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視頻標簽：化工流程題,講評拓展課
所屬欄目：高中化學優質課視頻
視頻課題：高中化學人教版選修2化學與技術第一單元《信息技術在化工流程題講評拓展課中的應用》廣州市第七中學
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《信息技術在化工流程題講評拓展課中的應用》教學設計
廣州高三化學教研中心組 微課與信息技術小組 化工流程小組
一、教學環節板塊介紹
二、前期準備
1、周測中的化工流程題如下：
27.（15分）鋅錳干電池是最早的實用電池�，F用下列工藝回收正極材料中的金屬（部分條
件未給出）。
預處理 篩分
廢舊鋅錳電池
黑粉
反應① FeSO4－H2SO4
混合液
過濾
濾液①
濾渣①
Na2CO3溶液
調pH=4.5 除鐵 過濾
沉錳 濾液③ 濾渣③
Na2CO3粉末
H2SO4溶液
過濾
蒸發濃縮
干燥
MnSO4•H2O
濾液②
濾渣②
（1）堿性鋅錳電池反應為：Zn+2MnO2+2H2O＝Zn(OH)2+2MnO(OH)，電解質是KOH，
該電池的負極材料為 （填化學式），MnO(OH)中Mn的化合價為：__________，正極反應式為：________________。
（2）黑粉的主要成份為MnO2和石墨，寫出反應①的化學方程式：______________。 （3）MnO2的轉化率與溫度的關系如下表：
溫度/℃ 20 40 60 80 100 轉化率/%
86.0
90.0
91.3
92.0
92.1
生產中常選反應溫度為80℃，其理由是：________________。
（4）“沉錳”過程中生成堿式碳酸錳[MnCO3•6Mn(OH)2•5H2O]，寫出其離子反應方程
式： ，檢驗沉淀是否洗凈的操作是： 。濾液③中可回收的物質為： （填化學式）。
（5）“預處理”時，廢舊鋅錳電池經過拆解、篩分得到炭包，其中含MnO2為34.8%。
稱取5.000 g炭包，經處理得到3.211 g MnSO4•H2O，計算錳的回收率為：_____________。
適量
2
2、學情分析
本次理綜測驗中，化工流程題得分率為：
27題 （1） （2） （3） （4） （5）
知識點
原電池 核心反應（氧化還原方程式書寫） 控制反應條件的原因解釋 核心反應（雙水解反
應方程式書寫）；
洗滌是否干凈；
回收的物質 回收率計算
分值（15分） 4 2 2 5 2 得分（5.96分）
3.62
0.72
1.36
0.21
0.21
分析可知，第（1）和（3）考察知識點與流程圖物質轉化無關，同學們的得分率較 高，其中原電池剛復習完，得分率最高。而第（2）和（4）考察核心反應及回收的物質，得分率非常低。而同個班級內，最高分和最低分的分差也較大。主要原因是學生對于化工流程的模型沒有全面了解，覺得流程復雜，很難看懂。在這樣的心理障礙下，考試時沒有耐心進行深入的思考。而同班同學之間的基礎和學習能力也存在較大的差異。
所以本節講評拓展課旨在引導學生對化工流程的模型進行解構，學習化工流程題的考察角度，并從命題人的角度，小組合作，嘗試對化工流程中的不同環節進行設問，并針對性的進行展示，由此形成化工流程題的解題思路，從而突破學生的心理障礙和技巧障礙，為接下來其他課時中能力素養的提升奠定基礎。 3、技術支持
基于以上目標，結合信息技術中的微課和AiSchool云課堂系統，將文字信息和微課視頻進行資源整合，采用學生個性化學習和小組探究為主，教師引導為輔的學習策略，有助于基礎和能力不同的學生有針對性的完成化工流程題的糾錯和拓展，并利用AiSchool云課堂系統及時后測，并對得分率及時反饋和分析，為后續課時的教學設計提供數據支持。
三、方法過程與整合點
教學環節及時間 活動內容 活動設計
整合點與軟件
效果 課前 微課 糾錯
通過微課進行個性化學習，解決周測中化工流程題遇到的問題，思考自己周測中化工流程題的失分原因。
學生活動：
根據自己周測中化工流程題的得分情況，觀看微課，進行
個性化糾錯。
教師活動：
查看學生的糾錯情況，進行適當的答疑。
利用Aischool系
統中的“推送視
頻”功能；
課后也可以掃描
二維碼觀看微
