教学设计

专题----化学工艺流程解题方法（二）

西安市长安区第一中学化学教研组    何文梅

教学目标

1.知识与技能：通过典例分析了解工艺流程题所考查的常见知识点，强化分析解决问题的能力。

2.过程与方法：熟悉工艺流程题的一般解题思路及“关键点定位”的解题方法；灵活运用类比、对比等思维方法对问题进行逐层还原回归基本知识点。

3.情感态度价值观：明确工艺流程题的考查目的，培养将所学化学知识应用到实际生产生活中的意识及环境保护绿色化学思想。

重点难点:关键点定位法。

教学过程

【导入】通过一个多月的强化训练，大家理综做题速度和能力提高解决此类问题的能力都有显著提高。但是要取得理想的成绩，我们还要克服许多困难。比如化学工艺流程题在历次考试中得分率均较低。所以这节课我们就对工艺流程题的解题思路与方法进行归纳与总结。

俗话说“知己知彼方能百战不殆”。通过阅卷我归纳出大家在工艺流程题中存在的问题有以下几点：

【投影】

解答工艺流程题存在的问题：

1.不能充分解读关键信息-----没有思路 

2.不能将问题还原为基本的化学知识、反应原理、实验操作-----盲目作答

3.作答不规范，表述不准确-----非智力因素丢分

【投影】化学工艺流程题的结构

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【教师讲述】化学工工艺流程题的特点在于以陌生的真实的工业生产流程为背景，考查基础化学知识及将已有知识灵活运用在生产实际解决问题的能力。我们在解答此类题目中要做的就是如何将问题还原为基础知识。

【问题1】根据你的做题经验，你能总结出工艺流程题考查的常见知识点吗？

【学生】思考、回答

【投影】化学工艺流程题考查的知识点；

(1)反应速率与平衡理论的运用；反应物颗粒大小：反应速率、原料的利用率等

温度：反应速率、物质的稳定性、物质的结晶等

(2)氧化还原反应的判断、化学方程式或离子方程式的书写；

(3)利用控制pH及复分解反应生成沉淀进行分离除杂；

(4)化学反应的能量变化、电化学

(5)实验基本操作：除杂、分离、检验、洗涤、干燥等；

(6)化学计算：产率、pH、Ksp

(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。

【过渡】下面我们看一道例题，来熟悉工艺流程题的一般解题思路与方法。

【投影】【例】从化工厂铬渣中提取硫酸钠的工艺如下：

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已知：①铬渣含有Na2SO4及少量Cr2O72-、Fe3+；②Fe3+、Cr3+完全沉淀（c ≤1.0×10-5 mol·L-1）时pH分别为3.6和5。

（1）“微热”除能加快反应速率外，同时还可以         ，滤渣A为        （填化学式）。

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（2）根据溶解度（S）∽温度（T）曲线，操作B的最佳方法为         （填字母序号）

A．蒸发浓缩，趁热过滤       

B．蒸发浓缩，降温结晶，过滤

（3）酸化后Cr2O72-可被SO32-还原成Cr3+，离子方程式为        ；酸C为        ，Cr(OH)3的溶度积常数Ksp[Cr(OH)3]＝         。

（4）根据2CrO42－＋2H+  Cr2O72－＋H2O设计图示装置（均为惰性电极）电解Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7，图中右侧电极连接电源的      极，其电极反应式____

【教师】拿到题目我们首先要做的是了解原料及该工艺过程的目的。

【问题2】请说出本工艺流程的目的是什么？

【学生】阅读分析题头并回答

【板书】工艺流程题解题思路与方法

一、 快速阅读题头了解原料和产品→确定类型（分离提纯型/物质制备型）→明确方向

【教师】该流程是以铬渣为原料提取酸钠，对比原料与产品不难看出该流程主要涉及到的是物质的分离与除杂。

【问题3】请结合信息分析工艺流程图并结合本类题型常考知识点思考以问题：

1. 原料到产品依次发生了哪些物理、化学变化
2.每一步操作的目的及利用的原理？

3. 每一步操作进行到什么程度最佳？有无杂质生成如何除去？
【学生】分析思考，讨论。请一位学生对该工艺流程进行分析，并让其他学生进行评价。

【板书】二、分析流程提取信息（每一环节的目的与原理）

【教师】弄清楚流程下来就该回答问题了。其实，大家应该深有体会，即使弄清楚流程也未必能拿到满意的分数。要确保准确答题，我们还要通过设问中的关键点来定位流程图中的相关环节结合以获取的信息快速突破。

