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高中化學物質制備實驗總結范文1
【關鍵詞】氧化還原 化學教學 引領作用
【中圖分類號】G633.8 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2013）05-0167-01
“氧化還原”蘊含著精煉有序的“簡單美”和對立統一的“動態美”。它不僅在知識體系中占有舉足輕重的地位，還應用到生產、生活及科研等多個領域，是中學化學課程中典型的核心概念，以此為例挖掘其在化學教學中的潛在價值，旨在為探究核心概念在化學教學中的引領作用提供新的思路。
一、對化學反應類別及其應用學習的引領作用
氧化還原概念的建立，能使學生以全新的思維看待化學反應的類型。學生之前對化學反應分類的認識有限，而現在學生能從微觀角度―依據有無電子的轉移將化學反應分為氧化還原反應和非氧化還原反應。而且，此前學生對化學反應的微觀認識僅停留在原子間的重組；學習了氧化還原之后，建立了“原子在重組時是否發生電子轉移”這一全新的視角，拓展了其對化學反應更為本質的微觀認識。通過對氧化還原應用價值的分析，能使學生初步構建利用化學反應的思維角度，如實現某物質中相同元素不同價態間的轉化、不同形式能量的轉化、重要物質的制備與合成等。
以《化學能轉化為電能》為例：自發進行的氧化還原反應是構成原電池的核心，教學時應緊緊圍繞這個核心展開。首先組織學生分組實驗：①Zn片插入稀硫酸；②Cu片插入稀硫酸；③Zn片、Cu片同時插入稀硫酸；④用導線把Zn片、Cu片上端連接，一起插入稀硫酸。各組派代表描述實驗現象，分析原因。然后引導學生聚焦實驗④，分析其中的電子轉移并得出相關結論。在此基礎上便可進一步提出，若將電流計換成小燈泡，這就像一個電源向小燈泡供電，稱這樣的裝置為原電池。學生只有在結合氧化還原反應以充分理解原電池的實質之后，教師才能開展后續關于其形成條件的探究，在原電池、電解池等知識的學習中，學生對氧化還原概念的理解顯得尤為重要，只有真正從微觀本質上加以理解，才能在學習中游刃有余。
二、對化學物質及其性質學習的引領作用
氧化還原概念的建立，能使學生建立認識物質類別和性質的新視角。學生對物質的認識局限于酸堿性、哪些物質之間能發生反應。學習該內容之后，便能夠對所接觸的物質建立氧化性和還原性的認識維度，并主動從氧化還原的角度進行分析。如學習了氧化還原概念后，學生能認識到大多數金屬具有還原性，而不是僅知道鐵、鋅等能與鹽酸反應，即脫離具體的化學反應而就物質類別談性質，更好地實現知識建構。
以《溴、碘的提取》為例：該課時的教學要巧妙結合氧化還原反應，引出溴、碘單質及其化合物的學習，尤其是鹵素性質的比較。首先設計三組探究實驗，學生在觀察現象、交流討論后做出總結。明確溴、碘的提取可以通過含溴離子或碘離子的溶液中加氯水來實現。然后從氧化還原的角度分析，得出三者的氧化性順序是Cl2>Br2>I2。引導學生回顧Cl2的化學性質，并以此推測溴、碘分別與金屬、非金屬、水和堿等的反應。學生在掌握Cl2性質的基礎上，學習溴、碘的化學性質，就如魚得水了。面對陌生的物質，學生能否自主、能動地分析該物質可能具有的性質，是判斷學生是否已經真正建立認識物質分類和性質新視角的重要依據。只有將某種化學物質性質的學習上升到某類物質性質的學習，才能內化為學生頭腦中的理性認識，提高分析問題的能力。
三、對研究物質性質思路和方法形成的引領作用
原先只能從物質類別的角度認識其性質，學習氧化還原概念后，學生能夠形成認識和研究物質性質的一般思路和方法。物質含有可變價元素時，處于高價，則能夠降低，體現氧化性；處于低價，則能夠升高，具有還原性；處于中間價態，則同時具有氧化性和還原性。學生可以從中心元素的化合價預測其可能具有的性質，再選擇合適的氧化劑或還原劑，設計實驗加以驗證。
以《硫及其含硫化合物的相互轉化》為例：人類對硫元素的利用，本質就是實現含硫物質的相互轉化。演示實驗：①在Na2S溶液中滴加I2；②在H2S中滴加FeCl3溶液。學生發現兩者均有黃色沉淀生成，并據此寫出反應方程式。引導學生分析得出-2價的S是硫元素的最低價態，只具有還原性，可以通過加入合適的氧化劑，使-2價的S轉化為0價的S單質。同理，再通過KMnO4與Na2SO4、H2S與H2SO4的反應證明處于+4價的S同時具有氧化性和還原性。接著，引導學生預測S單質可能的性質，并自行設計實驗加以驗證。學生在緊密結合氧化還原概念的基礎上，才能輕松地歸納出含硫物質間的轉化規律：S處在最高價只有氧化性，處在最低價只有還原性，處在中間價則既有氧化性，又有還原性；實現硫元素不同價態間的轉化可以通過氧化還原反應得以實現。本課時重難點得以突破的同時，也為學生形成元素化合物學習的一般方法、構建元素周期律奠定基礎。
四、對實際現象和問題分析能力培養的引領作用
通過氧化還原概念的學習，學生對于某些實際現象和問題的分析能力得到進一步發展。例如：對鐵生銹、蘋果切開易變黃、植物光合作用等現象的解釋；利用含高價元素的金屬礦物制備常用的金屬材料；以及常見化學電源的工作原理、人和動物對能量的消耗等等。真正將化學同自身生活經驗和對周邊事物的觀察相結合，實現知識的良好建構。
總之，核心概念（key concept）是學科知識結構的脊梁，具有超越課堂的遷移價值和應用價值。在高中化學課程中，諸如“氧化還原”的核心概念很多，如物質的量、離子反應、化學平衡狀態等等。如何把握核心概念并深入挖掘其在整個化學教學中的潛在價值，對每位化學教育工作者都是一個挑戰。
參考文獻：
[1]中華人民共和國教育部制訂.普通高中化學課程標準（實驗）.北京：人民教育出版社，2003.
