化学工艺流程教学设计

大题专攻课——化学工艺流程教学设计【引入】：化学高考大纲中明确对化学学习能力要求要有接受、吸收、整合化学信息的能力，分析和解决化学问题的能力。并且要了解化学与生活、材料、能源、环境、生命、信息技术等的关系。了解“绿色化学”的重要性。化学工艺流程题以与工业生产和日常生活密切相关的物质制备、分离和提纯为中心，以流程图为信息背景，以物质的性质、转化、分离等为考查点，将元素化合物、反应原理、化学实验等内容有机融合，集万千宠爱于一身，所以化学工艺流程题是高考的命题热点，在近五年中四次考查到。什么是化学工艺流程题？顾名思义，就是将化工生产过程中的主要生产阶段即生产流程用框图的形式表示出来，并根据生产流程中有关的化学知识步步设问，形成与化工生产紧密联系的化工工艺试题。【过渡】：如何去解决工艺流程题？我们以2016年全国I卷28题为例来一起分析：28.(14分)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：回答下列问题：（1）NaClO2中Cl的化合价为_______。（2）写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式_______。（3）“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成，精制时，为除去Mg2+和Ca2+，要加入的试剂分别为________、________。“电解”中阴极反应的主要产物是______。（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_________。（5）“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力，其定义是：每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力。NaClO2的有效氯含量为____。（计算结果保留两位小数）【学生活动】：学生完成例题1。【分析过程】：统筹全题，明确目的，通过认真分析，找到题目中用什么样的反应物来制取什么产物。这道题是用氯酸钠及其他物质来制取亚氯酸钠，这也就找到了原材料、目标产物和核心反应，对产物进行分离提纯，对其他物质进行三废处理及循环利用，这是这道题的主线分析。然后进行分解主线，分段解围，结合题目考查知识点来分步解答。这样我们可以尽可能的多得分，不会因为一个问题卡壳，导致后面的问题无法得分。然后结合课件分别讲解每一题对应的知识点。【考查思路总结】【学生活动】学生完成例题2【考查内容总结】考察内容主要有：1、原料预处理2、反应条件的控制（温度、压强、催化剂、原料配比、PH调节、溶剂选择）3、反应原理（离子反应、氧化还原反应、化学平衡、电离平衡、溶解平衡、水解原理、物质的分离与提纯）4、绿色化学（物质的循环利用、废物处理、原子利用率、能量的充分利用）5、化工安全（防爆、防污染、防中毒）等。核心考点：物质的分离操作、除杂试剂的选择、生产条件的控制、产品分离提纯【整理总结】针对考查内容，我们要熟悉工艺流程中经常出现的操作和名词。1、原料的预处理酸浸：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水浸：与水接触反应或溶解水洗：通常为除去水溶性杂质碱洗：除去油污或氧化膜等浸出：固体加水或酸等溶解得到离子煅烧：使一些杂质高温下氧化、分解研磨：将固体粉碎，增大表面积，加快反应速率充分反应。2、控制反应条件的方法①控制溶液的酸碱性使其某些金属离子形成氢氧化物沉淀----pH值的控制。例如：已知下列物质开始沉淀和沉淀完全时的pH如下表所示物质开始沉淀沉淀完全Fe(OH)32.73.7Fe(OH)27.69.6Mn(OH)28.39.8问题：若要除去Mn2＋溶液中含有的Fe2＋，应该怎样做？调节pH所需的物质一般应满足两点：○i、能与H＋反应，使溶液pH值增大；○ii、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②酸性氛围：防止金属阳离子水解等③加热：加快反应速率或促进平衡向某个方向移动原料预处理除杂、净化产品分离提纯反应条件控制原料循环利用排放物的无害化处理④降温：防止某物质在高温时会溶解或为使化学平衡向着题目要求的方向移动⑤趁热过滤：防止某物质降温时会析出⑥冰水洗涤：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3、物质的分离和提纯的方法①结晶——固体物质从溶液中析出的过程（蒸发溶剂、冷却热饱和溶液、浓缩蒸发）②过滤——固、液分离③蒸馏——液、液分离④分液——互不相溶的液体间的分离⑤萃取——用一种溶剂将溶质从另一种溶剂中提取出来。⑥升华——将可直接气化的固体分离出来。⑦盐析——加无机盐使溶质的溶解度降低而析出4、工业要求是否污染环境、原子经济性、节约资源、安全性、资源再生。【学生活动】学生根据所讲内容完成化学工艺流程的热点题型：物质制备类和提纯类两种题型。【总结】：通过这节课的学习，大家可以感受到化学工艺流程题的特点是源于生产实际，以解决化学实际问题作为思路进行设问，使问题情境真实，而且试题内容丰富，涉及化学基础知识的方方面面，试题新颖，一般较长，阅读量大。要想解决好这个大题，大家要抓住工艺流程题的主线，通过分析原料的预处理、核心化学反应、反应条件控制、产品的分离提纯和工业要求原料循环利用，三废处理等各个方面来解答相应问题。