化學反應的基本原理總結(jié)范文

時間:2023-11-10 17:40:50

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化學反應的基本原理總結(jié)

篇1

一、在真實背景中考查化學基本概念

每門學科中都有一系列基本概念,化學學科中有物質(zhì)類別相關概念(如電解質(zhì)、非電解質(zhì)、氧化劑、還原劑等),化學反應相關概念(如氧化還原反應、非氧化還原反應、鹽類水解、加成反應、消去反應、取代反應等),化學原理相關概念(如化學反應速率、化學平衡狀態(tài)、化學能、焓變等)……每年的高考試卷中必定會有試題來測試這些重要概念,若是在真實背景中要求考生分析判斷化學基本概念,顯得特別有意義。

例1.(2013年北京理綜)下列設備工作時,將化學能轉(zhuǎn)化為熱能的是()

硅太陽能電池鋰離子電池太陽能集熱器燃氣灶

答案:D

簡析:試題中給出硅太陽能電池、鋰離子電池、太陽能集熱器、燃氣灶等生活中常見物品的圖片,要求考生在真實背景中對化學能、熱能等相關概念作出判斷。硅太陽能電池是將太陽能直接轉(zhuǎn)化為電能;鋰離子電池是將化學能直接轉(zhuǎn)化為電能;太陽能集熱器是將太陽能轉(zhuǎn)化為熱能;燃料燃燒是將化學能直接轉(zhuǎn)化為熱能。

例2.(2013年安徽理綜)我國科學家研制出一種催化劑,能在室溫下高效催化空氣中甲醛的氧化,其反應如下:催化劑

下列有關說法正確的是()

A.該反應為吸熱反應

B.分子中的化學鍵為非極性鍵

C.分子中既含σ鍵又含π鍵

D.每生成1.8g H2O消耗2.24L O2

答案:C

簡析:題中給出一個與新科研成果相關的素材,要求考生判斷吸熱反應、非極性鍵、σ鍵和π鍵等基本概念。題給反應式是真實背景的關鍵信息,這一反應實質(zhì)就是甲醛的燃燒反應,所以一定是放熱反應。CO2分子中含有極性共價鍵,HCHO分子中含有σ鍵和π鍵。未確定壓強、溫度等條件下無法判斷氣體體積。

這類試題中,真實背景是命題人給考生提供的一個從實際問題運用化學概念的載體,準確理解化學概念是解題的關鍵。

二、在真實背景中考查化學基本原理

質(zhì)量守恒定律、元素周期律、氧化還原反應原理、化學平衡原理、原電池原理、電解原理、電離平衡和鹽類水解平衡的移動等,都是化學學科中的核心內(nèi)容和主干知識,且化學基本原理既是高考的重點,又是高考的難點。研究發(fā)現(xiàn),命題者常常會將化學基本原理的考查融入生產(chǎn)、生活、科研等真實素材當中,要求考生運用化學基本原理解決聯(lián)系實際的問題。解答與化學基本理論相關的試題,關鍵是在真實背景中找準相關的化學基本原理,再根據(jù)對應的規(guī)律來解決問題。

例3.(2013年福建理綜)某科學家利用二氧化鈰在太陽能作用下將轉(zhuǎn)變?yōu)?。其過程如下:

下列說法不正確的是()

A.該過程中CeO2沒有消耗

B.該過程實現(xiàn)了太陽能向化學能的轉(zhuǎn)化

答案:C

簡析:試題以太陽能的利用為背景,涉及化學反應中的能量轉(zhuǎn)化(化學反應相關能量轉(zhuǎn)化判斷、蓋斯定律),原電池(電極反應式書寫)等。

CO、O2構(gòu)成的堿性燃料電池中,CO在負極被氧化轉(zhuǎn)化為CO2-3,O2在正極上反應,電極反應式如D項所示。

例4.(2013年重慶理綜)化學在環(huán)境保護中起著十分重要的作用,催化反硝化法和電化學降解法可用于治理水中硝酸鹽的污染。

(1)催化反硝化法中,H2能將NO-3還原為N2。25℃時,反應進行10min,溶液的pH由7變?yōu)?2。

①N2的結(jié)構(gòu)式為。

②上述反應的離子方程式為,其平均反應速率v(NO-3)為mol·L-1·min-1。

③還原過程中可生成中間產(chǎn)物NO-2,寫出3種促進NO-2水解的方法。

(2)電化學降解NO-3的原理如下圖所示。

①電源正極為(填“A”或“B”),陰極反應式為。

②若電解過程中轉(zhuǎn)移了2mol電子,則膜兩側(cè)電解液的質(zhì)量變化差(Δm左-Δm右)為g。

答案:(1)①催化劑③加酸,升高溫度,加水

(2)①

簡析:試題以環(huán)境保護中的化學方法(去除水體中含氮物質(zhì))為背景,考查了氧化還原反應、化學方程式的書寫和配平、化學反應速率的計算、鹽類水解、電解原理等多個化學核心知識。

(1)由“溶液的pH由7變?yōu)?2”可知,反應過程中增大到。從鹽類水解平衡移動角度考慮,要促進陰離子水解,可以加適量的酸溶液、加熱升高溫度、加水稀釋等。

(2)陰極發(fā)生還原反應、陽極發(fā)生氧化反應,這是電解反應的特征,根據(jù)“”可判斷B是負極、A是正極。電極反應式分別為:

陰極:

陽極:

根據(jù)相關反應式,電解過程中轉(zhuǎn)移2mol電子時,有如下變化:第一,陽極上放出16g O2,陰極上放出5.6g N2;第二,陽極區(qū)生成2mol H+,陰極區(qū)消耗0.4mol NO-3、生成24mol OH-,所以陰極區(qū)新增了2mol -1價陰離子。由于電解池中間是質(zhì)子交換膜,所以只可能是左側(cè)溶液中的H+向右側(cè)移動,以達到兩側(cè)溶液中電荷平衡,由此會造成左側(cè)移出2mol H+,質(zhì)量減小2g,右側(cè)質(zhì)量又要增加2g。總體來看,質(zhì)量變化差

復習過程中要重視與化學基本原理相關的基本問題。例如,書寫電極反應式是與原電池、電解原理相關的最基本的問題,運用蓋斯定律計算焓變是與化學反應中能量變化相關的重要的基本問題,判斷是否處于化學平衡狀態(tài)、求解平衡常數(shù)是與化學平衡相關的基本問題,弱電解質(zhì)的電離平衡、鹽類水解平衡、沉淀溶解平衡等相關內(nèi)容最容易涉及離子方程式的書寫、電荷守恒、質(zhì)量守恒等基本問題。

三、在真實背景中考查物質(zhì)的基本性質(zhì)

熔點、沸點、溶解性、密度等物理性質(zhì),氧化性、還原性、酸性、堿性等化學性質(zhì),都是物質(zhì)的基本性質(zhì),是化學學科中的最基礎內(nèi)容,所以物質(zhì)的基本性質(zhì)是每年高考化學的重點。高考試題中,要求考生在真實背景中聯(lián)系物質(zhì)的基本性質(zhì),解決實際問題。我們發(fā)現(xiàn),大多數(shù)新情境試題中都會涉及物質(zhì)的某種基本性質(zhì),解題時只要抓住基本性質(zhì)的本質(zhì)特征,就可順利找到解題思路,獲得正確答案。

例5.(2013年上?;瘜W)2013年4月24日,東航首次成功進行了由地溝油生產(chǎn)的生物航空燃油的驗證飛行。能區(qū)別地溝油(加工過的餐飲廢棄油)與礦物油(汽油、煤油、柴油等)的方法是()

A.點燃,能燃燒的是礦物油

B.測定沸點,有固定沸點的是礦物油

C.加入水中,浮在水面上的是地溝油

D.加入足量氫氧化鈉溶液共熱,不分層的是地溝油

答案:D

簡析:試題以地溝油、汽油、煤油、柴油為落點,要求考生用化學視角去分析與人類生活密切相關的問題,從化學對人類生活貢獻的角度設計問題,要求考生了解化學對人類的正面作用。無獨有偶,2013年全國理綜II中也有一道選擇題涉及地溝油制生物柴油的內(nèi)容,考查有機物的性質(zhì)。地溝油是酯類物質(zhì),汽油等是烴類物質(zhì),都屬于混合物。從物理性質(zhì)角度看,密度都比水小,都不溶于水。從化學性質(zhì)角度看,地溝油能與氫氧化鈉溶液等反應(皂化反應),汽油則不反應。

例6.(2013年上海化學)374℃、22.1MPa以上的超臨界水具有很強的溶解有機物的能力,并含有較多的H+和OH-,由此可知超臨界水()

