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《化工流程图》题的解题方法教学设计

齐齐哈尔市第六中学

樊立文

[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。

[教学方法]：归纳、总结、交流、讨论

教学辅助：多媒体

[教学过程]：

[复习导入]：化学知识越来越多的应用在工业生产和生活实际中，流程图题能够以真实的工业生产过程为背景，体现能力立意的命题指导思想，能够综合考查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。所以近年来全国各省高考该类型题都出现。

一、化工流程图题的结构分析

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

二、化工流程图题怎么考？

化工流程图题就是将化工生产过程中的主要操作步骤或物质转移用框图形式表示出来，将其中相关的信息以文字、表格或图像的形式呈现出来并根据流程中涉及的化学知识进行设问，从而形成与化工生产紧密联系的试题。通过“化工流程”考查学生元素及其化合物知识的运用能力，实验能力，获取、整合信息的能力，分析、解决问题的能力，化学语言表达能力。

化工流程图题解决的化学问题：物质的分离、提纯、制备

化工流程图题常常在哪些地方设问？

1

反应速率与平衡理论的运用；

2

氧化还原反应的判断、方程式书写；

3

利用控制pH分离除杂；

4

利用溶解度分离；

5

常用的分离方法、实验操作；

6

流程中的物质转化和循环；

7

Ksp的计算及绿色化学评价；

三、解答化工流程图题的程序是什么？

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）

四、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。

例题1

铝（熔点660℃）是一种应用广泛的金属，镓（Ga）与铝同主族，曾被称为“类铝”，其氧化物和氢氧化物均为两性化合物。工业上以铝土矿（含有Al2O3、Ga2O3、SiO2等物质）为原料提取Al2O3（熔点2045℃），并将Al2O3和冰晶石（Na3AlF6，六氟合铝酸钠）混合熔融后电解制得。回答下列问题：

（1）冶金工业上常用金属铝作还原剂冶炼钒、铬、锰等金属，写出铝与CrO3在高温

下反应的化学方程式

（2）操作I得到滤渣的主要成分有

沉淀析出。则AlCl3与NH4F反应的化学方程式为

盛装NH4F溶液的试剂瓶均为塑料材质，原因是

－－。

。

；该实验所用试管及

。

－（3）将0.1 mol/L AlCl3溶液和10% NH4F溶液等体积混合，充分反应后滴加氨水，无

（4）饮用水中的NO3对人类健康会产生危害。为了降低饮用水中的NO3的浓度，有

研究人员建议在碱性条件下用铝粉将NO3还原为N2，该反应的离子方程式为

此方法的缺点是处理后的水中生成了AlO2，仍然可能对人类健康产生危害，还需对该饮用水进行一系列

后续处理。已知：25℃时，Ksp[Al(OH)3]=1.3×10Al(OH)3

=

AlO2+H+H2O K=1.0×10－－＋－13 －33－，

，

－25℃时，

－若欲使上述处理的水中AlO2浓度降低到1.0×106 mol·L1，

则应调节至pH= 炼铝（如图所示）。

，此时水中c(Al3)= ＋。

（5）工业上常用碳棒作电极电解熔融氧化铝的方法冶①阴极电极反应式为

②工业生产中，阳极材料要定期补充，其原因是：

（6）下列有关推理不合理的是

a．工业上可以用热还原法来制取Ga b．酸性：Al(OH)3＞Ga(OH)3 c．由最外层电子数相同可知，镓与铝的化学性质相似

d．可用GaCl3溶液、氨水和盐酸设计实验证明Ga(OH)3的两性

。

。

。

例2

一种利用电解锰阳极泥(主要成分MnO2、MnO)制备MnO2的工艺流程如下：

(1)“煅烧氧化”时，1mol MnO煅烧完全转化为Na2MnO4失去电子的物质的量为___________；MnO2煅烧反应的化学方程式为__________________。

(2)“浸取”时，为提高Na2MnO4的浸取率，可采取的措施有____________、____________(列举2点) (3)“调pH”是将溶液pH 调至约为10，防止pH较低时Na2MnO4自身发生氧化还原反应，生成MnO2和___________；写出用pH试纸测定溶液pH的操作_______________。

(4)测定产品中MnO2质量分数的步骤如下：

步骤1. 准确称取mg产品，加入c1mol·L-1Na2C2O4溶液V1mL (过量)及适量的稀硫酸，水浴加热煮沸一段时间。(已知：Na2C2O4+2H2SO4+MnO2=MnSO4+2CO2↑+2H2O+Na2SO4) 步骤2. 然后用c2mol·LKMnO4标准溶液滴定剩余的Na2C2O4滴定至终点时消耗KMnO4标准溶液V2mL。(已知：5H2C2O4+2KMnO4+3H2SO4=2MnSO4+10CO2↑+K2SO4+8H2O) 步骤2达滴定终点时判断依据是_____________；产品中MnO2的质量分数为ω(MnO2)=____________(列出计算的表达式即可)。

例一答案 （1）CrO3+2AI=AI2O3

(2)SiO2

(3)AICl3+6NH4F=(NH4)3AlF6+3NH4Cl

NH4F电离出F-水解生成HF对玻-1

璃有强腐蚀性，对塑料则无腐蚀性。

---12-1（4）10Al+6 NO3+4OH=3N2+10Al02+2H2O 7 1.3×10mol

－(5)Al+3e=Al 阳极产生的氧气与阳极材料中的碳发生反应

（6） abd 例二答案 (1). 4mol (2). 2MnO2+4NaOH+O22Na2MnO4+2H2O (3). 煅烧后固体进3+-行粉碎，适量增大水的量 适当提高浸取温度，充分搅拌 MnO4-(或NaMnO4) 取一小段pH试纸置于表面皿(点滴板上)中，用玻璃棒蘸取试液滴在pH试纸上，立刻与标准比色卡对照读出pH (4). 滴入最后一滴KMnO4溶液时，溶液呈浅红色且30s内不褪去 ×100%