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高中化學物質制備實驗總結范文2
教學與知識之間有著內在的、天然的、不可分割的聯系，所以，教學策略的設計必須針對知識類型的實際。
我國20世紀的化學教學大綱或課程標準都是從知識屬性的角度對化學知識進行分類的。從1923年分科設置課程綱要開始，逐漸演變并基本固定為化學基本概念和原理、元素化合物知識、化學基本計算、化學實驗以及化學用語等五個方面。恢復高考制度以來的考試大綱一直將化學知識分為“化學基本概念和基本理論、常見元素的單質及其重要化合物、有機化學基礎、化學實驗和化學計算”等五大類。而新課程高考化學考試大綱，雖然在考試內容部分將化學知識分為“化學科學特征和基本研究方法、化學基本概念和基本理論、無機化合物及其應用、有機化合物及其應用和化學實驗基礎”等五個方面，但在內容比例部分還基本保留了傳統的分類方法。
知識分類就是根據特定的需要和標準，通過比較，把人類的全部知識按照相同、相異、相關等屬性劃分成為不同類別的知識體系，以此顯示在知識整體中應有的位置和相互關系。在知識分類的歷史上，不同的知識觀有不同的知識分類理論與標準，因而產生了形形的知識分類方式。為了更好地實現教育目標，人們把知識分為事實性的、概念性的、程序性的和元認知性的四大類。
縱觀傳統的化學知識分類方法和知識分類理論的實際，可以將兩者結合起來，并把化學知識劃分為物質知識、觀念知識和方法知識三大類。其中，物質知識主要屬于事實性知識，包括無機化合物及其應用和有機化合物及其應用；觀念知識主要屬于概念性知識，包括化學科學的特征以及化學基本概念和基本理論；方法知識主要屬于程序性知識，包括化學科學的基本研究方法，如化學實驗基礎和化學計算等。由于中學化學限于原子和分子層面，中學生認識的化學是“在原子、分子水平上識別和創造物質的一門科學”。所以，可以認為在高中化學知識中，物質知識是“識別和創造”的對象，觀念知識是“識別和創造”的思想，方法知識是“識別和創造”的工具。物質知識是整個學科知識的基礎，也是觀念知識和方法知識的載體，觀念知識和方法知識既要依靠物質知識的支撐，又能促進物質知識的獲取。因此，化學學科要實現促進學生學科素養提升的終極目標，應該從獲取化學事實、形成學科觀念和掌握科學方法三個維度進行教學策略的設計。
新世紀以來實施的《普通高中課程方案（實驗）》為了構建重基礎、多樣化、有層次、綜合性的課程結構，以適應社會需求的多樣化和學生全面而有個性的發展，設置了由學習領域、科目、模塊三個層次構成的課程結構。據此，《普通高中化學課程標準（實驗）》（以下簡稱《課標》）將科學領域化學科目劃分為八個模塊，同時又把模塊分為必修和選修兩大類。下面從物質知識、觀念知識和方法知識三個維度，闡述在高中化學必修模塊教學中促進學生學科素養提升的相關策略。
二、物質知識維度的教學策略
本文所說的“物質知識”實際就是“元素化合物知識”。在《課標》所構建的課程結構中，必修模塊的物質知識主要分布在“化學1”的“常見無機物及其應用”和“化學2”的“化學與可持續發展”兩個主題。其中“常見無機物及其應用”對應“單質與無機化合物”知識，“化學與可持續發展”包含“有機化合物”知識。從《課標》的安排和學科知識的邏輯關系看．物質知識是高中化學知識的基礎和核心。為了使學生能準確獲取物質知識，以便在此基礎上生長出相應的觀念知識和方法知識，可以采取下列教學策略。
1．在社會生活情境中認識物質知識
由于《課標》對物質知識的處理，突破了傳統的物質中心模式，不再追求從結構、性質、存在、制法、用途等方面全面系統地學習和研究物質，這時，我們可以從學生已有的生活經驗出發，引導學生關注身邊的物質，將物質知識的學習融入有關的生活現象和社會問題的分析解決活動中，從而體現物質與自然界和社會生活的密切聯系，并且通過對物質知識的學習加深對環境和社會生活問題的理解和認識，使學生直接體會到所學知識的社會價值。如關于氯氣性質的教學可以借助液氯泄漏事故報道錄像的有關畫面進行，以突出基于“社會中心論”的教學思想。
2．以核心概念為指導學習物質知識
為了使學生能借助于一定的基本概念認識無機物的性質及其變化規律，《課標》在“化學1”中安排了物質的分類、氧化還原反應、離子反應等基本概念，并與單質和無機物知識安排在同一主題。限于化學l的模塊功能，這些概念雖然是淺顯而又有限的，但它們有助于學生對物質知識的理解，并對物質知識的學習具有一定的指導作用，我們在進行教學設計時要領悟《課標》的立意，充分發揮這些概念在學生學習物質知識過程中的指導作用。如鈉與水反應生成氫氧化鈉時，由于反應物中鈉元素和氧元素的化合價都處于最低價態，而氫元素的化合價處于最高價態，所以只能是氫元素的化合價由+1價降低為0價，反應的氣體產物為氫氣。這一確定鈉與水反應氣體產物的假說，就是依據氧化還原反應的規律提出的。
3．在已有知識基礎上獲取物質知識
美國現代著名心理學家奧蘇貝爾認為，學習新知識的關鍵是要建立起新舊知識之間的聯系。他曾說，“影響學習的唯一最重要因素就是學習者已經知道了什么。要探明這一點，并應據此進行教學”。因此，要組織學生探究物質知識，應注意從學生已有的知識出發設置相關問題，將學生有效地引入新知識的探究情境之中，從而達成獲取有關物質知識的學習目標。如過氧化鈉和氧化鈉都是鈉的氧化物，由于氧元素的化合價不同，所以兩者的性質既相似又不同。在過氧化鈉性質的教學過程中，可以針對學生已知氧化鈉性質的實際，通過對過氧化鈉和氧化鈉組成與性質的比較分析，并結合有關實驗檢驗等探究活動，使學生獲得對過氧化鈉性質的認識。
4．按研完的一般思路探究物質知識
物質知識的教學不僅要向學生傳授知識，更要教給學生獲取知識的方法和思路。如對于SO2性質的研究可以有以下思路：SO2與CO2同屬于非金屬氧化物，CO2是酸性氧化物，SO2也應具有酸性氧化物的性質；SO2中硫元素的化合價處于其常見化合價的中間價態，所以SO2應該既具有氧化性又具有還原性；SO2是一種新認識的物質，除了根據其類別、組成元素的化合價等推測性質外，還可能具有其他某些特殊性質。然后結合相關實驗驗證推測的合理性，并形成對SO2性質的全面認識。這樣的教學設計可以教給學生研究物質性質的一般思路和方法，從而幫助學生提高學習其他物質知識的針對性和有效性。
三、觀念知識維度的教學策略
關于觀念知識，高中化學必修教科書按照《課標》的要求和學生的認知規律進行了整體化的設計和編排，主要包括化學研究的物質層次觀、化學中的相互作用觀、化學變化的形式觀、化學反應中的能量觀、化學反應的方向和限度觀、化學進化觀等幾個方面。由于學科觀念知識不僅是化學學科素養的重要構成部分，而且“具有超越事實的持久價值和遷移價值”，所以，我們應該在全面把握課程結構中學科觀念知識體系的基礎上，“圍繞學科基本觀念進行教學設計”，從而幫助學生形成應有的學科基本觀念。又由于觀念是客觀事物在人腦中留下的概括的形象，化學學科觀念通常是在化學事實性知識基礎上通過不斷的概括提煉而形成的。因此，幫助學生構建學科觀念常有觀念知識以物質知識為基礎和物質知識用觀念知識來概括兩個基本策略。
