归纳与整理优秀教学设计说课稿

工业流程题的教案

资中一中

兰英

考纲要求:

1、了解科学、技术、社会的相互关系，知道在化工生产中遵循“绿色化学”思

想重要性。

2、了解氯碱工业、硫酸工业、合成氨工业、废水处理等工业的原理。

3、了解化工流程题的试题特点和备考策略

复习目的: 1、使学生对工业流程题的解答有系统性的分析思路

2、让学生学会从设问角度入手掌握工业流程题的解答要点与技巧

复习安排：2课时（讲1课时，练1课时）

复习过程：

工业流程题的解答方法

一、浏览全题

1、浏览题干，找出工业流程的目的和原料

2、浏览问题，解答与工业流程无关的问题

例题1：（2013年全国新课标卷I ）27．锂离子电池的应用很广，其正极材料可再生利用，某锂离子电池正极材料有钴酸锂（LiCoO2）导电剂乙炔黑和铝箔等。充电时，该锂离子电池负极发生的反应为6C+xLi+ +xe－=LixC6。

现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源（部分条件未给出）。

（1）LiCoO2中，Co元素的化合价为

。

（2）写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式

。

（3）“酸浸”一般在80℃下进行，写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学方程式

；可用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液，但缺点是

。

（4）写出“沉钴”过程中反应的化学方程式

。

（5）充电过程中，发生LiCoO2与Li1-XCoO2之间的转化，写出放电时电池反应方程式

。

（6）上述工艺中，“放电处理”有利于锂在正极的回收，其原因为

。在整个回收工艺中，可回收的金属化合物有

（填化学式）。

例题2：（2011福建卷）

24．四氯化钛(TiCl4)是制取航天航空工业材料——钛合金的重要原料。由钛铁矿(主要成分是FeTiO3)制备TiCl4等产品的一种工艺流程示意如下：

氯气、焦炭铁屑强酸性浸出液（含TiO2+、Fe2+、Fe3+、Al3+等）1TiO2

nH2O富含TiO2+溶液23粗TiO24成品TiCl4废气废液

( 1 ) 往①中加入铁屑至浸出液显紫色，此时溶液仍呈强酸性。该过程中有如下反应发生：

＋＋2Fe3＋Fe===3Fe2

＋＋＋＋2TiO2(无色)＋Fe＋4H===2Ti3(紫色)＋Fe2＋2H2O ＋＋＋＋＋Ti3(紫色)＋Fe3＋H2O===TiO2(无色)＋Fe2＋2H

加入铁屑的作用是_____。

(2)在②→③工艺过程中需要控制条件以形成TiO2·nH2O溶液，该溶液的分散质颗粒直径大小在____范围。

(3)若把③中制得的固体TiO2·nH2O用酸清洗除去其中的Fe(OH)3杂质，还可制得钛白粉。已知25℃时，－＋＋Ksp[Fe(OH)3]＝2.79×1039，该温度下反应Fe(OH)3＋3H

＝

Fe3＋3H2O的平衡常数K＝________。

－(4)已知：

TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(l)＋O2(g)ΔH＝＋140 kJ·mol1

－2C(s)＋O2(g)===2CO(g)

ΔH＝－221 kJ·mol1

写出④中TiO2和焦炭、氯气反应生成液态TiCl4和CO气体的热化学方程式：______ （5）该工艺流程的缺点是：

。

二、从设问角度入手，各个击破

设问的角度：

1.核心的化学反应2.保证达到实验目的的具体操作3.基本化学实验理念

设问角度1-----------核心反应的书写

氧化还原反应：找四物并配平，看环境补离子

非氧化还原反应：结合流程找反应物和生成物

关注箭头的指向：箭头指入———反应物

箭头指出———生成物

特别提醒：注意根据反应实际判断产物形式

例题3：.锂离子电池的广泛应用使回收利用锂资源成为重要课题：某研究性学习小组对废旧锂离子电池正极材料（LiMn2O4、碳粉等涂覆在铝箔上）进行资源回收研究，设计实验流程如下：

废渣钛铁矿绿矾加过量废旧锂离子NaOH溶液电池正极材料过滤1滤液2通入过量CO2沉淀X过滤3加稀H2SO4滤液滤液4LiMn2O4、碳粉通入空气过滤加一定量Na2CO3过滤Li2CO3MnO2、碳粉

（2）第③步反应的离子方程式是

。

例题4：（2013年全国新课标卷I ）27．锂离子电池的应用很广，其正极材料可再生利用。某锂离子电池正极材料有钴酸锂（LiCoO2），导电剂乙炔黑和铝箔等。

NaOH溶液废旧锂离子电池放电处理拆解正极碱浸过滤滤渣酸浸调pH滤液调pH过滤滤液Al(OH)3固体滤渣过滤滤液水相（Li2SO4溶液）萃取有机相反萃取水相（CoSO4溶液）沉钴过滤H2SO4、H2O2有机相再生回用滤液CoCO3固体NH4HCO3溶液

