依据化学反应原理确定生成过程课程导入

工艺流程题解题技巧分析(教案)

归湖怀慈中学

黄绵塨

一．三维目标：

知识与技能目标：

1.

初步了解工艺流程题的分析方法。

2.

掌握并运用化学学科素养与相关技巧解决流程题中的简答。

过程与方法目标：学会分析流程题中不同步骤中所得到的物质，从而对加强对整体的分析、解答过程。

情感态度与价值观目标：通过对工艺流程题的学习与研究，感知化工生产与生活之间的关系，领悟对立统一的辩证唯物主义观点。

二．教学重难点

教学重点：

学会通过物质的物理性质与化学性质分析流程题中的不同反应。

教学难点：

反应与除杂部分的技巧分析。

三．教学过程

①导入新课

【引入】介绍工艺流程题的三个基本构成要素。

【梳理】利用ABCD进行陈述的的方式，介绍流程题的大致思路并强调最常见的操作方式是“过滤”。

【板书】一、原料的预处理

【分析】常见的预处理方式有“酸浸”“碱浸”“水浸”“固体粉碎”“高温煅烧”，并逐个进行讲解分析。

【提问】分析2017年全国I卷27题，对“酸浸”后的沉淀进行判断。

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FeTiO3，还含有少量MgO、SiO2等杂质）来制备，工艺流程如下：

1

【提问】分析2017年全国II卷27题：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。沉淀A不溶于强酸但可与一种弱酸反应，则沉淀A主要成分是什么？

【板书】二、反应与除杂（难点）

【分析】介绍在除杂部分常见的三种试剂，即氧化剂、沉淀剂、pH调节剂，并逐个进行分析作用。

氧化剂：如

O2

、H2O2

、MnO2

、KMnO4、HNO3

等

沉淀剂：Na2S （例如S2-

与

Cu2+

结合生成沉淀）

pH调节剂：加入的物质（不引入新杂质）能与溶液中的H+反应，从而使杂质离子以沉淀的形式除去

【讲解】分析2015年全国I卷27题：“净化除杂”需先加H2O2溶液，作用是什么？

然后再调节溶液的pH约为5，目的是什么？

补充提问：调节pH的物质可以是什么？

【提问】已知下列物质开始沉淀和沉淀完全时的pH如下表所示，若要除去Mn2＋溶液中含有的Fe2＋，应该怎样做？

物质

Fe(OH)3

Fe(OH)2

Mn(OH)2

开始沉淀

2.7

7.6

8.3

沉淀完全

3.7

9.6

9.8

【小结】掌握反应与除杂过程中常见试剂的作用及用法。

【过渡】解答工艺流程题是应当具备的学科素养是什么？也是其核心思想？

【提问】请联系实际，谈谈一所好的化工企业在工业生产当中应该具备什么特征？

【分析】本题中应掌握的学科素养是：1.生产效率最高化；2.经济效益最大化；3.绿色环保无污染。

【讲解】1.生产效率最高化。

技巧一：化工生产中应考虑在适宜的温度下进行。温度太低时化学反应速率太慢；温度较高时，主要考虑反应

2

物中某些物质的挥发，分解，导致转化率降低，产率降低

技巧二：选择最合适的催化剂有助于提高化学反应速率

技巧三：通过加入过量的反应物可以提高转化率，从而提高产率

【提问1】分析2017年全国I卷27题：由图可知，当铁的浸出率为70%时，所采用的实验条件是什么？

【提问2】TiO2·xH2O沉淀与双氧水、氨水反应40 min所得实验结果如下表所示，分析40 ℃时TiO2·xH2O转化率最高的原因是什么？

温度/℃

TiO2·xH2O

转化率%

【讲解】2.经济效益最大化。

30

92

35

95

40

97

45

93

50

88

分析2018年北京东城区一模，熔融温度和钛的提取率关系如下图，适宜温度为500℃，理由是什么？

【讲解】3.绿色环保无污染。

①***提出“绿水青山就是金山银山”；

②化工生产中应尽量避免三废产生“废气、废液、废渣”

③题目中以XX试剂代替

XX试剂的优缺点，根据元素化合价变化，主要考虑为是否产生有毒/污染性气体

【讲解】分析2013年全国I卷27题，可用HCl代替H2SO4和H2O2的混合液，但缺点是什么？

3

【提问】分析2017年江苏卷19题：NaClO溶液与Ag反应的产物为AgCl、NaOH和O2，HNO3也能氧化Ag，从反应产物的角度分析，以HNO3代替NaClO的缺点是什么？

【板书】三、分离提纯

【讲解】

①过滤；

②结晶：加热浓缩→冷却结晶（趁热过滤）→过滤→洗涤→干燥

沉淀洗涤：向漏斗内加蒸馏水（或其他溶剂）至浸没沉淀，待水自然流出后，重复操作2～3次。

③蒸馏

④萃取分液

【总结】

四．作业布置：

【板书设计】

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