1．觀念知識以物質知識為基礎
運用分類觀念不僅能使有關化學物質及其變化的知識系統化，還可以通過分門別類的研究，發現物質及其變化的規律。為了使學生形成分類的觀念，有關分類的內容可以采用以下設計進行教學，以突出觀念知識對物質知識的依賴。
學習活動1：結合生活中（圖書館、超市等）分類的事例，思考物質之間具有怎樣的關系、應該怎樣對物質進行分類的問題。
基本理解：分類是學習和研究化學物質及其變化的一種常用科學觀念。
學習活動2：嘗試對已學過的化學物質和化學反應進行分類，并與同學交流。
基本理解：樹狀分類是根據對象的共同點和差異點，將對象區分為不同的種類，而且形成一定從屬關系的不同等級的系統的邏輯方法。
學習活動3：對幾組化學物質進行分類，并制作相應的樹狀分類圖和交叉分類圖。
基本理解：分類要有一定的標準，根據不同的標準可以進行不同的分類，樹狀分類法和交叉分類法是常見的分類方法。
2．物質知識用觀念知識來概括
乙酸的知識主要屬于物質知識。《課標》在“化學2”中要求學生知道“乙酸……的組成和主要性質，認識其在日常生活中的應用”，教科書又將其細化為乙酸的分子結構、酸性、酯化反應及主要用途。顯然，這些都是物質知識的內容。在“課程設計要圍繞核心觀念進行”的理念下，《乙酸》的教學可以從物質知識中概括出相應的學科觀念，以體現物質知識是觀念知識的基礎。
學習活動l：觀察乙酸分子的比例模型，認識乙酸分子的結構。
基本理解：物質有一定的組成和結構，乙酸的官能團是羧基。
學習活動2：設計實驗證明乙酸具有酸性，并通過實驗比較乙酸和乙醇分別與鈉反應的速率。
基本理解：有機分子中基團之間存在相互影響，乙酸分子中羥基上的氫原子比乙醇中的活潑，主要是由于羰基的影響。
學習活動3：閱讀關于“酒是陳的香”的解釋，分析乙酸和乙醇酯化反應的機理。
基本理解：酯化反應屬于取代反應，是有機反應的一種重要類型。
學習活動4：觀察和體會教師演示的乙酸乙酯的制備實驗。
基本理解：乙酸乙酯的制備是可逆反應，實驗中需要控制反應的條件。
學習活動5：總結乙酸的化學性質與分子結構的關系。
基本理解：官能團是決定有機物化學特性的基團，乙酸的化學性質主要由羧基決定。
學習活動6：結合生活實踐討論乙酸的用途。
基本理解:化學知識在生活中是有用的，乙酸與人類的生命、營養、健康密切相關。
四、方法知識維度的教學策略
高中化學必修教科書在著力構建物質知識和觀念知識體系的同時，根據不同教學內容的特點和學生認知規律．構建了符合學生探究能力發展需要的科學方法體系。其中，有的是讓學生在科學探究、思考與交流等活動中練習和運用，有的是讓學生通過閱讀科學史話進行體會和領悟。在教學過程中，我們應該對教科書中的方法知識體系了然于胸，通過挖掘教科書隱含的方法知識、利用方法知識組織教學內容、運用方法知識解決實際問題等多種途徑，有計劃、有步驟地落實方法知識的教學，不斷提高學生的科學探究能力。
1．挖掘教科書隱含的方法知識
物質知識和觀念知識是教科書編寫的主線，而方法知識處于相對隱性的地位。如關于鹵族元素的性質，教科書是用假說方法組織教學內容的。具體包括：(1)發現問題——鹵族元素原子的電子層結構的變化規律與堿金屬元素相同，它們的化學性質也能與堿金屬元素一樣表現出相似性和遞變性嗎？(2)提出假說——氟、氯、溴、碘在化學性質上也能表現出一定的相似性和遞變性。(3)驗證假說——獲取鹵素單質與氫氣的反應、鹵素單質間的置換反應等事實材料。(4)得出結論——鹵素都是活潑的非金屬，隨著核電荷數的遞增，元素的非金屬逐漸減弱。但是教科書對這四個步驟沒有具體說明和提示，教學中教師可以對假說方法進行顯化，并使學生明確假說是人們根據已有知識對所研究的事物或現象所做的初步解釋，它需要證實或證偽，而且科學理論最初都是以假說的形式出現的，并隨著科學研究的深入，不斷得到修正、完善和發展。這樣學生在以后的學習過程中就能比較自如地運用假說方法進行相應的探究活動。
2．利用方法知識組織教學內容
新課程高中化學教科書雖然增大了科學方法的外顯力度，但總體還稍嫌不夠。因此我們應該適當注意以方法知識為線索組織教學內容，在以物質知識和觀念知識體系作為課程內容展開主線的同時設計一個方法知識體系。例如關于“化學2”中“苯”的教學可以將其分解成八個學習任務：(1)用文獻方法了解苯的發現和來源；(2)用觀察方法認識苯的主要物理性質；(3)用假說方法確定苯分子的組成；(4)在認識苯的凱庫勒式的同時感悟直覺思維的意義；(5)用假說方法確定苯分子中沒有與乙烯類似的雙鍵；(6)用模型方法認識苯分子的平面正六邊形結構；(7)用演繹方法完成苯的取代反應和加成反應的化學方程式；(8)用綜合方法對苯的結構和性質形成整體認識。該教學過程突出了方法知識對物質知識獲取過程的指導作用，隨著教學的深入和學生感性認識的豐富，可以逐漸提高對這些科學方法的要求，最終實現方法知識的教學目標。
3．運用方法知識解決實際問題
高中化學物質制備實驗總結范文3
為何有機化學讓相當多學生望而生畏呢？筆者對所在學校的學生進行了抽樣調查，結合十年的教學經歷得出以下幾點淺顯原因。
一、有機化學接觸的時間短
從初中三年級開始學習化學以來，除了在必修二中有一個單元的有機教學內容外，學生學習的都是無機的內容，對于無機化學的學習的基本思路、方法都已經習慣了。打個比方，無機化學就像是一熟人，哪怕換了件衣服或發型，見了自然熟悉親切；而有機化學則是一陌生人，來自另一個星球，學生心理上會有些排斥。
二、有機化學學習的時間緊，大多內容復雜繁多
有機化學基礎是普通高中化學的選修模塊，在人教版教材中有以下內容：
引言
第一章 認識有機化合物
第二章 烴和鹵代烴
第三章 烴的含氧衍生物
第四章 生命中的基礎有機化學物質
第五章 進入有機合成高分子化合物的時代
結束語 有機化學與可持續發展
首先，物質種類多。就烴這一部分就涉及烷烴、烯烴、芳香烴。其次，概念、反應類型、有機物實驗方法以及物理上的光譜分析較復雜。在一個學期的時間里要學習內容繁多的一本教材確實不太容易。
三、必修2有機部分的教材編排不夠合理
個人認為，必修2有機部分應該是選5的一個鋪墊和預熱。但必修2第3章里有機內容基本上是以常識性知識和典型物質為主，編排過于單薄而且不成系統，沒有涉及類的思想。物質之間也難以連成線、形成面，缺乏對有機物學習思想的滲透，學生只能死記硬背，弱化了鋪墊和啟下的這種功能。
那么，怎樣使學生喜歡上有機化學基礎且學得輕松呢？筆者認為應該從兩個方面著手。學習是教師的導和學生的學和諧共生的一種活動。