課：
以學生為主體， 發揮了學生的主動性，個性化學習。
3
得分 情況 分析
（3分鐘） 明確測驗中的失分
知識點，分析得分率較低的原因，尋找解決辦法。
教師活動：
介紹本節課的學習任務：對化工流程的模型進行解構，學習化工
流程題的考察角度，并從命題人的角度，小組合作，嘗試對化工流程中的不同環節進行設問，并針對性的進行展示，由此形成化工流程題的解題思路，從而突破學生的心理障礙和技巧障礙，為接下來其他課時中能力素養的提升奠定基礎。
教師通過
Aischool系統中
的“授課”功能，
用PPT演示講授。
明確要
求，讓學生對于接下來的學習有目的和方向性。
化工流程圖模型及考察角度介紹
（7分鐘） 學生了解化工流程
圖模型及考察角度，對化工流程有個全面的了解和把握。
教師活動：
查看學生的糾錯情況，進行適當的答疑；對學生的學習感想進行適當點評。
學生活動：
在pad上自主學習資料——《化
工流程的模型及考察角度》，小組討論，互相答疑；并表達自己的學習感想。
學生利用
Aischool系統中的“推送文檔”功能，對信息進行學習和獲取。 課后也可以掃描二維碼繼續學
習： 文字版見 附件一。
培養學生的自學能力和信息獲取能力，充分發揮了學生的創造力和主動性。
學生自主命題及展示、形成解題思路 （20分鐘）
1、根據工業流程題的特點，學生分組討論，充當出題者進行不同角度的設問，設問必須涵蓋預處理→凈化除雜→核心反應→目標產品。小組都將自己的設問情況，拍照上傳給教師。 2、教師挑選優秀小組進行展示，并發
學生活動： 1、命題 2、拍照上傳 3、 展示
教師活動：
觀察學生的討論過程，適當答疑、點評、提問和補充。
利用Aischool的“拍照上傳”功能進行展示，并通過該功能小組間互相探討、補充。
課后也可以掃描二維碼繼續學習：
設計見附件二。
通過交流展示的形式，讓學生能夠更全面深入地去思考。
4
言介紹化工流程題最大化搶分的解題思路；同時準備一個教師版本的介紹化工流程題最大化搶分的解題思路并推送給學生，供他們課下繼續探討和學習。
后測
設計一個高考化工流程為載體，從不同角度設計5個選擇題，用pad完成測試，系統自動統計正答率，及時反饋學生的課堂復習情況。
學生活動：
學生進行測試，并微課糾錯，個性化學習。
教師通過Aischool系統中的“智能測驗”功能和“推送視頻”功能。
課后也可以掃描二維碼繼續學習：
設計見附件三。
及時反饋學生的課堂復習情況，并及時糾錯。
課后鞏固訓練
選擇三個化工流程題，作為課后鞏固訓練。
學生活動： 完成課后鞏固，并微課糾錯，個性化學習。
課后也可以掃描二維碼繼續學習：
1、2017國乙27
2、2013國乙27
3、2016國丙28
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附件一：化工流程的模型及考察角度 一、化工流程圖模型
二、考察角度 1、樣品的預處理 （1）注意預處理的方式：
① 溶解：通常用酸溶。如用硫酸、鹽酸、濃鹽酸等，有時也用堿溶。 水洗：通常除去水溶性雜質。
水浸：與水接觸反應或溶解，除去不溶于水的雜質。
酸浸：在酸液中反應使可溶性金屬離子進入溶液，不溶物（如SiO2）通過過濾除去
的溶解過程。
堿浸：如Al、Al2O3、Al(OH)3、SiO2等能與堿溶液反應，進入溶液，不溶物過濾除
去。
② 灼燒、焙燒、煅燒：改變反應物結構，使一些物質轉化為易溶的物質，或者使一些物質發生氧化、分解等反應，實現原料的初步轉化，或者為原料進入水溶液作預處理。
（2）常見考查方式：
1) 加快溶解（或反應）速率的方法：加熱、攪拌、研磨（固液混合時）、增大氣體
與溶液的接觸面積（氣液混合時）、增大溶液濃度、噴入水蒸汽。 2) 將樣品粉碎的目的：增大反應物接觸面積，加快反應速率，提高浸出率。 3) 提高浸出率：加熱、研磨、攪拌、二次浸出、增加酸液或堿液的濃度等。 4) 溶解時涉及的離子方程式。（逐一分析樣品中的物質）
5) 浸出液中含有的離子，浸出渣中的主要成分。（明確進入溶液的離子有哪些，及
時標注，弄清楚哪些要除去，哪些要留下）
2、 中間分離除雜階段
① 試劑的類別：注意加入——氧化劑（如雙氧水、氧氣、空氣、次氯酸鈉、HNO3等）；