（4）写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式_________________。

设问角度2：流程中涉及的具体的操作（要求强化记忆）

（1）、原料预处理

研磨（或粉碎）：增大接触面积，加快反应速率（使反应更充分）

灼烧（或煅烧）：除去易燃或易分解的某物质

浸出（水浸、酸浸、碱浸）：使某物质溶解（偶尔也考查用碱去除油污）

搅拌：加快反应（溶解）速率

（2）、反应条件的控制

温度：从速率、溶解度、物质受热分解或挥发、离子水解入手

调节PH：使某离子沉淀（或抑制某离子的水解）

保护气：从氧气或水是否会影响产品的制备入手

（3 ）、物质的分离与提纯

①沉淀（或结晶），过滤，洗涤：（常考查实验基本操作，注意固定的答题模式）

沉淀是否完全的检验方法：向上层清液中继续加入**溶液，若无明显现象，则已沉淀完全。

洗涤沉淀的方法：加入蒸馏水至浸没固体，过滤，重复2~3次。

沉淀是否洗净的检验方法：向最后一次洗涤液中加入***溶液，若无明显现象，则已洗净。（实质是检验滤液中的离子）

②结晶的几种方法：

A、当溶液是单一溶质时：

若所得晶体不带结晶水（如NaCl、K NO3）：蒸发、结晶

所得晶体带结晶水：蒸发浓缩，冷却结晶，过滤

B、

当溶液中有两种或以上溶质时要得到溶解度受温度影响小的溶质：蒸发结晶，趁热过滤

要得到溶解度受温度影响大的：

蒸发浓缩，冷却结晶，过滤

③水洗（冰水洗）或有机物洗

目的：降低因物质的溶解而引起的损耗；乙醇易挥发，有利于干燥。

例题5：（2015石家庄二模）稀土是一种不可再生的战略性资源，被广泛应用于电子信息、国防军工等多个领域。一种从废弃阴极射线管（CRT）荧光粉中提取稀土元素钇（Y）的工艺流程如下：

滤液(含Mg2+)滤液废弃CRT荧光粉预处理I0.8mol/L盐酸草酸DDTCV滤渣滤液5mol/L盐酸, 滤液滤液氨水高温灼烧IV滤渣VIY2O3III滤渣滤渣II不参与反应的杂质

已知：①废弃CRT荧光粉的化学组成（某些不参与反应的杂质未列出）：

（1）

步骤I中进行原料预处理的目的为__

例题6：以氯化钾和钛白厂的副产品硫酸亚铁为原料生产硫酸钾、过二硫酸铵和氧化铁红颜料，原料的综合利用率较高。其主要流程如下：

KCl稀硫酸NH4HCO3溶液反应IIFeSO4溶液反应ICO2(g)过滤CO2(g)FeCO3(s)空气中煅烧反应IV反应III过滤K2SO4(s)NH4Cl溶液H2(g)(NH4)2S2O8溶液Fe2O3(s)

（3）反应Ⅰ需控制反应温度低于35 ℃，其目的是___

_____ 例题7：钡盐行业生产中排出大量的钡泥[主要含有BaCO3、BaSiO3、BaSO3、Ba(FeO2)2等]。某主要生产BaCl2、BaCO3、BaSO4的化工厂利用钡泥制取Ba(NO3)2，其部分工艺流程如下：

（3）中和I将PH调节到4~5的目的是

。

设问角度3：基本化学理念——生产实际

要求：（1）速率快、产率高（2）产品纯度高（3）成本低、无污染

、循环利用

例题8：（必修2课本P106，）

“卤块”的主要成分是MgCl2，此外还含Fe3+、Fe2+和Mn2+等离子。若以它为原料按下图所示工艺流程进行生产，可制得轻质氧化镁。若要求产品尽量不含杂质，而且成本较低，请根据表1和表2提供的资料，填写空白。

1卤块加水溶液2加X溶液3沉淀物气体滤液4加Y，过滤pH=9.8加Z沉淀物5

表1生成氢氧化物沉淀的pH 加水煮沸沉淀物轻质灼烧氧化镁

6

物质

Fe(OH)3

Fe(OH)2

Mn(OH)2

Mg(OH) 2

开始沉淀

2．7 7．6 8．3 9．6 沉淀完全

3．7 9．6* 9．8 11．1 Fe2+氢氧化物呈絮状，不易从溶液中除去，常将它氧化为Fe3+，生成Fe(OH)3沉淀除去。

表2原料价格表 物质

漂液（含25．2%NaClO）

双氧水（含30%H2O2）

烧碱（含98%NaOH）

纯碱（含99．5%Na2CO3）

价格/元・吨-1

450 2400 2100 600 （1）在步骤②中加入的试剂X，最佳的选择是 ，其作用是 ； （2）在步骤③中加入的试剂应是 ；之所以要控制pH=9．8，其目的是 ；

（3）在步骤④中加入的试剂Z应是 ；

（4）在步骤⑤中发生的反应是 。

思维建模：

作业布置：

1、完成上述各例题剩余的问题

2、高考调研练习册的专题二

课后反思：