A.顯中性,pH等于7

B.表現(xiàn)出非極性溶劑的特性

C.顯酸性,pH小于7

D.表現(xiàn)出極性溶劑的特性

答案:B

簡析:本題表面上看是以學生陌生的“超臨界水”為落點,實質(zhì)上是考查分子的極性、溶液的pH、溶液的酸堿性等基本概念。水分子是極性分子,所以水屬于極性溶劑。但超臨界水“具有很強的溶解有機物的能力”,大多數(shù)有機物分子的極性比較弱,所以超臨界水在溶解有機物時表現(xiàn)了非極性溶劑的特性。根據(jù)“含有較多的H+和OH-”可判斷超臨界水的pH小于7,但無論水的電離程度多大,純凈的水必定顯中性。

例7.(2013年重慶理綜)合金是建造航空母艦的主體材料。

(1)航母升降機可由鋁合金制造。

①鋁元素在周期表中的位置是,工業(yè)煉鋁的原料由鋁土礦提取而得,提取過程中通入的氣體為。

②Al-Mg合金在焊接前用氫氧化鈉溶液處理Al2O3膜,有關反應的化學方程式為。焊接過程中使用的保護氣為(填化學式)。

(2)航母艦體材料為合金鋼。

①艦體在海水中發(fā)生的電化學腐蝕主要為。

②航母用鋼可由低硅生鐵冶煉而成,則在煉鐵過程中為降低硅含量需加入的物質(zhì)為。

(3)航母螺旋槳主要用銅合金制造。

①80.0g Cu-Al合金用酸完全溶解后,加入過量氨水,過濾得到白色沉淀39.0 g氣體,則合金中Cu的質(zhì)量分數(shù)為。

②為分析某銅合金的成分,用酸將其完全溶解后,用NaOH溶液調(diào)節(jié)pH,當pH=3.4時開始出現(xiàn)沉淀,分別在pH為7.0、8.0時過濾沉淀。結(jié)合下圖信息推斷該合金中除銅外一定含有。

簡析:試題以制造航空母艦的材料為背景,考查了鎂、鋁、鐵、銅等元素化合物知識,著重從金屬材料的特性、防護、成分分析等角度設置了一系列問題。第(1)小題,主要考查了氧化鋁、偏鋁酸鈉、二氧化碳、鎂等物質(zhì)的基本性質(zhì)。用鋁土礦制取純凈氧化鋁時,從鋁的化合物角度看,經(jīng)歷了下列變化:氧化鋁偏鋁酸鈉氫氧化鋁氧化鋁,其中偏鋁酸鈉轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁的過程中需要通入CO2氣體。

有關選擇焊接鋁、鎂合金時保護氣問題,實質(zhì)上是考查鎂的基本性質(zhì),由于鎂易跟等發(fā)生反應,所以應選擇氬等稀有氣體為保護氣。

第(2)小題,主要考查了鐵、硅及其化合物的性質(zhì)。鐵易發(fā)生吸氧腐蝕,二氧化硅在高溫下能與碳酸鈣或氧化鈣發(fā)生反應。

第(3)小題,考查了銅、鋁等金屬元素及其化合物的性質(zhì)。根據(jù)鋁的化合物遇氨水易生成氫氧化鋁,可判斷生成的39.0g白色沉淀是氫氧化鋁,進而可計算出合金中銅的含量。

對照題給金屬離子生成氫氧化物沉淀跟pH關系的圖像可做出如下判斷:根據(jù)“pH=34時開始出現(xiàn)沉淀”判斷合金中不存在鐵元素,存在鋁元素;根據(jù)“pH為7.0、8.0時過濾沉淀”判斷合金中還存在鎳元素。

試題涉及面廣,幾個小題中的敘述簡潔明了,問題設置直截了當,沒有為了所謂考查能力而故意“繞圈子”,沒有增加太多的“新信息”,也沒有人為設置文字,突出化學問題的真實本色,是一道既有濃厚的化學味,又能較好測試解決實際問題能力的試題。這類試題給高三學生一個重要的信息,化學復習一定要整理歸納重要物質(zhì)的基本性質(zhì),提高運用物質(zhì)基本性質(zhì)解決實際問題的能力。

四、在真實背景中考查化學實驗基本問題

物質(zhì)的制備和提純、物質(zhì)的性質(zhì)探究、物質(zhì)的檢驗與鑒別、化學反應條件的控制、物質(zhì)的定量分析等是高中化學中的基本實驗;發(fā)現(xiàn)化學問題的能力、運用已有化學知識做出合理假設的能力、設計實驗方案和完成實驗的能力、觀察實驗現(xiàn)象和收集實驗資料的能力、分析和解釋實驗現(xiàn)象得出實驗結(jié)論的能力等是化學實驗探究的基本能力;試劑的保存和取用、加熱和蒸發(fā)、溶解和結(jié)晶、蒸餾和分餾、過濾和抽濾、萃取和分液、層析、中和滴定等是高中化學實驗的基本操作。這些都是每年高考化學必定會考到的內(nèi)容,但每年的高考化學試題都會出現(xiàn)新的情境,2013年的試題出現(xiàn)了一些具有真實背景的實驗試題,值得關注。

例8.(2013年重慶理綜)按以下實驗方案可以從海洋動物柄海鞘中提取具有抗腫瘤活性的天然產(chǎn)物。

下列說法錯誤的是()

A.步驟(1)需要過濾裝置

B.步驟(2)需要用到分液漏斗

C.步驟(3)需要用到坩堝

D.步驟(4)需要蒸餾裝置

答案:C

簡析:試題的真實背景是“從海洋動物柄海鞘中提取抗腫瘤活性的天然產(chǎn)物”的實驗過程,考查的基本問題是過濾、萃取、分液、蒸發(fā)濃縮、蒸餾等化學實驗基本操作。

將實驗方案與相關操作方法的特征聯(lián)系起來可判斷,步驟(1)是過濾。步驟(2)是萃?。◤摹八畬印焙汀坝袡C層”判斷出),必定要用到分液漏斗。步驟(3)是從水溶液中分離出固體粗產(chǎn)品,應該濃縮結(jié)晶,一般使用蒸發(fā)皿,不會用到坩堝。步驟(4)是從有機層中分離出甲苯,應該用蒸餾方法。

例9.(2013年安徽理綜)二氧化鈰是一種重要的稀土氧化物。平板電視顯示屏生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的廢玻璃粉末(含以及其他少量可溶于稀酸的物質(zhì))。某課題組以此粉末為原料回收鈰,設計實驗流程如下:

(1)洗滌濾渣A的目的是為了去除(填離子符號),檢驗該離子是否洗凈的方法是。

(2)第②步反應的離子方程式是,濾渣B的主要成分是。

(3)萃取是分離稀土元素的常用方法。已知化合物TBP作為萃取劑能將鈰離子從水溶液中萃取出來,TBP(填“能”或“不能”)與水互溶。實驗室進行萃取操作時用到的主要玻璃儀器有、燒杯、玻璃棒、量筒等。

(4)取上述流程中得到的4產(chǎn)品0.536g,加硫酸溶解后,用0.1000mol·L-1標準溶液滴定至終點時(鈰被還原為),消耗25.00mL標準溶液。該產(chǎn)品中的質(zhì)量分數(shù)為。

答案:(1)取最后一次洗滌液,加入KSCN溶液,若不出現(xiàn)紅色,則已洗凈;反之,未洗凈(其他合理答案均可)

(3)不能分液漏斗

(4)97.01%

簡析:本題以化工生產(chǎn)工藝流程為素材,要求考生在真實背景中運用元素化合物、化學實驗基本操作、化學計算等相關知識解決化學基本問題。沉淀洗滌(包括晶體洗滌)、萃取、滴定等化學基本實驗問題構(gòu)成了各個小題。

觀察流程中信息可知濾渣表面可能吸附有等雜質(zhì)離子。所以洗滌濾渣A的目的是為了除去濾渣表面的等雜質(zhì)離子。要檢驗濾渣是否洗凈,可以取最后流出的洗滌液做樣品,用KSCN來檢驗其中是否含有。

觀察流程圖可發(fā)現(xiàn),操作②后有生成,說明跟之間發(fā)生了氧化還原反應。濾渣B的主要成分是二氧化硅。

要從水溶液中萃取某種溶質(zhì),萃取劑應該不溶于水。萃取、分液操作應該用分液漏斗。

第(4)小題中,滴定時反應關系為:。

篇2

關鍵詞:電化學教學;以觀念建構(gòu)為本的教學設計;校本化實施

中圖分類號:G633.8 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)36-0109-02

伴隨高中課程改革的不斷深入,我們漸漸體驗到化學課程改革對于化學教學的進步和改變,也真實地感受到課程改革中也出現(xiàn)了某些新情況,它要求學校對于國家課程“因生制宜”的創(chuàng)新性改革與通過“國家課程的校本化實踐”來完成再實施過程。高中化學國家課程的校本化實踐指的是依照高中化學課程標準,學校依據(jù)自身的性質(zhì)、特征與情況,把國家層面上建設高中化學國家課程改變成符合本校學生學習需求的操作過程,它是校本課程開始的一個方面。本文主要結(jié)合化學新課程實行的現(xiàn)實情況,淺談我們對于電化學知識內(nèi)容綜合教學的操作和反思,探討“以觀念建構(gòu)為本的教學設計”。