（一）教得得法，教得有趣
興趣是最好的老師。哪怕學生有畏懼情緒，只要教師能激發學生的興趣，學生自然能夠迎難而上，問題自然迎刃而解了。
1.整合教材，合理利用化學實驗
有機化學基礎中設計了大量的教學實驗，都有非常明顯的現象，對提升學生的興趣有很好的幫助。
2.教材里的資料卡片、科學探究、科學視野可以通過學生自學、小組討論、小組活動等不同形式完成，并對學生的表現做出及時的評價和鼓勵
3.人文思想的滲透讓有機化學更有生機活力
有機化學基礎中有大量的化學史和化學趣事，在教學中巧妙地運用可謂是一舉數得。如苯的結構的發現等。
4.精確把握教材的深廣度
傳統的化學教學觀念是“嚴格按課標要求，不越雷池半步”“不越位，不拔高”“只用減法，不用加法”。教師在實施具體的教學時應把教學側重點從對知識點的深挖、遷移和拓展層面，轉移到通過化學基本知識的學習，使學生體驗科學研究的過程，不增加學習難度。
5.教給學生學習方法
有機化學強調從典型到一般，結構決定性質，遷移發散的思想。
（二）學得巧妙，學得高效
1.掌握學習有機的基本方法
有機物種類繁多，在學習的過程中依據每類有機物的結構、性質以及結構與性質間的關系，分類歸納每類有機物的通式和通性。如在“烴的衍生物”一章中，知識是以官能團為主線展開的，所以在學習衍生物時，要首先抓住官能團的結構特點去推斷衍生物的特性，再由性質進一步驗證其結構，充分認識到結構決定性質的辯證關系。聯系結構，記清性質。對比種類，記準性質。舉一反三，用活性質。其次通過實驗加深對這一類有機物性質的理解。
2.后續知識要及時與前面相關知識聯系，使內容結構化
學會對知識進行總結整理是高效學習必不可少的重要環節。比如，使酸性KMnO4溶液褪色的有機物種類有哪些？等質量或等物質的量烴燃燒耗氧量問題，水浴加熱的實驗有哪些？溫度計使用等。要不時總結匯編以提高學習效率。
參考文獻：
高中化學物質制備實驗總結范文4
一、地位及作用
本節在新課標人教版必修一第一章，是在強調化學實驗安全性的基礎上，通過“粗鹽的提純”實驗復習溶解、過濾和蒸發等基本操作的同時，引入除雜質和離子檢驗的知識.分離方案設計過程中，不僅引導學生選擇合適試劑，還要考慮加入試劑的量及先后順序.這樣由已知到未知，由簡單到復雜，逐步深入.既與初中化學實驗和化學知識相銜接，又為高中化學知識穿針引線；化學家要研究一種物質，首先要考慮怎樣從混合物中將這種物質分離出來，怎樣提純再進行分析、檢測，研究它的結構、組成.所以混合物的分離和提純是物質研究過程的第一個環節，是激發學生對化學產生興趣的第一步，本節課對發展學生的科學素養，引導學生有效進行高中階段化學學習，具有承前啟后的作用.教學重在了解科學探究的基本過程，學習運用以實驗和推理為基礎的科學探究方法，認識化學是以實驗為基礎的一門科學.
二、學習目標
（1）學會用過濾和蒸發的方法對混合物進行分離.
（2）能夠利用溶解性表選取檢驗和提純常見化學物質的試劑.
（3）能合理設計提純含多種雜質的物質的實驗方案，并考慮所加試劑的先后順序、用量及試劑過量后的處理等問題.
（4）通過探究、交流與合作等方式，在學知識的過程中發現問題、分析問題、解決問題.
（5）學生通過參與粗鹽提純過程，養成耐心、細致的實驗操作習慣.
（6）享受實驗成功的喜悅，增強學習化學的興趣.
三、學習重點
提純含多種雜質的物質的實驗方法、實驗方案的設計，特別是加試劑的先后順序
四、教法、學法
課堂上學生的思維往往是從任務或問題的提出開始，即“不不啟，不悱不發”.本節課根據我校學生實際，以“問題教學”為主導，綜合討論交流、動手實驗等教學方法，完成任務.通過設“障”立“疑”，造成學生對所學內容時時有疑難問題可思，有各種矛盾待解決的境地，促使他們參與到教學中，運用所學知識去探求和解決遇到的各種新問題，使學生處于“憤”與“悱”的狀態.
學生是學習的主體，“會學”是目的，在教學中不斷指導學生學會學習.整體上采用的學法主要是增加學生參與獲取知識的機會，體驗成功感，同時邊學邊實驗、觀察將學生置于主體地位，發揮其主觀能動性，將知識的形成過程轉化為學生親自探索應用的過程.
五、過程
1.聚焦課堂，引入新課
問題1：哪位同學知道海水曬鹽的過程？
海水 蒸發池 結晶池
問題2:利用海水“曬鹽”得到的是食鹽嗎？其中含有一些可溶性雜質，如氯化鎂、氯化鈣、硫酸鹽；還含有一些不溶性雜質，如泥沙.
問題3:如何將粗鹽進行分離和提純，制備較純凈的NaCl呢？
展示粗鹽和精鹽找到區別
教師出示：一瓶食鹽，一瓶粗鹽，一瓶食鹽的水溶液，一瓶粗鹽的水溶液.
討論有那些雜質？可以用什么方法除去？
2.我的思維我作主
問題1:怎樣除去粗鹽中的不溶性雜質？
問題2:怎樣除去粗鹽中的可溶性雜質？
應該有哪幾個步驟呢？你設計每步的依據是什么？
提示：一些物質在水中的溶解性（見學案）.
學生小組討論后交流.
全班評價.
進一步設疑：
問題3:為保證除雜完全，對所加試劑的量有何要求？
問題4:所加試劑順序可以調整嗎？為什么？
（教師發現典型，及時評價；根據問題，及時指導）
【學生活動】
觀察：①固體食鹽與粗鹽的外觀差異；
②食鹽與粗鹽的水溶液的外觀差異.
(1)分組討論：（教師深入實驗小組，了解情況、發現問題、發現典型）
①通過觀察、比較固體食鹽與粗鹽的外觀和食鹽與粗鹽的水溶液的外觀，你得出什么結果？
②除去粗鹽中不溶性雜質，你采取什么方法？
③粗鹽提純的基本步驟有哪些，怎樣設計？
④每個步驟，應該注意哪些問題？
(2)交流討論結果
①組內交流，形成方案.
②全班交流，互為補充
談各組方案的
優缺點，做出合理評價.
總結：粗鹽提純的過程
討論：進行實驗操作時的要領和注意事項
設計意圖:通過思考、討論，合作交流，發表自己的看法，培養主動思考習慣和合作意識.通過實驗探究，獲取新的知識，用新知識來解決問題，探究問題的能力與創新思維得到充分發展.
3.我的實驗我動手
萬事俱備，只欠動手，要求：
每組至少有一名實驗記錄員，負責分工，記錄出現問題，產生的疑問，與老師的溝通等.
(1)分組實驗：分工協作，分步操作，記錄現象及數據.（教師巡回指導，了解情況、發現問題、發現典型）
(2)交流實驗結果：各組代表匯報實驗結果，交流實驗的得與失.
(3)學生評議，提出疑問.
評價總結：
（1）NaCO3溶液必須在BaCl2溶液之后加入.
（2）鹽酸必須在NaCO3和NaOH溶液之后加入.
學生活動:
分工協作，分步操作，記錄實驗現象.
各代表匯報實驗結果，交流實驗得與失.
設計意圖:培養學生的探究能力、動手能力、分析問題，解決問題能力；從身邊的事物出發，聯系實際，學生既感到親切，又感到有用.教學過程以學生自主性學習為主，注重了協作性學習與探究性學習相結合，個體學習與集體學習相融合，讓學生成為真正意義上的學習主體.