——還原劑（金屬單質、硫化物、亞硫酸鈉等） ——沉淀劑（硫化物、氯化鋇、硫酸鈉、碳酸鈉等）
② 調節pH：調節pH所需的物質一般應滿足兩點：能與H+反應，使溶液pH值增大，促進金屬離子的水解從而轉化為氫氧化物沉淀過濾除去；不引入新雜質。（Fe2+常氧化為Fe3+再調pH沉淀）
加入沉淀劑：例如通過加入NaS或H2S，將Cu2+、Zn2+轉化為硫化物沉淀過濾除去。
6
③ 控制溫度
加熱：加快反應速率或促進平衡向某個方向移動。如果在制備過程中出現一些受熱易分
解的物質或產物，則要注意對溫度的控制。如H2O2、KMnO4、AgNO3等物質。 降溫：防止某物質在高溫時揮發、溶解、分解或水解，為使化學平衡向著題目要求的方向移動。 3、核心反應
根據原料和目標產品判斷核心反應是氧化還原反應還是非氧化還原反應，然后根據反應 原理（電子得失守恒和原子守恒）和具體情況推斷物質之間的轉化。 4、結晶、提取產品
（1） 結晶方式一般包括“蒸發結晶”，“蒸發濃縮、冷卻結晶”兩類，過濾常常有“趁熱過濾”
和“過濾”兩種，請明確它們的適用情況。
1) 蒸發結晶：一般適用于溶質溶解度隨溫度升高變化不大變化且該物質熱穩定性較好（不
會受熱分解）的結晶析出的方法。
2) 蒸發濃縮，冷卻結晶：一般適用于溶質溶解度隨溫度變化較大，且為獲得帶結晶水固體。
如從硫酸銅溶液中獲得五水硫酸銅晶體。
3) 蒸發濃縮、趁熱過濾、冷卻結晶：趁熱過濾目的是分離出溶解度隨溫度變化小的溶質析
出，如除去硝酸鉀溶液中的氯化鈉。趁熱過濾的過濾器可用熱濾漏斗或用熱毛巾捂住漏斗的外壁。冷卻結晶對象是趁熱過濾后的濾液。 4) 重結晶：目的是提高產品的純度。
（一般包含溶解、結晶、過濾三個操作，狀態變化為s-aq-s）
5) 減壓蒸發：壓強小，液體物質的沸點降低，低溫蒸餾可以防止物質的分解、損失等。（高
溫有可能引發物質的分解、水解、氧化等副反應發生，這是由物質的性質決定，應注意題給物質的相關性質。如H2O2高溫下易分解、FeCl3高溫下易水解。）
6) 金屬氯化物的結晶水合物只能通過冷卻結晶的方式得到，弱堿鹽在蒸發濃縮、冷卻結晶
的過程中，弱堿離子易 ，因此常加 來抑制其水解。如MgCl2·6H2O、FeCl3·6H2O。對該晶體進行烘干時，常采用減壓烘干的方式，主要是為了
防止其 。為了加熱該晶體制取其無水鹽(MgCl2、FeCl3)，通常將結晶水合物在 中加熱，以防止其 ，如MgCl2·6H2O == MgCl2 + 6H2O。
7) 析出晶體后一般還要進行過濾、洗滌、干燥方能得到較純凈的晶體，若需進一步提純，
可采用“重結晶”方式。
（2）洗滌（冰水、熱水）洗去晶體表面的雜質離子，并減少晶體在洗滌過程中的溶解損耗。 5、其它問題
① 可循環使用的物質（觀察流程中加入了哪些物質） ② 可回收利用的物質（注意離子的流向） ③ 綠色環保、節能低碳的考慮。
④ 一些特殊的處理手段（聯系題干中對某種物質性質的介紹，建議讀題時做上標記） 如物質受熱易分解或易水解則采用“低溫蒸發”、“減壓蒸發”，物質遇水劇烈反應，則
需在絕對干燥環境下進行。
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⑤ 問特殊情況（注意題給信息的提示） 附件二、 學生自主命題及展示、形成解題思路
一、命題：根據工業流程題的特點，分組討論，充當命題人進行不同角度的設問，設問必須
涵蓋“預處理→凈化除雜→核心反應→目標產品”四個環節。
二、拍照上傳：小組將自己的設問情況， 拍照上傳給教師。
三、展示：小組代表進行展示，并發言介紹化工流程題最大化搶分的解題思路。
27.（15分）鋅錳干電池是最早的實用電池�，F用下列工藝回收正極材料中的金屬（部分條
件未給出）。 預處理 凈化除雜
預處理 篩分
廢舊鋅錳電池
黑粉
反應① FeSO4－H2SO4
混合液
過濾
濾液①
濾渣①
Na2CO3溶液
調pH=4.5 除鐵 過濾
沉錳 濾液③ 濾渣③
Na2CO3粉末
H2SO4溶液
過濾
蒸發濃縮
干燥
MnSO4•H2O
濾液②
濾渣②
核心反應 目標產物
小組命題：
化工流程題解題基本步驟（二維碼如右圖）： （1）從題干中獲取有用信息，了解生產的產品。
（2）整體瀏覽流程，粗略分段為預處理、反應、提純、分離等階段。 （3）精讀問題，結合問題分析流程中的步驟，核心是圍繞目標產物，