一、模塊構(gòu)成下經(jīng)常遇見的問題

(一)很難掌握教材的整合

高中階段關于電化學知識的內(nèi)容分散到了《化學2(必修)》、《化學反應原理(選修)》、《實驗化學(選修)》三個模塊中。

《化學2(必修)》使學生在初中科學知識的了解上,借由平常生活與生產(chǎn)中的例子、實踐來證明化學能和電能的知識內(nèi)容。因為這個模塊太過于重視基本知識,許多的基本原理與概念都是僵硬提出的,內(nèi)容之間缺少內(nèi)在邏輯聯(lián)系,完全沒有聯(lián)系到探究方式,學生只能通過死記硬背來記住基本的知識內(nèi)容?!痘瘜W反應原理(選修)》的出發(fā)點高,具備一整套的知識系統(tǒng),而且理論性強。這個模塊要求學生在氧化還原反應的方面,知道化學改變要遵循的基本原理,研究化學反應的基本規(guī)律和其使用化學改變要遵循的基本原理,主要是來滿足學生自由發(fā)展的要求。

《實驗化學(選修)》旨在指引學生在日常生產(chǎn)、生活中研究關于電化學知識內(nèi)容的情況,進行實驗操作研究。這三個模塊之間,知識的重復較多,不利于慢慢地促進學生整體水平的提升,而且教材為了體現(xiàn)知識上升的效果,三個模塊之間的知識目標太分散、沒有很好的聯(lián)系,導致學生在處理有關問題時難以準確地、靈活地運用相關的電化學知識。

(二)很難提升教學質(zhì)量

依據(jù)課程標準的要求,化學能和電能的相互轉(zhuǎn)化(電化學)在三個模塊中的教學時間最多是10個課時,可是在許多模塊知識方面上,新概念多且理論性較強,這就要求學生有較強的“跳躍性思維”,導致學生在學習過程中比較難適應這種思維改變。在教學方面,同樣的知識內(nèi)容在不同的課本中重復出現(xiàn),盡管教學目標不同,可是重復出現(xiàn)的內(nèi)容肯定會設計某些知識鏈接,教師講解鏈接就相當于復習已學知識。如果復習用的時間較多,大大縮小了有效的學習時間,學生感覺一直在上復習課的,缺少新鮮感;如果復習用的時間較少,教師很難將課本的知識內(nèi)容講解清楚,致使學生不能深入了解課本知識,降低了教學質(zhì)量。

(三)很難改變教學方式

新課程的化學教學課堂賜予了教師教學的主動權(quán)。在教授化學知識時,化學教師讓化學課本變成教學的載體,使用課本教授知識,而不是以前的教授課本。但是,在電化學知識內(nèi)容教學的整理中,較少的化學教師會去建立適合自己現(xiàn)實情況的、有自己鮮明的個性特點的知識系統(tǒng)與教學設計。一些教師覺得只要教學緊緊伴隨課本走就算是實行了新課程教學、改變了教學觀念,便盲目地來設計電化學教學。而另一些教師則是靠著自己過去的教學經(jīng)驗,覺得以前的教材知識系統(tǒng)是符合認識規(guī)律的,通過老舊的體系來設計電化學教學,違反了新課程的宗旨。顯然,這兩種教學方式都嚴重脫離新課程所要求的教學觀念。

二、使用校本化的新方式

要處理課程實施中電化學知識內(nèi)容教學過程中出現(xiàn)的新情況,就需要我們通過校本化實行化學教學,就是要從教學目的的校本化、教學知識的校本化、教學手段的校本化、教學評價的校本化等角度入手,將斷續(xù)的知識內(nèi)容串聯(lián)起來,形成知識前后的順序連接,讓所有模塊中的基本概念、基本知識和基本探究方式結(jié)合起來,再配合學校的教學現(xiàn)實實施校本化的開發(fā)。

1.教學目的的校本化。教學目的的校本化是指在制訂校本化教學的目的時,要將化學課程標準當作重要的依照,在理解學生、探究學生的個體差別的情況下,通過整理核心知識重新安排教學順序,制定出系統(tǒng)的、清楚的教學目標。學校可以在不打擾學生的文理選擇的情況下,先不用學習高一《化學2》中化學能和電能的相互轉(zhuǎn)化的知識,在高二上學期實行電化學內(nèi)容必修和選修的綜合教學。這樣,綜合課時明顯比指導意見節(jié)約時間,還可以空出其他的時間實行實驗研究和整體聯(lián)系,可以獲得很好的教學效果。

2.教學知識的校本化。教學知識的校本化是指在嚴格依照國家的課程標準的情況下,對于專門的本校學生的學習特征,有針對地對于化學課本知識、課程內(nèi)容分進行分類和改變以及教學順序的調(diào)換等,建立適合學校的認識水平發(fā)展和有中心概念的知識體系,建立“以觀念建構(gòu)為本的教學設計”。教師在進行電化學知識內(nèi)容的綜合教學時,對于不同模塊中的知識,針對知識主干部分進行修改與補充,依照一定的邏輯順序來進行連接,建立起一個具備探究思想的、完整的體系。

3.教學手段的校本化。教學手段的校本化是指在綜合教學中,要充分考慮到學生的學習要求和個性特征、教師自己的教學特點與教學知識的性質(zhì)等來挑選教學手段,進而形成具有學校自身特點的高效教學方式。在電化學的教學中,考慮到概念、基本原理的某些內(nèi)容很抽象,學生學習起來有較大的困難,所以,在教學的過程中,教師要多關注化學基本原理的推演,多關注化學基本原理的使用。

在綜合教學中我們指出“以觀念建構(gòu)為本的教學設計”,這種設計就是依靠具體的知識內(nèi)容,自主地和同學或者教師合作來研究、提取出基本概念,建立起化學學科的觀念系統(tǒng)。在氧化還原反應的綜合設計中,從分析氧化還原反應著手,讓學生清楚地知道電極反應時可以發(fā)生的原因,為了提升電流速度,在化學教學的過程中建立了“鹽橋”的模型,進而在知道電極反應的條件上建立原電池的模型。

4.教學評價的校本化。教學評價的校本化是指在化學新課程的校本化實行過程中,教師可以構(gòu)建符合自己的學生成長的化學評價系統(tǒng),既要綜合高中化學課程標準與學生的真實能力,又要綜合學校、家長的情況來實施,也就是所說的教學評價的校本化,從評價上實現(xiàn)“以觀念建構(gòu)為本的教學設計”。在實施過程性的評價時,我們所設計的“綜合學習單”就是已經(jīng)充分考慮到學生的個性化差別,包括作業(yè)完成的水平、團隊能力、課堂活動的參與等,以此來綜合評價學生的最終學習成績。

三、總結(jié)

綜合教學是國家課程的校本化實行的一種方法,國家課程的校本化實行是對于新課程標準所制訂的教師課程的權(quán)利的一種尊敬,同時也是教師難以逃避的一種主要義務和權(quán)利。學??梢允褂貌煌问降慕虒W和學習實踐,改變師生的教學看法與課程看法,提升教師教學質(zhì)量;可以使用各種方面的渠道,不斷獲得外部的有效資源,深入獲得內(nèi)部資源,優(yōu)化有關的鼓勵和懲治體系,可以有效地組織教師著手與校本化國家課程的研發(fā)和校本化教材資料的編輯,讓教師高效地進行和實施“以觀念建構(gòu)為本的教學設計”。

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篇3

關鍵詞:貴金屬;火法車間;工藝過程;生產(chǎn)試車。

中圖分類號:TF83文獻標識碼: A

1.項目背景介紹簡介

印度德里巴10萬噸/年鉛廠主廠址位于印度拉賈斯坦邦烏代浦市,其鉛精礦年處理量為206620噸/年,由一級冶煉(底吹爐車間、氧氣站、硫酸車間、原料貯倉、配料廠房、煙氣脫硫廠房等)、二級冶煉(鼓風爐煙化爐車間、粉煤制備車間)、鉛電解(鉛電解車間、銅浮渣車間等)、貴金屬(火法車間、濕法車間等)、輔助系統(tǒng)組成。其貴金屬車間位于烏塔拉坎德邦潘特納加工業(yè)園區(qū),銀產(chǎn)量為300噸/年。

筆者親身參與并經(jīng)歷了貴金屬車間的試車過程,從試車前各項工作準備、到單體試車、聯(lián)動試車、生產(chǎn)試車。本文僅以貴金屬火法車間為例,描述試車各個階段,并從項目管理角度提出見解和看法,對其他類似冶煉車間相關試車工作起到啟發(fā)指導作用。

2.火法車間基本原理及化學反應

2.1貴鉛爐基本原理及化學反應

貴鉛爐生產(chǎn)貴鉛的基本原理是利用熔融的金屬鉛具有對貴金屬良好的補集性能這一特點,在爐中加入還原劑和溶劑,使陽極泥中的銀富集在鉛中,形成“貴鉛”。這一過程的主要反應如下:

Na2CO3Sb2O5=Na2O?Sb2O5CO2

Na2CO3As2O5=Na2O?As2O5CO2

Na2CO3SiO2=Na2O?SiO2CO2

2CaF22SiO2=SiF4Ca2SiO4

2PbOC=2PbCO2

PbOCO=PbCO2

PbOFe=PbFeO

FeOSiO2=FeO?SiO2

PbSFe=PbFeS

Ag2SFe=2AgFeS

Bi2O33Fe=3FeO2Bi

3Bi2O3C=2Bi3CO

Sb2O5C=Sb2O3CO2

As2O5C=As2O3CO2

從反應式中可以看出,部分砷、銻以揮發(fā)物的形態(tài)排出,而雜質(zhì)氧化鉛大部分被加入的還原劑還原成金屬鉛。

2.2分銀爐基本原理及化學反應

分銀爐的基本原理是氧化揮發(fā)或造渣除掉貴鉛中除銀之外的雜質(zhì)砷、銻、鉛、鉍、銅、碲等,最后產(chǎn)出含銀97~98%以上的合金,送銀電解精煉。

主要化學反應:

2PbO2=2PbO

2Sb3PbO=Sb2O33Pb

2As3PbO=As2O33Pb

4Bi3O2=2Bi2O3

2NaNO3=Na2O2NO2[O]

2Cu[O]=Cu2O

Me2Se8NaNO3=2MeO8NO2SeO2

Me2Te8NaNO3=2MeO8NO2TeO2

TeO2Na2CO3=Na2TeO3CO2

SeO2Na2CO3=Na2SeO3CO2

4Cu+O2=2Cu2O

Te+O2=TeO2

2.3主要工藝流程

貴金屬火法車間主要工藝流程如下表所示。

銀生產(chǎn)火法車間工藝流程圖

2.4主要設備組成列表

3.試車前各項準備工作

3.1設備已安裝完畢,相關資料及文件齊備。儀器、儀表具備使用條件。

3.2供水、排水、供電系統(tǒng)正常,原材料穩(wěn)定供應,備品備件齊全。

3.3此貴鉛爐設計投料量為10噸,而分銀爐設計投料量為25噸。按照設計要求和試車規(guī)格數(shù)量,落實原材料、燃料、必要工機具等。

生產(chǎn)原材料及燃料:陽極泥,10噸;木柴,10噸;碳酸鈉,6噸;螢石粉,3噸;碎焦,3噸;焦炭,200kg;硝酸鈉,2噸;高鋁水泥,1噸;面粉,200kg;稻草,100kg;工業(yè)純硝酸鈉,10瓶;硼砂,10瓶;洗爐粗鉛,5噸;柴油,50噸。

生產(chǎn)工機具:陽極泥裝料斗,6個;渣包,40個;貴鉛包,4個;渣瓢,10個;鐵鏟,18個;鐵耙,10個;粗銀合金坩堝,5個;平板拖車,1個;鋼釬,6個;鐵錘,4個;渣車,20個;粗銀錠(合金模),30個;坩堝外套,2個。

3.4必要的整改工作

3.4.1主體設備

加寬貴鉛爐出料口坑道,并在其出料口坑道中鋪設軌道、加裝平行拖車。加設分銀爐操作平臺。

3.4.2其他設備

基于生產(chǎn)經(jīng)驗,對混砂機等設備增加操作平臺,以便于實際操作。

4.單體試車及聯(lián)動試車

4.1單體試車

單體試車過程主要是針對貴金屬車間的貴鉛爐、分銀爐、布袋除塵器、風機、混砂機、天車及相關的電氣、儀表、DCS控制系統(tǒng)等進行,檢驗其制造、安裝性能是否符合規(guī)范和設計的要求。

4.1.1貴鉛爐、分銀爐單體試車

手動轉(zhuǎn)動貴鉛爐、分銀爐,檢查爐體轉(zhuǎn)動情況,查看減速箱、馬達、連軸器的聲音情況。分別進行就地操作、遠程DCS操作,控制貴鉛爐、分銀爐轉(zhuǎn)體。

4.1.2供油系統(tǒng)單體試車

供油系統(tǒng)試車,先檢查馬達,泵體運行情況,試車油路的暢通,油壓緩慢由0 MPa升到0.15MPa,并穩(wěn)定30分鐘。待油壓穩(wěn)定后,開啟霧化閥門,試車霧化效果。點火試車,先開油,后開風,使油量緩慢增加,令火焰的長度增加為正常。

4.1.3 其他設備單體試車

對貴金屬火法車間的其他單體設備,如布袋除塵器、風機、混砂機、天車等分別進行單體試車,通過就地操作、遠程DCS控制,綜合檢驗其制造、安裝質(zhì)量、設備性能、控制、連鎖、報警等情況。

4.2聯(lián)動試車

根據(jù)設計要求,將貴金屬火法車間涉及到的相關設備全面投入運行。相關操作人員按照工藝要求互相協(xié)調(diào)配合,模擬生產(chǎn)試車的情景,依次進行開車、停車、故障處理等各項操作??偨Y(jié)聯(lián)動試車中出現(xiàn)的問題。

5生產(chǎn)試車

5.1貴鉛爐生產(chǎn)試車

5.1.1烘爐

嚴格按照設計提供的烘爐曲線進行烘爐。

先用木柴烘烤4天,第一天100℃,第二天200℃,第三天400℃第四天溫度逐漸升高至500~600℃,然后噴油烘烤3天,溫度由600℃逐漸升至1400℃,方可進料。

5.1.2洗爐

烘爐完成后,準備投料工作,檢查設備,貴鉛爐洗爐1天。投入鉛錠1噸進行洗爐。洗爐的爐次根據(jù)洗爐的情況定,第一爐洗爐12小時,放渣及鉛,如無渣及鉛放出,進料500公斤再洗爐。

5.1.3配料進料

根據(jù)原料成份和渣料含金屬量情況計算好配料比。用抓斗行車吊到爐子上進料。

5.1.4反應過程

根據(jù)火焰噴射情況,適度調(diào)油比。保證爐內(nèi)的高溫及熔化速度。觀察熔化過程中爐料的熔化情況,翻動爐料或轉(zhuǎn)動液面,以避免塌料現(xiàn)象。反應過程若風壓太低或大量冒煙,則調(diào)整收塵系統(tǒng),即風機、布袋除塵器等,以調(diào)壓。10小時左右察看渣的流動性,若爐內(nèi)爐料反應完全,渣的流動性好即可出料。

5.2分銀爐生產(chǎn)試車

5.2.1烘爐

嚴格按照設計提供的烘爐曲線進行烘爐。

用木柴烘烤4天,第一天100℃,第二天200℃,第三天400℃,第四天溫度逐漸升高至500~600℃,然后噴油烘烤2天,溫度由500℃逐漸升至1200℃左右可進料。

5.2.2洗爐

烘爐完成后,進鉛錠1噸進行洗爐。洗爐的爐次根據(jù)洗爐的情況定,第一爐洗爐12小時,放渣及鉛,如無渣及鉛放出,進料再洗爐。

5.2.3進料及反應過程

貴鉛爐出貴鉛,用中間包運到分銀爐進料口,經(jīng)歷熔化,氧化跑煙,氧化造渣,清合金,出合金板等工序。

6.生產(chǎn)試車實踐的總結(jié)

6.1 嚴格落實生產(chǎn)試車準備工作

由于受原料、現(xiàn)場條件等限制,及初始試車系統(tǒng)不穩(wěn)定等因素制約,生產(chǎn)試車前的準備工作至關重要。從項目管理角度而言,準備工作都包括:制定總體計劃,每一時間節(jié)點的進度計劃,編制相關技術(shù)方案,故障或異常解決方案、事故處理應急方案、編制考核方法及考核指標,提出投料過程所消耗的原材料計劃(考慮冗余量)、并逐一加以落實,落實試車所涉及到的工機具、檢測工具、儀器儀表、化學分析工具等。

在生產(chǎn)試車準備過程中,基于生產(chǎn)經(jīng)驗,根據(jù)實地情況,指導專家對生產(chǎn)準備情況進行查漏補缺,提出了中肯的意見和建議,進一步鞏固和完善了準備工作。

生產(chǎn)試車過程,由于烘爐過程柴油損耗、洗爐過程鉛損耗、短時間生產(chǎn)爐體損耗等因素,其試車成本較高,一旦中止,則會造成一定程度的損失。從項目管理角度講,周密細致的準備工作,使生產(chǎn)試車過程按部就班、有條不紊。

6.2 有效組織人員進行生產(chǎn),提高人員操作水平

由于冶煉生產(chǎn)連續(xù)作業(yè)、操作要求較高、各專業(yè)配合緊密等特點,有效組織人員進行生產(chǎn)、提高操作水平,對生產(chǎn)試車的達產(chǎn)達標起到至關重要的作用。

針對此情況,生產(chǎn)試車之前提出人員組織計劃,明確各個崗位職責、分工,提高操作水平,對相關人員進行技術(shù)培訓、技術(shù)交底,在實際操作過程中給予技術(shù)指導。