【板书】三、关键点→流程中的环节→把问题还原→基本知识点→答案

【投影】（1）“微热”除能加快反应速率外，同时还可以         ，滤渣A为        （填化学式）。

【问题4】请寻找解决该问题的对应环节及信息

【学生】思考，讨论，回答，相互评价

【教师】归纳：从“pH约为3.6并微热”这一环节结合“已知”可知滤渣为Fe(OH)3,而氢氧化铁沉淀的生成原理是Fe3+水解平衡的移动，加热也可以促进水解，所以答案就出来了。本小问考查盐类水解的应用及外界因素对盐类水解的影响。

【投影】（2）根据溶解度（S）∽温度（T）曲线，操作B的最佳方法为         （填字母序号）

A．蒸发浓缩，趁热过滤       

B．蒸发浓缩，降温结晶，过滤

【教师】从工艺流程可看出，滤液中的杂质主要为Na2Cr2O7结合溶解度曲线，所用原理未溶解度差异进行分离。本问考查分离提纯方法---结晶法。

【投影】（3）酸化后Cr2O72-可被SO32-还原成Cr3+，离子方程式为        ；酸C为        ，Cr(OH)3的溶度积常数Ksp[Cr(OH)3]＝         。

【学生】思考、书写、计算、评价

【教师】对于规范书写存在的问题进行点评。本问主要考查氧化还原方程式的书写及Ksp的计算。

【投影】（4）根据2CrO42－＋2H+  Cr2O72－＋H2O设计图示装置（均为惰性电极）电解Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7，图中右侧电极连接电源的      极，其电极反应式____

【教师】本问与工艺流程无关，主要考察电化学知识，及化学平衡的移动电极反应式的书写。

【过渡】规范书写是能否得分的关键

【板书】四、规范书写，准确表达

【投影】（1）文字叙述类的题目要规范解答，防止出现因叙述不严谨导致的失分

①如何洗涤沉淀： 过滤后继续向漏斗中加溶剂（冰水、乙醇、水）至没过沉淀，待溶剂流下之后，重复操作2~3次。

②如何证明沉淀完全：如向含XX 的溶液中加XX(如BaCl2）溶液，将沉淀静置，取上层清液，再加BaCl2溶液，若无白色沉淀生成，说明沉淀完全。

③检验沉淀已洗涤干净的操作取最后一次洗涤液少许与试管中，滴加少量XX(BaCl2)溶液，若无白色沉淀生成，则已洗涤干净。

④如何从溶液中得到晶体：注意“蒸发浓缩”后，是“冷却结晶”还是“趁热过滤”，结晶→过滤→洗涤→干燥

⑤在写某一步骤是为了除杂时，应该注明“是为了除去XX杂质”，只写“除杂”等一类万能式的回答是不正确的。

（2）认真审题，不要因审题不细致而失分，如：

①填“化学方程式”还是“离子方程式”。

②填“名称”“符号”还是“代号”“序号”等。

③填“大于”还是“>”，“增大”还是“变大”等。

④填“化学式”“分子式”“结构式”“结构简式”“最简式”

还是“电子式”等。

⑤书写化学方程式时要注意配平、注明反应条件、溶液的酸碱性以及“     ”“====”“     ”“↑”“↓”等。 

【小结、归纳】快速阅读题头及补充信息明确目的→分析流程，理解原理→根据设问回扣流程寻找关键点→规范作答

 

【练习】(2013广东高考)银铜合金广泛用于航空工业,从切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺如下:

 

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(注:Al(OH)3和Cu(OH)2开始分解的温度分别为450℃和80℃)

(1)电解精炼银时,阴极反应式为______________________;滤渣A与稀HNO3反应,产生的气体在空气中迅速变为红棕色,该气体变色的化学反应方程式为 ________________________。

(2)固体混合物B的组成为_______________;在生成固体B的过程中,需控制NaOH的加入量。若NaOH过量,则因过量引起的反应的离子方程式为________________________________。

(3)完成煅烧过程中一个反应的化学方程式

　　　____CuO+　　____Al2O3      　　　____CuAlO2+______　↑。

(4)若银铜合金中铜的质量分数为63.5%,理论上5.0 kg废料中的铜可完全转化为　　　　mol CuAlO2,至少需要1.0 mol·L-1的Al2(SO4)3溶液_______L。

 

(5)CuSO4溶液也可用于制备胆矾,其基本操作是__________、过滤、洗涤和干燥。