4.我的收獲我總結
(1)本實驗用到了哪些分離提純的方法？
(2)過濾過程中需要注意哪些問題？
(3)蒸發過程中需要注意哪些問題？
你發現了嗎？
在我們身邊和日常生活中有很多將混合物中的幾種物質分開，從而得到比較純凈的物質的例子，說說看，你知道哪些？
5.我的疑問我再探
拓展延伸:
(1)經過以上實驗得到的NaCl是否就不含其它雜質了呢？如何通過實驗加以檢驗？如果有，還可能是什么雜質？
(2)分離和提純含多種雜質的混合物需注意什么？要遵循哪些原則？
(3)設計方案分離BaCl2和NaCl的混合物.
學生活動:
這節課我學到了什么？各位同學交流與互查.
高中化學物質制備實驗總結范文5
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關鍵詞 教育游戲 娛教技術 化學游戲 520化學動漫撲克
教育游戲是嚴肅游戲的一種，是專門針對特定教育目的而開發的游戲，具有教育性和娛樂性并重的特點。在國外，一般把“教育游戲”分為“Edutainment”和“Educational Games”。“Edutainment”是指教育中的娛樂形式，即通過在教學中使用各種娛樂形式，實現一定的教育目的，國內稱為“娛教技術”；而“Educational Games”則是指把教育內容以電腦游戲的形式在計算機平臺上呈現的一類教育游戲。
檢索國外Journal of Chemical Education（JCE）、science Education（SE）、Journal of Research in Science Teaching（JRST）等核心期刊的相關文獻，筆者發現從19世紀初開始國外已有一些教育游戲應用于課堂教學活動中，特別是歐美發達國家研究人員針對中學化學學科特點，開發了Quia web、Old Prof、Corel ChemLab等各種不同類型的教育游戲。但涉及內容較為單一，娛樂性較強，而學科知識性顯得不足，也并沒有得到廣泛推廣。
中國港澳臺地區有諸如香港中文大學與華南師范大學合辦的“學習村莊”，臺北教育局負責的“臺北教育入口網”，臺中教育大學開發的“科學游戲實驗室”，但只涉及到小學科學常識。中國大陸地區對教育游戲的研發起步較晚，而專門針對中學化學領域教育游戲的研發僅十幾年。雖然近幾年國內許多學者和教育專家在不斷探索中取得了一些成果，但目前為止該領域蘊藏的巨大潛能有待進一步開發。
為此，有必要對中國大陸地區中學化學教育游戲設計情況進行系統地分析。本文將分別闡述中國大陸地區“娛教類化學教育游戲”和“信息技術類化學教育游戲”的概況，特別介紹華南師范大學化學教學與資源研究所開發的產品，最后介紹該領域教育游戲開發的新進展，以便全面了解中國大陸地區中學化學教育游戲的設計研究情況，為今后設計更高水平的中學化學教育游戲提供參考與借鑒。
1 中國大陸地區娛教類中學化學教育游戲的設計概況
筆者以“化學游戲”為關鍵詞在中國期刊網全文數據庫（CNKI）和谷歌（google）、百度（baidu）等搜索引擎中進行檢索并歸類，把目前中國大陸地區娛教類中學化學教育游戲大致分為“化學實驗類游戲”和“化學卡片類游戲”2類，統計信息見表1。
1.1 化學實驗類游戲
“化學實驗類游戲”就是利用化學中的某一個或幾個知識點用魔術表演等方式呈現的游戲形式。例如，有的化學教師在化學課上利用化學知識變魔術，學生看到的“冰棒點煙”、“不沉的肥皂泡”等就屬于這類化學游戲。此類游戲利用魔術實驗引發學生的好奇心，能夠激發學生主動探究化學知識的熱情。
1.2 化學卡片類游戲
另一種游戲是“化學卡片類游戲”，這種游戲用卡片作為載體，通過一定的游戲規則考查化學用語知識。吳茂江的“實驗儀器和藥品”游戲目的是幫助學生認識化學實驗儀器的名稱、規格、性能、使用范圍及使用方法，了解常見化學藥品的名稱、化學式、物理性質、化學性質、主要用途及制備方法。此類游戲玩法單一，重在考查識記性的化學知識，趣味性不強。
化學撲克牌游戲是卡片類游戲中非常熱門且較為成熟的一類游戲。筆者在中國專利數據庫以“化學撲克牌”為關鍵詞進行搜索，共計有7種化學撲克牌申請了國家專利。在“淘寶網”、“當當網”、“亞馬遜（中國）”等國內知名網絡購物網站以“化學撲克牌”為關鍵詞進行搜索，發現僅有錢揚義課題組的“中學化學撲克牌”和“化學智力撲克牌”2種產品在淘寶網提供銷售。目前，中國大陸地區從知名度、可玩性、銷售額等關鍵指標看，影響最廣泛的化學撲克牌產品是由華南師范大學化學教學與資源研究所的錢揚義教授課題組所開發的“520中學化學撲克牌”。
初、高中化學涉及到的化學方程式、元素名稱及符號等化學用語一直都是教學重難點，呈現出教學時間短、數量多、難記憶的特點，“520中學化學撲克牌”開發的目的就是幫助學生解決識記難點，寓教于樂，輕松學好化學。每套產品包含初三化學、高中金屬及其化合物和高中非金屬及其化合物共3副撲克牌：第一盒牌（初三化學全冊）總計56張牌，涉及初中化學常見的59個方程式，第二盒牌（高中金屬及其化合物）包含56張牌，第三盒牌（高中非金屬及其化合物）有68張牌，全面覆蓋高中化學教材中86個化學反應方程式?？偣?80張牌展現了近70種中高考常見物質的顏色、狀態、性質和用途，不同知識水平的玩家可選擇其中的一副或多副牌來玩。它以湊齊完整化學方程式為基本原則，通過串出、單出、多補、對出等多種出牌方式進行游戲，學生還可根據化學反應規則靈活地制定更多的游戲規則。這款撲克牌既能鞏固元素化合物的知識，又能激發學生學習化學的興趣，已在華南地區和湖北、貴州等中國大陸地區的11個省、自治區、直轄市得到推廣。
縱覽以上中國大陸地區娛教類化學教育游戲，筆者認為設計者抓住了“化學是一門以實驗為基礎的自然學科”以及“不懂化學用語，就無法進入化學之門”這2個關鍵點，令化學實驗類游戲發揮了趣味性和生動性，令化學卡片類游戲體現出知識性和創造性，一定程度上激發了學生主動學習化學的內在動機。但是在信息技術迅猛發展的21世紀，傳統的游戲已經不能滿足現代教育的需求了，一場變革正在襲來。
2 中國大陸地區信息技術類中學化學教育游戲的設計概況
隨著信息技術的發展，基于信息技術的教育游戲逐漸成為學界關注與推崇的新領域。多媒體信息技術以其在生動性和直觀性方面無可比擬的優勢，對當代中學化學教學策略改革產生了巨大的作用，相關教育游戲的開發已成為熱點。從對網絡需求的角度來劃分，信息技術類中學化學教育游戲可以分為單機版游戲和網絡版游戲。
2.1 單機版化學教育游戲的發展概況