如在生產(chǎn)時運行前期,操作人員進行點火,經(jīng)常出現(xiàn)“放炮”現(xiàn)象。其原因為爐內(nèi)成氣態(tài)的柴油過量,而風量過小。此時停止噴油,增大風量,然后再進行點火,并及時調(diào)油比例。又如,在分銀爐操作中,需不斷觀察火焰顏色,若顏色為藍色,若為黑色或紅色,則說明燃燒不充分,需要繼續(xù)進行調(diào)油比例。

從項目管理角度,有效組織人員進行生產(chǎn),提高人員操作水平,對試車的順利開展,投產(chǎn)的順利進行具有重大的意義。

6.3不斷在實踐中摸索操作工藝

由于考慮到人員安全及操作水平的問題,故最初的試車方案是分銀爐中投入冷料,即貴鉛鑄錠冷卻后投入分銀爐。然而隨著生產(chǎn)試車的逐步展開、尤其是操作水平不斷提高,操作耗時長、勞動強度大等問題得以顯現(xiàn),尤其是操作不當,易導致燙傷、砸傷。故現(xiàn)場操作團隊及時改進工藝,變冷料為熱料,即制作溜槽,在車間天車的操作下,使貴鉛在熔融狀態(tài)下沿溜槽投入到分銀爐中,保證了安全操作,縮短了操作時間,提高了工作效率。

從項目管理方向考慮,工藝的改善極大地節(jié)省了人力物力,有效推進了生產(chǎn)的進行。

6.4提高化驗分析水平,形成動態(tài)反饋機制

試車生產(chǎn)中,每進行一爐的生產(chǎn),及時對該爐的銀錠進行取樣和分析,核試樣中銀和雜質(zhì)成分的含量。

在新爐生產(chǎn)時運行時,生產(chǎn)周期短,有部分含銀金屬為爐體、磚縫磚體所損耗。而經(jīng)長期生產(chǎn),被爐體損耗銀全部回收。尤其是隨著生產(chǎn)的不斷開展,產(chǎn)能及各項指標趨于穩(wěn)定。如不符合預期,通過計算調(diào)整貴鉛爐、原料配比。如此循環(huán)往復,形成反饋機制,及時對每一爐的配料進行動態(tài)調(diào)整。

就項目管理而言,提高化學分析水平,形成動態(tài)反饋機制,能及時調(diào)整試車和生產(chǎn)的方向,更快更好地使貴金屬火法車間達產(chǎn)達標。

參考文獻

《機電工程管理與實務》

篇4

【關鍵詞】 化學 學習 效率

【中圖分類號】 G424 【文獻標識碼】 A 【文章編號】 1006-5962(2013)01(a)-0120-01

“學好數(shù)理化,走遍天下都不難”,其中的這個“化”就是指的是化學,化學科目在中學的科目中具有舉足重要的地位,但是很多學生卻感覺化學難學,究其原因,就是因為沒有掌握好學習化學的方法,筆者根據(jù)多年的教學經(jīng)驗,就如何提高化學的學習效率進行了如下探討:

1 加強課前預習工作

預習就是在老師上課之前,獨立地翻閱教材,通過閱讀、分析、思考、了解教材的重點和難點和把握其知識體系。把教材中自己不懂的疑難問題抄錄下來,對于化學公式和概念預先理解記憶,這樣上課的時候就會有目的的重點理解那些自己不懂的部分了,學習起來就會輕松許多。

2 提高課堂聽課效率

在老師上課過程中要集中注意力聽老師講課,特別是自己在預先過程中沒有弄懂的問題更要主動,格外注意聽。力求當堂弄懂。同時可以對比老師的講解檢測自己對教材理解的深度和廣度,也可以作進一步的質(zhì)疑、析疑,提出自己的見解。這樣聽完課,不僅能掌握重點知識,突破難點知識,而且學到了老師分析問題、解決問題的思路好方法,培養(yǎng)了自己繼續(xù)學習的能力。

3 養(yǎng)成整理筆記的習慣

要使自己所學習的知識能到系統(tǒng)、完整和高度概括的水平,自己就要定期整理筆記。通過對知識點的回顧,對照預習筆記,聽課筆記、作業(yè)、測驗試卷等材料,檢測自己還有那些學習漏洞,及時補回遺漏的知識點。整理好的筆記力求簡潔明了,以后如果要再復習時,也能迅速地找回知識點。做題的時候也就能融合貫通,觸類旁通。

4 按時完成課后作業(yè)

作業(yè)是學好化學這門課必不可少的環(huán)節(jié),是檢測學習效果的最直接的方法。在平時的預習中,用書上的習題來檢測自己的的預習效果,課后作業(yè)多做輔的習題冊的題目,盡量一題多解,分析最優(yōu)解法。借此鍛煉自己的思維,開拓自己的解題思路;在章節(jié)復習中精選課外習題自我測驗,及時反饋信息,因此,認真做好作業(yè),可以加深對所學知識的理解,及時地補差補缺,逐步培養(yǎng)自己分析、解決問題的能力。要做好作業(yè)首先要注意審題,弄清題中敘述的化學反應過程,明確題中所給的條件和要解決的問題;根據(jù)題中陳述的物理現(xiàn)象和過程思考該用那些公式,建立關系式,借助數(shù)學工具進行計算。

5 注意復習、總結(jié)、提高

對學過的知識,如果不及時進行復習,不及時進行歸納總結(jié),就容易遺忘,容易出現(xiàn)知識間的割裂。一是,課后要及時復習、總結(jié)。除了整理筆記和完成作業(yè)外,還要進行章節(jié)的單元復習。要經(jīng)常通過對比、鑒別、弄清事物的本質(zhì),內(nèi)在聯(lián)系以及變化發(fā)展過程,并及時歸納總結(jié)以形成系統(tǒng)的知識。通過分析對比,歸納總結(jié),便可以使知識前后貫通,縱橫聯(lián)系,并從化學物質(zhì)間的變化中加深對化學概念和規(guī)律的理解。這樣既能不斷鞏固加深所學的知識,又能提高歸納總結(jié)的能力。

6 以課本為主線,注重概念的學習

課本是學習的根據(jù)。為此,同學們必須善于閱讀課本,做到課前預讀、課后細讀、經(jīng)常選讀等,既重視主要內(nèi)容,也不忽視小字部分和一些圖表及選學內(nèi)容,因為這些內(nèi)容有助于加深對主要內(nèi)容的理解及拓寬知識面。課后細讀時要邊讀邊記邊思考,爭取能將預習、聽課中未解決的問題全部解決。

初中化學學科的特之一是基本概念和基本原理較多而且雜亂,對這些基本概念和基本原理的理解是否準確,掌握是否熟練對學好初中化學課程關系極大。因為基本概念和基本原理是形成正確實驗技能,計算技能的依據(jù),是分析和解決化學問題的基礎。初中學生中對基本概念和基本原理學習不重視,不愿意花時間去理解和記憶,這部分內(nèi)容也是考試中容易失分的地方

7 重視實驗,聯(lián)系實際,培養(yǎng)興趣

化學是一門以實驗為基礎的學科,實驗不僅可以激發(fā)我們的學校興趣,而且對于我們理解化學概念、鞏固知識、訓練技能、培養(yǎng)動手能力都是非常重要的。所以這就要求我們首先要從思想上重視實驗,第二要認真細致地觀察老師的演示和講解,對實驗所用的儀器、藥品、裝置以及實驗原理、步驟、現(xiàn)象和主要事項都要記牢、弄清。第三不但要做好課內(nèi)實驗,而且更要積極參加課外實驗活動,比如參觀,講座、化學游戲等,主動培養(yǎng)學習化學的興趣。初中化學內(nèi)容與生活、生產(chǎn)聯(lián)系緊密。這就要求我們在學習化學的同時,應盡量聯(lián)系生產(chǎn)、生活實際,從身邊的生活中發(fā)現(xiàn)化學,體味化學,這樣就能越學越有興趣,越學越想學,越學越愛

8 調(diào)整心態(tài)

有的同學還沒有開始學習化學,就有了畏難的情緒,這種不正常的心理態(tài)勢勢必影響到后面的學習。造成了惡性循環(huán),總的來說這是一中不正常的心理狀態(tài),這種不正常的心理狀態(tài)主要表現(xiàn)在一下方面:首先,緊張,畏難心理,化學難學這觀點在他們心理留下了陰影,他們害怕上物理課,害怕做作業(yè),害怕做實驗,害怕化學考試,千方百計回避學習,這樣就久而久之這化學還真的是學不好了。其次,沒有持之以恒的精神,總想“一口就能吃成個胖子”。在這種心理驅(qū)使下,如果經(jīng)過一段時間的學習,如果成績?nèi)匀粵]有多大的起色,那么就會松懈下來,變得垂頭喪氣,毫無斗志。再次,消極心理。這類學生懶惰思想嚴重,學習松松垮垮,上課開小差,下課不做作業(yè),更別說復習了。所以,一個人的心態(tài)和學習態(tài)度非常重要,如果沒有積極向上的精神,沒有找到適合自己的學校方法,就不可能換起學物理的興趣。

