“化学工艺流程图”课堂教学设计
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摘 要：分析了化学工艺流程图的特点及学生的实际情况。以2012年福建高考理综卷24（3）为例，探讨了“化学工艺流程图”解题的方法与技巧。
关键词：高考；化学工艺流程图；解题方法；教学反思
【内容分析】
2009年福建省进行新课程改革，体现教材知识与工业生产紧密联系的化学工艺流程图取代了传统的无机框图题，成了高考命题的“新宠”。化学工艺流程图以工业生产为背景，情境新颖，流程图中还涉及一些诸如“酸浸、表面处理”等专业术语，内容上考查的知识点多，综合涉及化学实验、元素化合物性质、电化学、沉淀溶解平衡、氧化还原反应等。
【学情分析】
高三的学生经过了高考第一轮总复习，已经基本掌握了基础知识。但是由于我校并非一中生源，绝大多数的学生能力处在中等水平，逻辑思维能力不强。另一方面，“化学工艺流程图”情境新颖，还涉及一些学生在书本上没有见过的专业术语，题目的特殊性在一定程度给学生带来了心理压力，不少学生容易产生畏难情绪。因此，要上好本节课，不仅要教给学生解题的方法，也需要重点培养学生的阅读、分析的能力，发展学生的逻辑思维。
【教学目标】
1.知识与技能
（1）能了解“化学工艺流程图”的命题意图。
（2）通过例题的解析，能掌握“化学工艺流程图”的解题方法与技巧。
（3）能尝试运用所学的解题方法解答其他的工艺流程图。
（4）通过解题思路的分析，能逐步形成独立思考、分析、解决问题的能力。
2.过程与方法
（1）联系自己的实际，深入感悟并掌握“化学工艺流程图”的解题方法与技巧。
（2）通过练习的方式，强化从题干或材料中获取有用信息的能力。
（3）通过参与题目的解答，培养阅读、分析、独立解决问题的能力。
3.情感态度与价值观
亲历试题的解析与练习，体验科学探究的意义。
【教学重点、难点】
1.教学重点
“化学工艺流程图”的解题方法与技巧。
2.教学难点
阅读、分析、独立解决问题的能力培养。
【教学方法】
讲授法、启发谈话法、练习法。
【设计思路】
开门见山，提出问题解析例题，掌握方法（探究引导、培养能力）反复练习，形成能力。
【教学过程】
教师活动：（PPT投影）课程改革后这五年来福建省关于“化学工艺流程图”的命题情况。
[讲述]
化学工艺流程图是福建高考的必考题型，它所占的分值较大。这种题型以工业生产为背景，综合考查了关于化学实验、元素化合物性质、电化学、沉淀溶解平衡、氧化还原反应等知识。该种题型既很好地体现了化学知识与工业生产紧密联系的新课程理念，又能考查学生综合运用化学知识的能力，因此高考命题者钟爱这类题目，所以我们必须吃透它，在高考的考场上拿下它。那么本节课我们要一起来探讨一下化学工艺流程图的解题方法。
学生活动：认真倾听、认真看图表。
设计意图：让学生了解“化学工艺流程图”的命题意图，唤起学生有意识的注意，为后续解题方法的讲授打下基础。
教师活动：“化学工艺流程图”多以产品制备型出现。从2009年至2013年，福建高考题中的化学工艺流程图题都是产品的制备。解答该种题型注意以下几点：
首先，从心理上克服畏难情绪，告诉自己：题目再怎么变，都要以书本的知识为依据。
其次，在解答题目的过程中，时刻要记住：所有的流程及操作都是为获得产品而服务。
再次，充分利用题目所给的已知信息。
接下来我们就以2012年的高考题24（3）为例来探讨一下如何来解答这种题。
酸浸法制取硫酸铜的流程示意图如下：
①步骤（i）中Cu2（OH）2CO3发生反应的化学方程式为
。
