学生各方面的基础知识及将已有知识灵活应用在生产实际中解决问题的能力，所以这类题成为近年来高考的热点题型。这类题常呈现的形式：流程图、表格、图像。

一、教学目标

（一）知识与技能：

认识工业流程图题的特点，

并掌握工业流程图题的解题步骤与技巧。

（二）过程与方法：通过题型的分析与题目锻炼，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，提高科学素养。

（三）情感态度与价值观：激发对化学新题型的探究欲，发展学习化学的兴趣。能客观评价工业生产步骤的优劣。

二、教学重点: 流程图题的解题步骤和技巧

三、教学过程：

一．无机化工流程题的特点

化学工艺流程题是以真实的工业生产过程为背景，呈现的形式有：流程图、表格、图像。

考查的知识点可覆盖：

(1)反应速率与平衡理论；

(2)氧化还原反应的判断、方程式的书写；

(3)利用控制pH分离除杂；

（4）电化学；

(5)元素及其化合物的知识；

(6)实验基本操作：除杂、分离、检验、洗涤、干燥等；

(7)流程中的物质转化和循环，资源的回收和利用；

(8)环境保护与绿色化学评价

；

二.工业流程的主要框架是：

原料

Ⅱ分离提纯

Ⅰ预处理

原料预处理

除杂、净化

核心

原料无机矿物

化学反应

反应条件的控制

Ⅲ核心反应

产物

产品的分离提纯

所需产品

原料的循环利用

排放物的无害化处理

规律：“主线主产品，分支副产品，回头为循环。”

1.

2019百校联盟核心卷三27.某实验小组用处理电镀液获得的废渣[主要成分为Cr(OH)3、Fe(OH)3]为原料制备铁红和醋酸亚铬晶体。

（6）.已知Cr(OH)3是两性氢氧化物，上述提取氢氧化铬工艺可以优化如下：

滤

渣

含铬废泥

碱

浸

过

滤

NaCrO2溶液

过量CO2

Cr（OH）3

浓NaOH溶液

①提高“碱浸”速率的措施有 （答一条即可）。

②滤渣的主要成分为 （填化学式）。

③向NaCrO2溶液中通入过量CO2时发生反应的离子方程式为 【小结】首尾分析法：认真对比分析原料与产品的组成，从中找出将原料转化为产品和除去原材料中所包含的杂质的基本原理和所采用的工艺生产措施。

三．【提示】解题基本方法和步骤：（1）快速阅读题干→从题目中获取有用的信息，了解流程的目的（生产的产品）（2）整体浏览流程→基本辨别出预处理、分离提纯、获得产品等阶段。（3）分析流程中的每一步骤→从以下几个方面了解流程：反应物是什么，发生了什么反应，该反应造成了什么后果，对制造产品有什么作用。

抓住一个关键点：一切反应或操作都是为获得产品而服务。

2.（2018届辽宁省大连市高三第二次模拟考）软锰矿主要含有MnO2(约70%)、SiO2、Al2O3，闪锌矿主要含有ZnS(约80%)、FeS、CuS、SiO2。为了高效利用这两种矿石，科研人员开发了综合利用这两种资源的同槽酸浸工艺，主要流程如下图所示,回答下列问题: 预处理

产品

（1）反应Ⅰ所得滤液中含有Mn2+、Zn2+、Cu2+、Fe3+、Al3+等金属阳离子,所得滤渣中含有S和______。为了提高硫酸“酸浸”时的浸出速率,可进行的操作是(至少两条): 。

（2）若反应Ⅱ加入的锌过量,还会进一步发生反应的离子方程式为 。

（3）反应Ⅲ中加入MnO2的作用是（离子方程式表示) ；反应Ⅲ中加入MnCO3、ZnCO3的作用是________________。

（4）反应Ⅴ的电解总反应为:MnSO4+ZnSO4+2H2O式 。

（5）MnO2和Zn可按等物质的量之比生产锌-锰干电池,则从生产MnO2和Zn的角度计算,所用软锰矿和闪铲矿的质量比大约是______。(保留小数点后两位) MnO2+Zn+2H2SO4，写出阳极的电极反应

【提示】化学工艺流程题近几年是高考的热点，所占的分值也相当重，但由于此类试题陌生度高，对学生的能力要求也大，加上有的试题文字量大，学生在没做之前往往就会产生畏惧感，所以这类题的得分不是很理想。要解好这一类题，学生最重要的是要克服畏惧心理。

四．【总结】解答无机化工流程图题的策略：

1、粗读题干，挖掘图示：图示中一般会呈现超出教材范围的知识，但题目中往往会有提示或者问题中不涉及，所以一定要关注题目中的每一个关键字，尽量弄懂流程图，但不必将每一种物质都推出，只需问什么推什么。如制备类无机化工题，可粗读试题，知道题目制取什么、大致流程和有什么提示等。

2、携带问题，精读信息：这里信息包括三个方面：一是主干，二是流程图示，三是设置问题。读主干抓住关键字、词；读流程图，重点抓住物质流向（“进入”与“流出”）、实验操作方法等。

3、跳跃思维，规范答题：答题时应注意前后问题往往没有“相关性”即前一句未答出，不会影响后面答题。

【自主学习】化工流程题中常见的操作与名词：

化工流程题目在流程上一般分为3个过程：

原料处理―→分离提纯―→获得产品

(1)原料预处理阶段的常见考点与常见名词

①加快反应速率

（粉碎、加热、搅拌）

②灼烧、焙烧、煅烧：改变结构，使一些物质能溶解，并使一些杂质高温下氧化、分解（如CuS在空气中焙烧变成CuO）

③溶解：通常用酸溶，如用硫酸、盐酸、浓硫酸等

水浸：与水接触反应或溶解

浸出：固体加水(酸)溶解得到离子

浸出率：固体溶解后，离子在溶液中含量的多少(更多转化) 酸浸：在酸溶液中反应使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去的溶解过程