參考文獻

篇5

關鍵詞:高等物理化學;環(huán)境專業(yè);教學內(nèi)容;教學方法

浙江工商大學案例型《高等物理化學》課程改革研究 (xgy12105)項目。

【中圖分類號】G642

物理化學作為環(huán)境、化學、生物、化工、材料等專業(yè)本科生基礎課,由于概念多、公式多,學生在學習過程中普遍感到抽象、難學和難理解,厭學傾向比較明顯。然而,物理化學中的理論、方法和觀念在培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力方面又具備其他課程無法替代的作用。高等物理化學作為物理化學的延伸,是研究生階段的核心基礎課之一。因此,根據(jù)具體研究方向,改革教學方法,避免滿堂灌輸式的傳統(tǒng)教學模式,重新點燃學生的學習興趣,對培養(yǎng)研究生科研創(chuàng)新能力至關重要,是未來高等物理化學課程改革的必然出路。

一、我校環(huán)境專業(yè)研究方向與物理化學的聯(lián)系

我校環(huán)境科學與工程專業(yè)具有一級學科碩士學位授予權(quán),經(jīng)過多年發(fā)展,已形成5個特色的學科方向:(1)廢水處理與優(yōu)化控制技術(shù);(2)廢物處置與資源化技術(shù);(3)大氣污染控制理論與技術(shù);(4)環(huán)境功能材料與友好過程技術(shù);(5)環(huán)境生物與生態(tài)修復技術(shù)。這些特色研究方向與物理化學有著非常緊密的聯(lián)系,物理化學的理論和方法一直被運用到環(huán)境保護中。例如:(1)水處理過程、污泥消化處理、熱污染控制等許多方面都涉及熱化學模擬計算;(2)作為常用的高級氧化技術(shù)之一-電化學方法涉及電化學基本原理、內(nèi)電解、電凝聚、電解氧化/還原及電滲析等物理化學知識;(3)環(huán)境功能催化材料涉及熱力學和動力學等多方面的知識;(4)吸附劑、表面活性劑等污染修復方法與物理化學中膠體與界面部分密不可分。因此,針對研究生高等物理化學課程改革,必須考慮如何體現(xiàn)課程特色、以何種模式實現(xiàn)研究生科研活動中基礎知識再認識以及創(chuàng)新性思維能力的提高等關鍵問題。

二、環(huán)境專業(yè)高等物理化學教學設計改革

1.教學內(nèi)容改革

高等物理化學包括化學熱力學、化學動力學、統(tǒng)計熱力學、結(jié)構(gòu)化學四大塊內(nèi)容。作為環(huán)境專業(yè)研究生的基礎課程,各部分教學內(nèi)容應注重突出特色,有所取舍,不能簡單重復本科階段的物理化學教學。針對本校環(huán)境專業(yè)研究方向和有限的課堂學時,筆者認為,選取化學變化的方向和限度問題、化學反應的速率和機理問題、催化劑結(jié)構(gòu)與性能關系、電化學基本原理和應用作為核心教學內(nèi)容,有利于吸引學生結(jié)合自己的研究課題進行深入的自主學習。

在理論教學的基礎上,適當增加1-2個具體實驗,通過實踐教學深入、形象地理解環(huán)境凈化技術(shù)應用時的物理化學基礎知識。

2.教學方法改革

大量的實踐表明: 傳統(tǒng)的以教師講授為主的教學模式已經(jīng)不能適應時代的發(fā)展,尤其是抽象性、概括性、邏輯性很強的高等物理化學教學。要培養(yǎng)研究生的科研創(chuàng)新能力,必須激發(fā)學生的自主學習熱情。因此,改革教學方式,以學生為主體,教師講授為輔,進行前沿引導式教學為現(xiàn)代高等物理化學教學改革點亮希望。

具體課程安排過程中,可按教師講授(提出問題)學生互動(解決問題)教師總結(jié)點評(基本原理強化)順序展開教學。改變傳統(tǒng)的系統(tǒng)講授為重點講授,教師根據(jù)學科特色,有側(cè)重地突出物理化學專業(yè)知識點的應用和前沿,設置課程研討課題;學生根據(jù)興趣自主選者課題,課后進行文獻調(diào)研和歸納,并在課堂上展示學習心得;最后,教師根據(jù)學生自主學習情況進行點評,并提出改進的建議。此外,在課堂教學上,應經(jīng)常以啟發(fā)式的語言、事例來激勵學生,引導他們積極主動進行學習。

三、物理化學教學改革初探

根據(jù)教學設計,筆者初步嘗試了教師主講3個專題,提供學生6個課題,輔助1個實驗的教學模式。教師主講內(nèi)容包括:(1)物理化學在光催化環(huán)境凈化技術(shù)中的應用;(2)物理化學在環(huán)境電化學技術(shù)中的應用;(3)物理化學中的膠體界面化學。提供學生選擇自主學習的課題如下:(1)物理化學與環(huán)境保護;(2)光催化體系的反應機制及應用時的瓶頸突破;(3)電化學處理有毒難降解有機污染物的電子轉(zhuǎn)移機理;(4)污水處理中的熱力學過程;(5)吸附法處理環(huán)境污染物的動力學過程;(6)膠體表面/界面調(diào)控與環(huán)境污染治理。要求學生學會利用學校圖書館的Web of Science和google學術(shù)搜索工具,查閱自選課題相關的文獻,主要是主流TOP期刊的論文,在大量閱讀文獻的基礎上,寫出能體現(xiàn)課題核心內(nèi)容和研究亮點的綜述。經(jīng)過這兩階段的學習,學生已基本具備文獻查新、科學問題提煉的能力。最后筆者選取環(huán)境污染治理的新技術(shù)-太陽能光催化處理印染廢水為輔助實踐教學,通過改變反應條件,觀察廢水色度變化,既能給學生直觀感受,又能通過后續(xù)的數(shù)據(jù)處理,讓學生體會到物理化學基本理論的美妙。

本實驗中主要涉及物理化學中的阿倫尼烏斯公式:

(1)

其中k為反應的速率常數(shù),可以通過不同時間染料降解動力學進行擬合得到;A為反應的頻率因子,對于確定的化學反應為一常數(shù);Ea為反應活化能;R為理想氣體常量;T為熱力學溫度。通過對公式(1)進行對數(shù)轉(zhuǎn)換,可以得到公式(2):

(2)

通過測定不同溫度下染料降解的速率常數(shù)k ,可以利用公式(2)計算得到反應的活化能Ea;進一步通過有無催化劑的對比實驗,可以計算出染料降解反應中添加催化劑對Ea的影響,預測反應過渡態(tài)的相關信息,直觀而深刻地體會到物理化學基礎知識點在實際環(huán)保技術(shù)中的應用,使理論與實踐完美結(jié)合,激發(fā)學生在各自研究領域重新學習物理化學的興趣。

四、結(jié)束語

總之,物理化學是一門基礎理論性和實踐性都很強的學科,加強物理化學知識的學習,特別是通過課程解析物理化學基本規(guī)律在現(xiàn)代環(huán)境保護研究前沿熱點的作用,將會有助于我校環(huán)境專業(yè)研究生從分子本質(zhì)上加深對本專業(yè)和研究方向的認識,促進研究生更快地實現(xiàn)從知識學習到科學研究的角色轉(zhuǎn)變。

參考文獻:

[1] 薛云波.環(huán)境專業(yè)物理化學教學方法的探討[J].南京工程學院學報(社會科學版), 2006, 6(3): 62-64.

[2] 劉元隆. 高等物理化學課程教學內(nèi)容與教學方法探討[J]. 廣東化工, 2012, 39(10): 164-165.