目前，中國大陸地區單機版化學教育游戲大部分都是基于flash制作軟件開發的。最初，大陸地區一些學科教師針對部分抽象的學科知識，開發了一些化學Flash小游戲：北京師大亞太實驗學校的姚斌在2003年開發了一款元素周期表Flash拼圖游戲；安陽市一中化學組教師開發了化學儀器組裝游戲；浙江洞頭二中姚宗演老師開發了開心學化學的射擊方程式游戲。這些Flash小游戲針對的知識點比較單一，學科知識性很強，情境性薄弱，制作水平比較粗糙。
之后，某些大學的教育技術專業、化學師范專業等師生也把設計學科教育游戲作為自己的研究方向，他們用C#、Java等更高級的編程語言設計出各種各樣的游戲。韓山師范學院化學系的鄭楚萍、許越、吳錦偉等設計了一款名叫“沉淀連連看”的記憶游戲軟件，目的主要在于培養初三學生對化學的興趣；西華師范大學教育技術學院王琳、刁永鋒以《哈利·波特》為題材，改編了一段《哈利·波特與寶藏》的游戲情節，講述了哈利為了不讓寶藏落人妖魔之手，歷經艱難坎坷，終于來到古墓，成功獲取寶藏的故事。該游戲類似于所謂的RPG（角色扮演類）游戲，它設計有4個場景，串聯起5大化學知識點，每個場景由情節展示、模擬試驗、原理講解3個環節構成，此游戲情境性較強，知識點也較為豐富。
2.2 網絡版化學教育游戲的發展概況
在中國版權保護中心（http：//ccopyright.com.cn）以“化學”、“游戲”、“撲克”等關鍵詞進行檢索，僅找到一款具有計算機軟件著作權的網絡版化學教育游戲——化學動漫撲克牌游戲軟件V2.0（登記號：2008SR22697分類號69000-8700著作權人：錢揚義，陳建林）。筆者又在google和baidu等搜索引擎中鍵入“化學網絡游戲”、“在線化學游戲”等關鍵詞進行搜索，發現中國大陸地區有一款在線化學教育游戲——化學動漫撲克牌游戲，它與在中國版權保護中心檢索到的軟件是同一款游戲，由華南師范大學化學教學與資源研究所設計。該游戲系統由化學網絡撲克動漫游戲客戶端軟件和相配套的官方網站——“我愛你”游戲網（520hx.com.cn/yx）組成，2者分別為玩家提供游戲服務和相關信息。此款多人在線的化學網絡撲克動漫游戲是紙質版化學撲克牌在信息技術平臺上的延伸，該游戲結合多媒體信息技術，將所要考查的化學用語（化學式、化學方程式、物質的化學性質等）通過撲克牌的形式呈現，以湊齊完整化學方程式為基本原則，通過串出、單出、多補、對出等多種出牌方式進行游戲。它可以讓不同地域的人們通過網絡，方便地進行化學撲克牌游戲比賽，玩家還可通過聊天功能交流心得體會。
筆者的課題組選擇了廣東省河源市某中學進行該軟件的教學應用實驗。通過化學用語前測，作為被試的高一年級1班和2班的t檢驗顯著性概率為0.962（此概率>0.05），即2班整體水平相當，隨機選取1班作為實驗班，2班作為控制班。調查顯示，97%的學生存在著化學學習上的困難，40%的學生存在化學用語書寫的困難，但100%的學生會使用電腦，其中71%的學生接觸電腦時間超過2年，由此，實驗對象經過簡單的游戲培訓后，可以順利操作化學網絡撲克游戲軟件。作為對照，實驗班使用該軟件，而控制班不使用。2周后，通過讓實驗學生填寫調查問卷和化學用語后測檢驗該游戲應用效果，結果顯示，實驗班前測和后測的成績有了明顯差異，后測均值高于前測均值3.31分；實驗班和控制班的后測成績雖然差異較小，但實驗班均值高于控制班1.83分。
通過對學生們調查問卷的分析，高達90.90%比例的學生對該游戲充滿期待；52.73%的學生認為該游戲難度水平適中且比較符合學生的認知水平，而另外的18.18%學生覺得游戲偏難，需要經過一定時間的練習才能顯著增加勝率；81.82%的學生表示能夠意識到自己對化學方程式的掌握程度；47.27%的學生覺得此游戲能幫助自己學好化學，另外的21.82%學生覺得它能夠給人帶來樂趣，玩牌過程使人心情舒暢。課題組還以“期望度”、“吸引力”、“互動性”、“操作性”、“節奏感”、“沉浸感”、“趣味性”等6個關鍵指標對該游戲可玩性進行量化分析（見圖1），結果顯示該游戲可玩性較高。有同學在訪談中這樣說到：“自從上高中以來，我就覺得高中的化學方程式特別多而且特別難記，在玩化學網絡撲克牌的過程中，我不知不覺地就對化學方程式的記憶產生了興趣，游戲結束后，我會主動地去看我在玩游戲的過程中我不會的方程式，然后爭取在下次玩牌時取得勝利?！庇械膶W生提出建議，希望能夠再增加離子反應和氧化還原反應游戲大廳，還有學生希望更有化學的特色，如把卡通人物改為知名的化學家，自由選擇人物角色等。
此外，課題組隨機選擇了110名華南師范大學2007級化學教育專業本科生作為調查對象，以李克特式5點計分法調查職前教師對化學網絡撲克動漫游戲的態度。從圖2中可以看出，職前教師對化學網絡撲克牌的推廣持積極的態度；90%以上的職前教師認為游戲化教學方式讓他們耳目一新，并認為化學網絡撲克牌是一種很有價值的教育工具；70%以上的職前教師愿意花時間來研究化學網絡撲克牌游戲教學法，并肯定了化學網絡撲克游戲能夠吸引學生的注意力，有利于學生學習和掌握化學用語。調查也顯示，眾多職前教師趨向于在課余時間而不是課堂時間使用該游戲，所以，化學網絡撲克動漫游戲的使用是否能提高課堂教學，還有待于進一步的研究。此外，職前教師還對游戲的內容、界面、功能和可持續發展方面提供了許多有參考價值的建議。
綜上所述，中國大陸地區基于信息技術的化學教育游戲吸取了娛教類的游戲設計靈感，讓部分娛教類游戲實現了與信息技術的整合。游戲題材比娛教類的更為多元，除了化學用語，也涉及到實驗儀器的組裝和實驗現象的描述等方面；部分游戲設計因為有一線教師的加盟，所以在具有一定趣味性的同時，學習目標明確；網絡版化學撲克牌游戲是大陸唯一具有軟件著作權的在線化學教育游戲，它改變了傳統的學習方式，能使學生有機會“從做中學”，有助于激發學生的學習興趣，也能夠幫助教師解決化學用語教學難點問題，通過該游戲平臺，學生可以打破地域、時間和學習水平的限制，在游戲中自主探索學習和合作學習。
但中國大陸地區信息技術類化學教育游戲設計畢竟還處于起步階段，其中還反映出很多不足之處，比如，部分游戲的形式設計盡管有趣，但游戲任務并未與學習目標緊密聯系；技術水平上與商業游戲相差甚大，大部分游戲還比較粗糙簡陋。不過可以看出，信息技術類化學教育游戲被越來越多的人所關注，尤其是更多地受到了師生們的青睞。
3 中國大陸地區中學化學教育游戲的開發進展
目前，中國大陸地區中學化學教育游戲的發展特點是：傳統娛教類游戲穩步發展，在初高中課堂逐漸推廣；新游戲緊密結合信息技術，設計與玩法不斷創新。傳統娛教類游戲的開發較為成熟，部分游戲已經走進課堂，對輔助教學起到了重要作用；信息技術類中學化學教育游戲的開發與設計是當前研究的熱門與前沿，新的游戲總結了前代產品中存在的不足與優點，目前正逐漸推廣開來。