抓住反應，分以下兩種情況分析：
如果試劑已知：A. 反應物是什么；B. 發生了什么反應（先確
定反應類型，再分析具體反應）；C. 產物是什么；
如果試劑未知：A. 反應物及要反應掉什么；B. 確定試劑；C. 確定反應。
這樣分析有利于清晰：關于反應的作用、條件的控制、分離的方法及試劑的選用。
（4）從問題中獲取信息，結合已有知識解答，注意答題模式與要點。 網頁鏈接如下：
適量
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ttp://htmlify.wps.cn/doc/index.html?ts=1510494751942&ksyun=39hA8Kfx%2Findex.html 附件三、后測題目
選擇一個高考工藝流程為載體，從不同角度設計5個選擇題，用pad完成測試，系統自動統 計正答率。學生進行微課糾錯，個性化學習。
鍶(Sr)為第五周期第ⅡA族元素。高純六水氯化鍶晶體(SrCl2·6H2O)具有很高的經濟價值。用工業碳酸鍶 (含少量鋇、鐵的化合物等雜質)制備高純SrCl2·6H2O 晶體的過程如下圖所示。
已知：① SrCl2·6H2O 晶體在61℃時開始失去結晶水，100℃時失去全部結晶水。
② SrSO4、BaSO4、、SrCO3的溶度積常數分別為3.3×10-7、1.1×10－10
；1.1×10-10
③ SrCl2·6H2O的摩爾質量為：267 g/mol。
回答下列問題：
（1）加快溶浸速率的措施有
A. 加熱 B. 攪拌 C.研磨工業碳酸鍶 D.增大鹽酸的濃度 E.降溫 F.噴入水蒸氣
（2）“除雜”環節中，加入少量30% H2O2溶液。下列物質能代替 H2O2 溶液的有
A.Cl2 B.NaClO
C.KMnO4 D.空氣
（3）步驟①中調節溶液pH至8—10，宜選用的試劑為
A．氨水 B．氫氧化鈉 C． 氫氧化鍶粉末 D．碳酸鈉晶體 （4）工業上用熱風吹干六水氯化鍶，選擇的適宜溫度范圍是 A．50-60℃ B．70-80℃ C． 80-100℃ D．100℃以上
（5）若濾液中Ba2+ 濃度為1×10-5mol/L，推算出濾液中Sr2+物質的量濃度不大于 mol/L。
A．0.3 B．0.03 C． 33.3 D．3.33
碳酸鍶 溶浸
水
鹽酸
適量
1mol/L A溶液
除雜 少量 30%H2O2
調pH至8-10 ①
濾液 濾渣
②
氯 化 鍶 晶 體
③
高 純 六 水 氯化鍶 晶 體
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后測題微課糾錯二維碼
附件四、課后練習鞏固
1、2017國乙27
Li4Ti5O12和LiFePO4都是鋰離子電池的電極材料，可利用鈦鐵礦(主要成分為FeTiO3，還含有少量MgO、SiO2等雜質)來制備，工藝流程如下：
回答下列問題：
(1)“酸浸”實驗中，鐵的浸出率結果如圖所示。由圖可知，當鐵的浸出率為70%時，所采用的實驗條件為____________________。
(2)“酸浸”后，鈦主要以TiOCl2－
4形式存在，寫出相應反應的離子方
程式： 。
(3)TiO2·xH2O沉淀與雙氧水、氨水反應40min所得實驗結果如下表所示：
溫度/℃ 30 35 40 45 50 TiO2·xH2O轉化率/%
92
95
97
93
88
分析40℃時TiO2·xH2O轉化率最高的原因____________________。 (4)Li2Ti5O15中Ti的化合價為＋4，其中過氧鍵的數目為________。
(5)若“濾液②”中c(Mg2＋
)＝0.02mol·L－
1，加入雙氧水和磷酸(設溶液體積增加1倍)，使Fe3
＋
恰好沉淀完全即溶液中c(Fe3＋
)＝1.0×10－
5mol·L－
1，此時是否有Mg3(PO4)2沉淀生成？
(列式計算)。FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp分別為1.3×10
－22
、1.0×10
－24
。
(6)寫出“高溫煅燒②”中由FePO4制備LiFePO4的化學方程式：
視頻來源：優質課網 www.jjlqy.cn