篇6

關鍵詞:高職院校 基礎化學 雙語 項目化 課程標準

中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)11(b)-0143-01

高等職業(yè)教育的人才培養(yǎng)目標關鍵在于培養(yǎng)適應社會需求的高素質(zhì)實用型技術(shù)人才。從高等職業(yè)教育的人才培養(yǎng)目標出發(fā),其課程設置和教學可以考慮引入項目化教學法。

目前我院化學工程系和應用化學系的國際合作辦學正在如火如荼的開展中,基礎化學雙語項目化課程作為化工類合作辦學專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎課,其內(nèi)容紛繁復雜,改革任重道遠。課程改革首先應該根據(jù)專業(yè)的人才培養(yǎng)計劃,制定相應的課程標準。

1 課程概述

《基礎化學(雙語)》是培養(yǎng)從事化工生產(chǎn)、環(huán)境工程、生物工程、食品生產(chǎn)、分析檢驗等行業(yè)的人員所必備知識體系的重要學科之一。通過該課程的學習,使學生了解和掌握化學雙語基本知識、基本原理及基本實驗技能,熟悉化學知識和技能的應用,培養(yǎng)分析和解決實際問題的能力,為后續(xù)專業(yè)課程和今后工作打下一定的基礎。為了達到這些目標,本課程既有一定的理論知識教學,又有一定的實驗技能的訓練。課程設置應該突出學生主體,注重學生的能力培養(yǎng);尊重個體差異、注重過程評價;整合課程資源、改進教學方式、拓展學習渠道。

2 課程目標

2.1 知識目標

(1)了解原子、分子結(jié)構(gòu),熟悉元素周期表及其元素性質(zhì)變化規(guī)律。(2)理解化學反應速率與外界條件的關系,掌握簡單級數(shù)反應特點及其轉(zhuǎn)化率等有關計算,掌握溫度變化對化學反應速率的影響,理解催化劑對化學反應速率的影響等。(3)理解化學平衡、離解平衡、沉淀平衡、配位平衡和氧化還原平衡規(guī)律及熟悉其應用。(4)了解能量的兩種形式熱和功,并對不同過程的熱和功進行計算;理解化學反應能量的產(chǎn)生以及化學反應熱效應的計算方法。(5)了解自發(fā)過程的共同特征;理解熵和吉布斯函數(shù)的引出及其用途;掌握化學變化過程方向的判斷方法。(6)熟悉脂肪烴、芳香烴、鹵代烴、醇酚醚、醛酮、羧酸及其衍生物等有機化合物的組成、結(jié)構(gòu)、分類及命名,掌握其性質(zhì)。(7)掌握常見有機化合物的制備方法。

2.2 能力目標

3 內(nèi)容標準

4 課程實施建議

4.1 教學方式與考核方式

4.1.1 教學方式

首先要注意培養(yǎng)學習的主動性和學習興趣,在《基礎化學(雙語)》課程每部分內(nèi)容教師應設置恰當?shù)娜蝿栈蚯榫?,啟發(fā)學生分析,深入淺出的講解,結(jié)合生產(chǎn)實際舉例等措施來激發(fā)學生學習的主動性。其次要湖中理實一體化,一方面通過實驗現(xiàn)象分析總結(jié)上升到理論知識這一過程符合學生的認知規(guī)律;另一方面通過操作和現(xiàn)象分析能達到鍛煉學生動手能力以及分析問題能力的目的。

4.1.2 考核方法

對學生的學習考核不能單憑期末的一張試卷定成績,尤其針對目前基礎薄弱的學生,如何能達到教學效果和培養(yǎng)目標,必須進行多方面的成績考核,并加強過程考核。不僅考核學生對知識的掌握程度,還要從學生技能提高、學生學習的態(tài)度、對知識的應用性理解以及分析問題解決問題的能力提高等方面加以考核。

4.2 課程質(zhì)量標準與教學評價

4.2.1 課程質(zhì)量標準

(1)課程體系:《基礎化學(雙語)》是無機化學、有機化學、分析化學和物理化學傳統(tǒng)的四大化學的綜合內(nèi)容,他們之間的融合有著一定的困難,但也有著內(nèi)在聯(lián)系,因此教師要協(xié)調(diào)好這些教學內(nèi)容,做到讓學生容易理解和接收新知識,同時也要保持為后續(xù)專業(yè)課程服務。(2)職業(yè)關鍵能力與素質(zhì)培養(yǎng):《基礎化學(雙語)》知識是進行化工生產(chǎn)、分析檢驗、生物化工、環(huán)境工程等專業(yè)必備的基礎知識,不但要培養(yǎng)用化學方法理論聯(lián)系實際、解決實驗問題能力,更要培養(yǎng)企業(yè)生產(chǎn)過程中的作為一名員工的化學素質(zhì)。

4.2.2 學習評價

教學評價的目的是全面了解學生的學習狀況,激勵學生的學習熱情,促進學生的全面發(fā)展,評價也是教師反思和改進教學的有力手段,在課程教學中起著導向和質(zhì)量監(jiān)控的重要作用,是推動和促進課程實施的重要環(huán)節(jié)和保證?!痘A化學》課程教學應倡導評價目標的多元化和評價方式的多樣化,堅持終結(jié)性評價與過程性評價相結(jié)合、定性評價與定量評價相結(jié)合,努力將評價貫穿于學習的全過程。課堂教學包括兩部分:教師的教和學生的學,因此應分別進行評價。

參考文獻

[1] 王乾.《化學實驗技術(shù)》課程的項目化教學探索[J].職業(yè)教育研究,2009,37(8).

篇7

1986年本書第一次出版,Tonomura教授解釋了分子水平細胞如何利用三磷酸腺苷使能量對如肌肉收縮、陽離子轉(zhuǎn)移等基本的生理功能起作用。書中介紹了AT-Pase酶和詳細的反應機理。Tonomura教授擔心不是特別熟悉本領域的學生看不懂此書,專門請年輕的同事共同完成了書的初稿。但不幸Tonomura教授突然病逝,岡崎生理學國家研究所的Ebashi教授和他的同伴共同完成了該書的修改工作。本書以此紀念這位在生物化學研究領域有突出貢獻的杰出的工作者。

本書總結(jié)了Tonomura關于肌漿球蛋白ATPase反應的中間物M-P-ADP的著名發(fā)現(xiàn),旨在對活細胞能量轉(zhuǎn)換機理特別是有收縮性和運輸功能的ATPase的現(xiàn)有知識進行詳細地證明。本書描述了ATPase結(jié)構(gòu)外貌,詳細討論了ATPase初步的動力學性質(zhì)。此外,細胞中ATPase分子的功能狀態(tài)被認為是理解把ATPase基本步驟和酶分子運動相結(jié)合的基礎。人們普遍認為ATPase反應中所有生物能量轉(zhuǎn)換體系在ATP水解和分子運動的機理方面有相似之處。因此,研究分子水平的能量轉(zhuǎn)換體系就能估計出其他能量轉(zhuǎn)換體系。各種能量轉(zhuǎn)換體系的分子機理在本書最后一章進行了總結(jié),并從進化的角度進行了討論。

本書一共9章,1.序言;2.肌漿球蛋白ATPase;3.肌動球蛋白ATPase反應和肌肉形成的機理;4.非肌肉細胞中的肌動蛋白和肌漿球蛋白;5.動力蛋白ATPase;6.F1-ATPase;7.食肉動物網(wǎng)狀組織AT-Pase;8.血漿膜中的Na+,K+-ATPase;9.結(jié)語。

篇8

關鍵詞:離子平衡;實驗設計;理論依據(jù);實驗探究

“水溶液中離子平衡問題”是高中化學選修4《化學反應原理》中第三章的重要熱藎包括:弱電解質(zhì)的電離平衡、鹽的水解平衡、難溶電解質(zhì)的溶解平衡等系列內(nèi)容。這一部分對知識應用能力強,學生學習困難較大。

當今教學要求:體現(xiàn)新課程理念,從學生的實際出發(fā),采取多種方式、方法和手段,引導學生建構(gòu)知識網(wǎng)絡,掌握化學學科的核心知識,總結(jié)規(guī)律和解題方法,培養(yǎng)學生獨立解決問題的能力。為了有效地開展教學,我在日常教學過程中,嘗試對涉及的以上幾個重難點,合理設計幾個實際問題,讓學生思考、討論,運用實驗探究的方法引導學生設計出相應的實驗方案,通過改進整合后進行相應的實驗,取得了較滿意的實驗效果。現(xiàn)將我們的實驗設計和研究過程整理如下,與大家分享。

【問題一】證明醋酸是一種弱酸

(設計方案)

方法一:配制0.1mol/LCH3COOH溶液,測該溶液的pH,測得pH>1,說明醋酸是弱酸。

方法二:配制0.1 mol/LHCl溶液和0.1 mol/LCH3COOH溶液,測其導電能力,發(fā)現(xiàn)0.1mol/LCH3COOH溶液的導電能力較強酸(鹽酸)弱,說明醋酸是弱酸。

方法三:在稀CH3COOH溶液中滴入石蕊試液,發(fā)現(xiàn)溶液變成紅色,再給所得液體加熱,觀察到溶液紅色加深,由此說明在CH3COOH溶液中存在電離平衡,說明醋酸是弱酸。

方法四:在稀CH3COOH溶液中滴入石蕊試液,發(fā)現(xiàn)溶液變紅色,再加入少量CH3COONa固體,可觀察到溶液紅色變淺(或溶液由紅色變紫色),由此說明,在CH3COOH溶液中存在電離平衡,說明醋酸是弱酸。

方法五:將CH3COONa固體溶于水配成溶液,測溶液的pH,測得pH>7,說明CH3COONa溶液中CH3COO-能夠水解,所以醋酸是弱酸。

(理論依據(jù))

方法一、方法二依據(jù)弱電解質(zhì)溶液不能完全電離的本質(zhì)來設計的,特別是方法二,利用科學探究中對照實驗的思路來設計的,利用醋酸與等濃度的一元強酸(鹽酸)的性質(zhì)相對比,說明醋酸中H+的濃度比鹽酸中H+的濃度小,說明醋酸在水中不能完全電離。

方法三、方法四是利用改變一定的條件,探究得出醋酸溶液中存在電離平衡,即CH3COOH?CH3COO-+H+,只有弱電解質(zhì)才存在電離平衡,由此證明醋酸是弱電解質(zhì)。