華南師范大學化學教學與資源研究所一直致力于化學撲克牌游戲的研發。在紙質牌和網絡版在線游戲推出后，目前又推出了網頁版“520化學動漫撲克”游戲。在多人同時在線游戲條件還不成熟的情況下，該游戲設計為網頁版人機交互模式，玩家聯網后登陸游戲網址便可以隨時隨地與電腦虛擬玩家進行撲克牌游戲。玩家進入游戲界面以后，選擇合適的等級（等級分為銅牌級、銀牌級、金牌級，等級越高難度越大）后開始游戲，也可以選擇“新手教學”，該模式模擬真實出牌情況并指導玩家出牌，目的在于讓玩家盡快熟悉規則，進行“新手教學”后獲得獎勵，之后可以選擇繼續進行教學或選擇等級開始游戲。銅牌級選牌范圍包含初中階段50種較常見的單質、酸、堿、鹽等化學物質，銀牌級選牌范圍包含初高中階段72種單質、酸、堿、鹽、有機物等化學物質和點燃、加熱、氣體符號、沉淀符號等4種情境牌，金牌級選牌范圍包含游戲所涉及到的全部92種化學物質和4種情境牌。
該游戲總規則是：按化學反應方程式出牌，出牌時盡量湊齊一個完整的方程式（出牌時不考慮化學反應方程式中各物質的系數），一局中誰先將手中的牌出完，誰就是贏家。新的游戲在前代的基礎上豐富了玩法：“整牌”的含義是如果玩家手牌有一個完整方程式中所包含的全部反應物和生成物，那么玩家可一次全部打出，出牌后獲得新一輪出牌權并獎勵5個財富值；“補牌”的含義就是玩家在對方出牌后，必須出一張或一張以上能和桌面上已有牌反應的物質，如果桌面上的牌已湊齊反應物，則乙方可以出生成物，最后跟出物質的一方獲得新一輪的出牌權；“接牌”的含義就是以桌面上最后一張牌（可以是反應物或是生成物，系統自動排好）為“標準牌”，打出一張能與其發生反應的牌；“吃牌”的含義是以桌面上最后一張牌為“標準牌”，根據“金屬活動順序表”來比較化合物的金屬陽離子并打出一張比“標準牌”活潑的牌，把對方的牌“吃掉”，“吃掉”對方的“標準牌”后，可得到那張“標準牌”并獲得新一輪的出牌權；“情境牌”在打出生成物前出，也可和反應物一起出，用以表示反應條件。
高中化學物質制備實驗總結范文6
高中化學課程改革的一個顯著特點是,非常重視教材內容與工農業生產和日常生活的緊密聯系。因此,反映化工生產技術的工藝流程題,便成為新課改后的高中化學練習題的新增點和主流題型之一,不少省區,還將化學工藝流程題,作為一年一度的化學高考試題。為此,本文建議化學教學要充分利用生產、生活中的鮮活實例,激發學生學習化學的興趣,“活化”學生的知識。本文將重點談化學工藝流程題的結構、特點與解法技巧。
1 工藝流程題的結構、特點和作用
化學工藝流程題,顧名思議,就是將化工生產過程中的主要生產階段用框圖流程形式表示出來,并根據生產流程中有關的化學知識步步設問,形成與化工生產緊密聯系的化工工藝試題。工藝流程題的結構分題頭、題干和題尾三部分。題頭一般簡單介紹該工藝生產的原材料和工藝生產的目的(包括附產品);題干部分主要用框圖形式表示從原料到產品的主要生產工藝流程;題尾則是根據生產過程中涉及到的化學知識設計成系列問題,構成一道完整的化學試題。
其特點與作用有三:一是試題源于生產實際,以解決化學實際問題作思路進行設問,使問題情境真實,以培養學生理論聯系實際,學以致用的學習觀;二是試題內容豐富,涉及多方面的化學基礎,能考查學生化學雙基知識的掌握情況和應用雙基解決化工生產中有關問題的遷移推理能力;三是試題新穎,一般較長,閱讀量大,能考查學生的閱讀能力和資料的收集處理能力。
2 化學工藝流程題的分類
就目前已有試題來看,從化工工藝來分可分為基礎化工和精細化工題;以生產過程中主要工序可分為除雜提純工藝流程題(如海水純化工藝流程題)、原材料轉化流程題、電解流程題、有機合成題和資源能源綜合利用生產流程題等;按資源的不同,可將工藝流程分為利用空氣資源(如合成氨工藝流程)、利用水資源生產的(如海水制鹽、氯堿工業、海水提溴碘、海水提鎂等)、利用礦產資源生產的(工業制硫酸、交通法規鐵煉鋼等)、利用化石燃料生產的工藝流程題(如有機合成工藝題)等。本文偏重于以原料轉化為依據的分類方法,這樣,更方便于學生聯系已學化學知識并進行歸類、分析,有利于掌握解題技巧。
3 解題方法
化學工藝生產主要解決的矛盾,歸納起來主要有六個方面:一是解決將原料轉化為產品的生產原理;二是除去所有雜質并分離提純產品;三是提高產量與產率;四是減少污染,實施“綠色化學”生產;五是原料的來源既要豐富,還要考慮成本問題;六是生產設備簡單,生產工藝簡便可行等工藝生產問題?；ち鞒填},一般也就圍繞這六個方面設問求解。為要準確、順利解題,學生除了必須掌握物質的性質和物質之間相互作用的基本知識以及除雜分離提純物質的基本技能外,最關鍵的問題要具備分析工藝生產流程的方法和能力。為此,特提出下列四種解題基本方法供參考。
3.1首尾分析法
對一些線型流程工藝(從原料到產品為一條龍的生產工序)試題,首先對比分析流程圖(見圖1)中第一種物質(原材料)與最后一種物質(產品),從對比分析中找出原料與產品之間的關系,弄清生產過程中原料轉化為產品的基本原理和除雜、分離、提純產品的化工工藝,然后再結合題設的問題,逐一推敲解答。
例1(廣州2008 年高考一模23題)聚合氯化鋁是一種新型、高效絮凝劑和凈水劑,其單體是液態的堿式氯化鋁[Al2(OH)nCl6-n]。該實驗采用鋁鹽溶液水解絮凝法制堿式氯化鋁。其制備原料為分布廣、價格廉的高嶺土,化學組成為:Al2O3(25 %～34 %)、SiO2(40 %～50 %)、 Fe2O3(0.5 %～3.0 %)以及少量雜質和水分。已知氧化鋁有多種結構,化學性質也有差異,且一定條件下可相互轉化;高嶺土中的氧化鋁難溶于酸。制備堿式氯化鋁的實驗流程如下:
根據流程圖回答下列問題:
(1)“燃燒”的目的是________________。
(2)配制質量分數15 %的鹽酸需要200 mL 30 %的濃鹽酸(密度約為1.15 g/cm3)和____g蒸餾水,配制用到的儀器有燒杯、玻璃棒、______。
(3)“溶解”過程中發生反應的離子方程式為_____________。
(4)加少量鋁粉的主要作用是_________。
(5)“調節溶液pH在4.2～4.5”的過程中,除添加必要時試劑,還需借助的實驗用品是_________;“蒸發濃縮”需保持溫度在90～100 ℃,控制溫度的實驗方法是______。
解析:對比原料與產品可知,該生產的主要工序:一是除去原料高嶺土中的雜質,二是將Al2O3難溶于酸,必須經過煅燒以改變其結構。該題經這樣分析,題設的所有問題的答案便在分析之中。
參考答案:(1)改變高嶺土的結構,使其能溶于酸。(2)230;量筒。
(3)Al2O3+6H+=2Al3++3H2O
Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O