②步骤（ii）所加试剂起调节pH作用的离子是 （填离子符号）。
③在步骤（iii）发生的反应中，1 mol MnO2转移2个mol电子，该反应的离子方程式为 。
④步骤（iv）除去杂质的化学方程式可表示为
3Fe3++NH4++2SO42-+6H2O=NH4Fe3（SO4）2（OH）6？邬+6H+
过滤后母液的pH=2.0，c（Fe3+）=a mol・L-1，c（NH4）=b mol・L-1，c（SO42-）=
d mol・L-1，该反应的平衡常数K= （用含a、b、d的代数式
表示）。
[设疑]
同学们读完题目之后，觉得该如何来解答这种题目比较合
适呢？
学生活动：倾听，思考，积极回答老师的问题，提出自己的方法。可能的回答：看流程，认真读懂流程，然后做题目。
教师活动：你们回答得很好。但是如果看流程，认真读懂流程，然后做题目，那么也许读完流程后，做题题的时候我又忘记流程在说什么了，还要重新看流程，这岂不是很浪费时间，那万一碰到流程走不通怎么办呢？
[讲述]
老师认为：做这种题目，第一，可以先认真仔细地读题，明确实验流程的目的。第二，搞清楚原料是什么，产品是什么。最好能从你的网络知识库从迅速提取关于这些物质的相关知识，做到胸有成竹，拓宽解题思路。第三，先不着急看流程，先看题目，对着问题看流程。这么做的好处是：（1）很多题目前面的第一小题与流程无复杂的连带关系，也许无需让你看流程就可答题。（2）一般情况下是按流程顺序出题的，对着问题看流程，你不仅不浪费时间，而且可以充分挖掘题目流露出来的信息来帮助我们走通流程。但是要注意的一点是在解题中注意前后的联系，尽量根据每一步前后的关系走通流程，但是万一有遇到超纲知识或推不出来的物质，也不用着急，先大胆把它放下，因为也许并没有问到关于它的题目。
现在我们就用这样的方法来解析一下2012年的高考题24（3）。
[引导]
读完题目，先明确实验目的。
学生活动：认真倾听，思考，回答问题：从铜矿中中制取硫酸铜。
教师活动：（提示）分析原料和产物分别是什么？
学生活动：学生认真看题分析后回答：原料Cu2（OH）2CO3含铁元素的杂质，产物是CuSO4。
教师活动：分析完反应物和产物之后，能不能知道整个流程本质上是要做什么呢？
学生活动：除去杂质铁元素，引入SO42-获取CuSO4的过程。
设计意图：培养学生阅读、分析的能力。
教师活动：（提示）分析反应物和产物的特点。
学生活动：原料Cu2（OH）2CO3是碱性氧化物，会与酸反应，CuSO4是盐。
教师活动：（讲述）分析得很好，大体上我们先知道这些。接下来对着问题看流程。
[讲解]
①步骤（i）中Cu2（OH）2CO3发生反应的化学方程式为 。
这个问题在我们读完题目就分析完，不管后续流程如何，先拿下这道题。
学生活动：学生动手书写。
设计意图：体验成功的快乐。
教师活动：②步骤（ii）所加试剂起调节pH作用的离子是
（填离子符号）。
[提示]
认真读流程上的字眼，看看有什么发现？
学生活动：学生认真阅读后回答：用NH4HCO3调高pH值。
教师活动：（设疑）本道题是要用NH4HCO3调pH值，结合前面流程第一步是加酸溶浸，所以滤液呈酸性，而题目也提到一个词“调高”，也就是酸性要减弱。题目问的是起调节pH作用的离子是什么？那我们同学很自然会想到NH4HCO3为什么可以调pH值？
学生活动：学生思考后回答：NH4HCO3是弱酸弱碱盐，NH4+，HCO3-都可以水解。
教师活动：NH4+，HCO3-水解分别使溶液呈什么性？
学生活动：NH4+水解使溶液呈酸性，HCO3-水解使溶液呈碱性。
教师活动：那我们同学知道这题的答案了。起调节pH作用的离子是HCO3-。