碱浸：

④控制反应条件的方法

(2)分离提纯阶段的常见考点

①调pH值除杂

a.控制溶液的酸碱性使其中某些金属离子形成氢氧化物沉淀

例如，已知下列物质开始沉淀和沉淀完全时的pH如下表所示：

物质

Fe(OH)3

Fe(OH)2

Mn(OH)2

若要除去Mn2＋溶液中含有的Fe2＋，应该怎样做？

提示：先用氧化剂把Fe2氧化为Fe3，再调溶液的pH到3.7 ≤

PH < 8.3。

＋＋开始沉淀

沉淀完全

2.7 7.6 8.3 3.7 9.6 9.8 b.调节pH所需的物质一般应满足两点：

能与H＋反应，使溶液pH值增大；不引入新杂质。

例如，若要除去Cu2＋溶液中混有的Fe3＋，可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH值；除去Mn2＋中的Fe3＋，可加入MnCO3等物质。

②试剂除杂

如Cu2+的除杂：Cu2++MnS=CuS+Mn2＋

③加热：加快反应速率或促进平衡向某个方向移动

如果在制备过程中出现一些受热易分解的物质或产物，则要注意对温度的控制。如侯氏制碱中的NaHCO3、Ca(HCO3)2、KMnO4、AgNO3、HNO3(浓)等物质；H2O2分解；浓HCl挥发。

④降温：防止某物质在高温时会溶解(或分解)、为使化学平衡向着题目要求的方向移动

⑤萃取

(3)获得产品阶段的常见考点

①蒸发浓缩、冷却结晶：获得晶体溶解度随温度变化大或含结晶水或受热不稳定的物质。如除去KNO3中的少量NaCl。

②蒸发结晶、趁热过滤：获得溶解度随温度变化小及热稳定强的物质。

如除去NaCl中的少量KNO3；蒸干食盐水获得NaCl晶体。

③蒸发、反应时的气体氛围抑制水解：如从溶液中析出FeCl3、AlCl3、MgCl2等晶体时，应在HCl的气流中加热，以防其水解。

④洗涤(冰水、热水、乙醇)：洗去晶体表面的杂质离子，并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗。

洗涤沉淀：在玻璃棒引流的情况下往漏斗中加入蒸馏水(或其它洗涤剂)至浸没沉淀，待水自然流下后，重复以上操作2-3次

检验是否洗涤干净：用试管取少量最后一次的洗涤液，加入沉淀剂…若…则…

洗涤剂的选择依据：

1.

难溶性固体用蒸馏水洗

2.在热水中溶解度大的用冷蒸馏水洗

3.在水中有较大溶解度离子晶体用该物质的饱和溶液洗涤或用水和乙醇的混合液洗。（其中的溶液溶解晶体表面可溶性的无机杂质离子，乙醇降低晶体的溶解度）

4.水洗后用无水乙醇、乙醚洗涤。（除去表面的可溶性杂质，易于干燥）

⑤重结晶：将晶体溶于溶剂中，又重新从溶液中结晶的过程。

(4)其他常见考点

①化学方程式

②实验仪器

③计算

④信息

3.工业上以红土镍矿粉（主要成分为NiS、FeS和SiO2等）为原料制取硫酸镍晶体（NiSO4·7H2O）和绿矾（FeSO4·7H2O）的工艺流程如下：

已知：几种难溶碱开始沉淀和完全沉淀时溶液的PH：

沉淀物

Fe（OH）3

Fe（OH）2

Ni（OH）2

7.6 7.1 开始沉淀的pH 2.7 9.7 9.2 完全沉淀的pH 3.2 请回答下列问题：

（1）红土镍矿石在焙烧之前需要磨细的目的是

（2）滤液1主要含有的阳离子为Ni2+、Fe3+、Fe2+、H+，加人双氧水时发生反应的离子方程式为

（不考虑H2O2的分解）

。

（3）步骤⑤的操作方法包括

过滤、洗涤、干燥，步骤②的分离操作必需的玻璃仪器有

（4）步骤③要控制反应温度不能过高的原因是

，加入NiO发生反应2Fe3++3NiO+3H2O=2Fe(OH)3↓+3Ni2+，若常温下控制溶液的PH为7，该反应的化学平衡常数为

（已知该温度下，Ksp[Ni(OH)2]=2.0×10-15，Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38）

。

（5）取a g制得的硫酸镍晶体溶于水，配成500mL溶液，取50.00mL溶液于锥形瓶中，用b mol·L-1EDTA（Na2H2Y）标准液滴定，重复2～3次，消耗

EDTA 标准溶液的平均体积为c mL。硫酸镍晶体中NiSO4·7H2O的质量分数为 （用含字母的代数式表示，反应为Ni2+ + H2Y2- = NiY2-+2H+）。

（6）NiSO4在强碱溶液中用次氯酸钠氧化，可以制得碱性镍氢电池电极材料NiOOH。

①写出该反应的离子方程式

。

②已知碱性镍氢电池总反应：

H2

+ 2NiOOH式

。

2Ni（OH）2

，写出该反应放电时正极反应

【总结】

无机工业流程题能够以真实的工业生产为背景，体现能力利益的命题为指导思想，能够综合考察学生各方面的基础知识及将已有知识灵活应用在生产实际中解决问题的能力，所以这类题成为近年来高考的热点题型。

审题的重点要放在与题设有关操作的目标、任务上，分析时要从成本角度（原料是否廉价易得）、环保角度(是否符合绿色化学的要求)、现实角度等方面考虑；解答时要看框内，看框外，里外结合；边分析，边思考，易处着手。