(4)除去溶液中的鐵離子;
(5)pH計(或精密pH試紙);水浴加熱
[點評]首尾分析法是一種解讀工藝流程題的常見方法,該法特點:簡單、直觀,容易抓住解題的關鍵,用起來方便有效。使用這一方法解題,關鍵在于認真對比分析原材料與產品的組成,從中產生將原料轉化為產品和除去原材料中所含雜質的基本原理和所用工藝的生產措施。當把生產的主線弄清楚了,圍繞這條主線所設計的系列問題,也就可解答了。
3.2截段分析法
對于用同樣的原材料生產多種(兩種或兩種以上)產品(包括副產品)的工藝流程題,用截段分析法更容易找到解題的切入點。
例2(廣東2007 年高考第21題)以氯化鈉和硫酸銨為原料制備氯化銨及副產品硫酸鈉,工藝流程如下:
氯化銨和硫酸鈉的溶解度隨溫度變化如圖1所示。回答下列問題:
(1)欲制備10.7 g NH4Cl,理論上需NaCl____g。
(2)實驗室進行蒸發濃縮用到的主要儀器有_____、燒杯、玻璃棒、酒精燈等。
(3)“冷卻結晶”過程中,析出NH4Cl晶體的合適溫度為_____。
(4)不用其他試劑,檢查NH4Cl產品是否純凈的方法及操作是_______。
(5)若NH4Cl產品中含有硫酸鈉雜質,進一步提純產品的方法是_____________。
解析:該生產流程的特點:用同樣原材料既生產主要產品氯化銨,同時又要生產副產品硫酸鈉。因此,為了弄清整個生產流程工藝,只能分段分析,即先分析流程線路中如何將原料轉化為硫酸鈉的,然后再分析如何從生產硫酸鈉的母液中生產氯化銨。如此,將題供的流程路線截成兩段分析,這樣,便可以降低解題的難度。
結合溶解度曲線和流程示意圖分析,生產硫酸鈉用的是熱結晶法,而生產氯化銨必須用冷結晶法,因為溫度降到35 ℃以下,結晶得到的產品為Na2SO4?10H2O。
參考答案:(1)11.7 g;(2)蒸發皿;(3)35 ℃(或33℃～40 ℃之間);(4)加熱法。取少量氯化銨產品于試管底部,加熱,若試管底部無殘留物,表明氯化銨產品純凈。(5)重結晶。
[簡評]用截斷分析法解工藝流程題是一種主流解題方法。因為當前化工生產,為了降低成本,減少污染,增加效益,都設計成綜合利用原材料,生產多種產品的工藝生產線。用截斷分析法解工藝流程題關鍵在于看清主副產品是如何分開的,以此確定如何截段,截幾段更合理。一般截段以生產的產品為準點。但也不一定,必須對情況作具體分析。學生必須好好總結一下物質的分離、提純的各種方法及其所依托的化學原理。
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3.3交叉分析法
有些化工生產選用多組原材料,率先合成一種或幾種中間產品,再用這一中間產品與部分其他原材料生產所需的主流產品。為了便于分析以這種生產方式設計的工藝流程題,掌握生產流程的原理,最簡單的方法,就是將提供的工藝流程示意圖結合常見化合物的制取原理畫分成幾條生產流水線,然后上下交叉分析。
例3.某一化工廠的生產流程如下(圖2)
(1)L、M的名稱分別是______、________。
(2)GH過程中為什么通入過量空氣:____。
(3)用電子式表示J:___________________。
(4)寫出飽和食鹽水、E、F生成J和K(此條件下K為沉淀)的化學方程式:__________,要實現該反應,你認為應該如何操作:______________。
解析:根據流程示意圖,若用空氣、焦炭和水為原材料,最終生產L和J、M產品,首先,必須生產中間產物E。這樣,主要生產流水線至少有兩條(液態空氣―E―L;焦炭―E―F―JM)。為了弄清該化工生產的工藝,須將這兩條生產流水線,進行交叉綜合分析,最終解答題設的有關問題。
參考答案:(1)硝酸銨;碳酸鈉;(2)提高NO的轉化率
(4)NH3+H2O+NaCl+CO2=NaHCO3+NH4Cl
向飽和的食鹽水中先通入足量的NH3,再通入足的CO2。
[簡評]從本題構成交叉分析的題形,從提供的工藝流程看至少有三個因素(多組原材料;有中間產品;多種產品)和兩條或多條生產流水線的生產工藝。利用交叉分析法解工藝流程題的關鍵,在于找準中間產品(因為有時會出現多種中間產品)和生產流程中的幾條分線,在分析過程中,需抓住中間物質的關聯作用,結合已學化學物質的制取方法逐一破解。
3.4“瞻前顧后”分析法
有些化工生產,為了充分利用原料,變廢為寶,設計的生產流水線除了主要考慮將原料轉化為產品外,還要考慮將生產過程的副產品轉化為原料的循環生產工藝。解答這類題型,可用“瞻前顧后”分析法。瞻前顧后,指分析流程時,不僅要考慮原料轉化的產品(瞻前),同時也要考慮原料的充分利用和再生產問題(顧后)。
例4.(上海2001 年高考第21題)利用天然氣合成氨的工藝流程示意如下:
依據上述流程,完成下列填空:
(1)天然氣脫流時的化學方程式是________。
(2)n mol CH4經一次轉化后產生CO 0.9 n mol,產生H2_______mol(用含n的代數式表示)。
(3)K2CO3(aq)和CO2反應在加壓下進行,加壓的理論依據是_______
A. 相似相容原理B. 勒沙特列原理
C. 酸堿中和原理
(4)分析流程示意圖回答,該合成氨工藝主要原料是_____輔助原料有______。
(5)請寫出由CH4為基本原料經四次轉化得到N2、H2的方程式_____________。
(6)整個流程有三處循環,一是Fe(OH)3 循環, 二是K2CO3(aq)循環,請在上述流程圖上標出第三處循環(循環方向和循環物質)。
解析:本題對原高考題稍作了改編。該生產工藝屬于循環生產工藝,因此分析工藝流程示意圖時,分析的主線是弄清基本原料CH4轉化為合成氨的原料氣N2和H2的生產工藝原理。但還要回頭分析循環生產的理由和工藝。通過這樣的考慮,試題的問題也就可以解答了。
參考答案:(1)3H2S+2Fe(OH)3=Fe2S3+6H2O; (2)2.7 n; (3)B; (4)CH4、H2O、空氣; K2CO3; Fe(OH)3;(5)CH4+H2O=CO+3H2; 2CH4+3O2=2CO+4H2OCO2+H2O+K2CO3=2KHCO3
(6)
[點評]用“瞻前顧后”分析循環工藝生產流程題,關鍵是找到循環生產點,即在什么情況下,什么生產階段實施循環生產。判斷循環生產點的方法:一是看反應是否為可逆反應,如果是可逆反應,要考慮原料的循環利用。如本題合成氨反應是可逆反應,分離氨后的中尾氣中還含有大量原料氣N2和H2,千萬不能隨便放掉,必須送入合成塔,實施循環生產。二是看副產品的分子組成與某種原料的組成中有無相同的元素,如果有,而且該副產品又容易轉化為這種原料,就可以考慮循環生產工藝。