设计意图：培养学生分析问题、运用知识的能力，发展逻辑思维。
教师活动：③在步骤（iii）发生的反应中，1 mol MnO2转移2个mol电子，该反应的离子方程式为 。这个我们必须要结合流程才能知道反应如何进行，才能写出离子方程式。回头看流程。铜矿酸浸后的滤液中含有Fe2+、Fe3+、Cu2+，用NH4HCO3调pH高值到1.5～2.0后就加入少量MnO2，做什么用呢？结合后面流程，加入NH4（SO4）2后过滤，上面流程得CuSO4，下面流程得到一种叫黄铵铁钒的物质。再看看第④小题，步骤（iv）除去杂质的化学方程式可表示为3Fe3++NH4++2SO42-+6H2O=NH4Fe3（SO4）2（OH）6？邬+6H+。
教师活动：（提问）同学们仔细分析一下，我们读完题目时就已经知道了实验目的是为了获得CuSO4要除去铁元素。那么第④小题流露给我们的什么信息？
学生活动：铁元素以Fe3+的形式被除去。
教师活动：（提问）分析完这些，结合铜矿酸浸后的滤液，加入了少量MnO2的作用是什么？
学生活动：是将Fe2+氧化成Fe3+。
教师活动：那第③小题确定就是Fe2+与MnO2反应，那就是氧化还原反应的知识了。题目中给我们“1 mol MnO2转移2个mol电子”，是要告诉我们什么呢？
学生活动：反应后生成Mn2+，Mn从+4价降到+2价。
教师活动：你们说得很好，经过我们这样的分析，本道题成功被解决了。
设计意图：引导、培养学生从题干或材料中获取有用信息的能力。掌握“化学工艺流程图”的解题方法与技巧。
教师活动：④步骤（iv）除去杂质的化学方程式可表示为
3Fe3++NH4++2SO42-+6H2O=NH4Fe3（SO4）2（OH）6？邬+6H+
过滤后母液的pH=2.0，c（Fe3+）=a mol・L-1，c（NH4）=b mol・L-1，
c（SO42-）=d mol・L-1，该反应的平衡常数K= （用含a、b、d的代数式表示）。那读完本道题，我们同学可以放宽心了，因为本题和流程没有关系了，我们不用管流程了，只需用我们所学的关于平衡常数K的表达式进行解答就可以了。
[小结]
分析本道例题后，请同学们自己回味一下我们刚才的分析解题思路。小结一下解答化学工艺流程图的方法。然后完成练习卷上的2013年福建省质检理综24（3）。
（3）利用Na2S为沉淀剂由锌灰可制得ZnS。锌灰经稀硫酸浸取后所得浸取液含Zn2+、Cd2+、Al3+、Fe2+、Fe3+等，由该浸取液制备ZnS的工艺流程如下图所示。
①步骤（i）所得滤渣中含有铝元素的物质为 （填化学式）。
②步骤（ii）所加ZnO的作用为 。
③步骤（iii）中得到Cd单质的离子方程式为 。
学生活动：小结解题方法，练习2013年福建省质检理综24（3）。
设计意图：强化解题方法，培养独立思考、解决问题的能力。
教师活动：（总结）化学工艺流程图对我们来说看起来似乎是比较难，俗话说一口吃不成大胖子，只要我们同学夯实基础知识，掌握解题方法，再经过一段时间的练习，积累一些解题的经验，那么我们就可以较轻松地解答这种题型。
【教学反思】
化学工艺流程图虽然题型较为新颖，但是只要学生掌握了解题的方法与技巧，也可以取得较高的分数。在以后的教学笔者认为要注意以下两点：
1.注重提高学生知识储备的数量和质量。化学工艺流程图涉及的知识点多，综合性高。如果学生知识储备数量大，质量高，看到题目后能快速反应出答题的方向，那么解决问题的成功率就会加大。
2.习题讲评中，善于引导学生进行总结，总结答题经验与答题规范甚至是类似问题的答题模板。
（作者单位 福建省漳州市第三中学）