方法五是利用鹽的水解平衡原理設計,醋酸根離子發(fā)生水解的離子方程式為:CH3COO-+H2O?CH3COOH+OH-,可見醋酸根離子能夠水解,且水解顯堿性,由此說明,醋酸是弱電解質(zhì)。

【問題二】設計實驗證明醋酸的酸性比碳酸強

(設計方案)

方法一:向Na2CO3溶液中滴加CH3COOH溶液,可觀察到有氣泡產(chǎn)生,說明醋酸的酸性比碳酸強。

方法二:配制相同物質(zhì)的量濃度的CH3COONa和NaHCO3溶液,分別測定它們的pH,發(fā)現(xiàn)NaHCO3溶液的pH較大,說明碳酸的酸性較弱,即醋酸的酸性比碳酸強。

(理論依據(jù))

方法一是利用了“強酸能與弱酸鹽發(fā)生反應生成弱酸和強酸鹽”,即“強酸制弱酸”原理來設計的。由醋酸可以制取碳酸,碳酸不穩(wěn)定分解后生成二氧化碳氣體,說明醋酸的酸性比碳酸強。

方法二是利用了“弱酸根離子的水解程度與對應的弱酸的酸性有關,弱酸的酸性越弱,其弱酸根離子的水解程度越大”,即“越弱越水解”規(guī)律來設計的。NaHCO3溶液的pH較大,即同濃度的NaHCO3溶液的堿性較CH3COONa溶液的強,由此說明。

【問題三】設計實驗證明碘化銀的溶解度小于氯化銀的溶解度

(設計方案)

方法一:在濃度相同的NaCl和KI的混合溶液中逐滴加入AgNO3溶液,觀察到先有黃色沉淀生成,說明AgI的溶解度較?。?/p>

方法二:在AgCl的懸濁液中加入少量KI溶液,觀察到白色沉淀變成了黃色沉淀,說明AgI的溶解度較小。

(理論依據(jù))

方法一是從沉淀生成的角度來設計比較的,已知溶液中各離子的離子積Qc達到Ksp時會有沉淀生成,因此,在濃度相同的Cl-和I-的溶液中,由于Ksp(AgI)

方法二是從沉淀轉(zhuǎn)化的角度來設計的,向平衡體系中加入可與體系中某些離子反應生成更難溶物質(zhì)時,平衡向溶解方向移動。由于Ksp(AgI)

【活動心得】

對化學反應原理的學習有很多學生會感到困難重重,復雜的理論常令他們望而卻步。怎么才能引導學生走出困境,我覺得應該利用好“科學探究”這一研究方法,從平衡的基本原理出發(fā),從理論層面進行多角度分析,設計出不同的實驗方案,開發(fā)學生的發(fā)散思維;充分利用實驗,讓學生體驗科學探究的過程,激發(fā)學生學習化學的興趣,強化科學探究的意識,培養(yǎng)他們的創(chuàng)新精神和實踐能力。實際上化學反應原理中有很多奇妙的問題,有待于發(fā)現(xiàn)、研究、思考和討論。

參考文獻:

篇9

關鍵詞:有機反應類型;教學價值;化學反應;分類觀;轉(zhuǎn)化觀

文章編號:1008-0546(2013)05-008-02 中圖分類號:G632.41 文獻標識碼:B

“價值”主要是指客體的某種效用性或“積極作用”,教育的價值就是教育對現(xiàn)實社會和人的生活所帶來的益處[1]。有研究指出,理科課程具有兩種價值取向――“本體論”價值和“工具論”價值,前者滿足學生的需要,后者滿足社會的需要[2]。本文所指的教學價值,主要是指教學活動對學生本體的發(fā)展價值,可以理解為教學活動對學生的積極作用,或者說是教學活動能給學生帶來怎樣的收獲,能促進學生哪些方面的發(fā)展。作為一線化學教師,我們要思考怎樣的教學才有價值?“什么是一般人所應具有的最基本的化學觀點或觀念?這應當是科學教育的重要任務之一”?!皩W生能否牢固地、準確地、哪怕只是定性地建立起基本的化學觀念,應當是中學化學教學的第一目標”[3]。因此,中學理科化學教學不僅要給學生傳授化學知識,更重要的是引導學生掌握基本的化學觀念,了解研究化學問題的視角和方法,體驗化學給人類生活帶來的便利,提高學生的科學素養(yǎng)。在平常的教學工作中,我們應自覺以新課改的理念為指導,充分挖掘現(xiàn)有教學內(nèi)容所承載的教學價值,促進學生的發(fā)展。下面以高三《有機反應類型復習》專題教學為例,談談在教學設計的過程中,如何挖掘該部分教學內(nèi)容的價值,促進學生知識與技能、過程與方法和情感態(tài)度與價值觀三維目標的發(fā)展。

有機反應類型在有機化學知識體系中屬于基本理論部分,是高考常考點,在全國各地高考化學試卷中,出現(xiàn)頻率非常高。組織好此部分內(nèi)容的復習,不僅可以提高學生對有機反應類型知識掌握的熟練程度和牢固程度,提高高考成績,同時有利于促進學生認識的發(fā)展,而且有助于幫助學生體驗有機合成在生產(chǎn)生活中的作用。

一、 多角度研究有機反應類型,使知識有序存儲

遺忘規(guī)律表明,對同一知識采用不同的方式進行編碼,可以提高記憶效果,不容易遺忘。提取信息時可供選擇的線索越多,知識再現(xiàn)時會越快速和準確。有機物結(jié)構(gòu)復雜,有機化學反應數(shù)量多,相當一部分學生感覺有機化學難學。如果能引導學生對零碎的有機化學知識進行歸納,使之條理化、網(wǎng)絡化,不僅能幫助學生記憶,也有利于學生建立牢固的知識結(jié)構(gòu),減輕學生的學習負擔。

高三復習首要任務是幫助學生打好知識基礎。多線索復習有機反應類型,可以幫助學生提高信息掌握的深刻度和信息提取的有效性。在進行有機反應類型復習時,可以分別以官能團、反應試劑和反應條件為線索,歸納總結(jié)主要官能團可以發(fā)生的反應類型,典型的反應試劑與反應類型的關系,以及常見反應條件與反應類型的關系。復習過程中通過引導學生多角度全方位編織有機反應類型知識網(wǎng)絡,將零散的、扁平化的知識變成結(jié)構(gòu)化的知識,使學生對有機反應類型的理解更加深刻全面,確保在解題時從大腦提取相關信息更加準確及時。在教學過程中,還可以以小組競賽的形式進行歸納總結(jié),提高學生學習的興趣和積極性。

二、形成有機化學學科核心觀念,促進學生認識的發(fā)展

學習有機反應類型不能僅僅滿足于概念層面,即學生能夠指出某類有機物可以發(fā)生的反應類型,或者能夠根據(jù)情景中的信息判斷所發(fā)生有機反應的類型。通過本單元的復習,要能夠使學生對有機反應認識的深度和廣度都有所提高,掌握研究有機反應的一般方法,提高學生化學學科素養(yǎng)。有機反應類型的復習最重要的價值在于該部分知識所蘊含的有機化學的學科核心思想和其工具性作用。

1. 通過斷鍵和成鍵的分析,引導學生認識有機化學反應的本質(zhì)

化學反應是最基本的化學觀念之一。各種各樣的化學反應,是化學的核心[4],中學化學教學應有助于學生建立化學反應的觀念?;瘜W物質(zhì)種類繁多,性質(zhì)各異,通過對反應原理的分析可以幫助學生認識紛繁蕪雜的物質(zhì)變化背后的化學本質(zhì)。在復習有機反應類型時,不僅要求學生知道某類物質(zhì)可以發(fā)生什么類型的反應,而且還應知道是怎么反應的。不同有機反應類型的本質(zhì)差異就在于斷鍵和成鍵的部位和方式不同。學生應理解反應物中的化學鍵是怎樣斷裂,生成物的化學鍵是怎樣形成,斷鍵和成鍵的部位各在什么地方,即學生要弄明白有機反應的機理。如通過乙烯與Cl2、HCl、H2O的加成的對比,引導學生歸納烯烴加成反應的一般原理,即雙鍵中的一根斷裂,在斷裂的兩個不飽和碳上分別再加上其他的原子或原子團。在此基礎上,再進一步引導學生思考,丙烯與HCl的加成反應和乙烯與HCl的加成反應對比,有什么不同?從而得出不對稱烯烴在發(fā)生加成反應時的產(chǎn)物可能有同分異構(gòu)體的結(jié)論。又如通過對乙醇和溴乙烷消去反應過程的分析,可以引導學生掌握醇和鹵代烴的消去反應的機理。通過對反應機理的分析,既可以提高學生對化學反應本質(zhì)的認識,又可以提高學生對知識的遷移和運用的能力,減輕學生機械記憶有機方程式的負擔。

2. 以分類觀為指導,解釋和預測物質(zhì)性質(zhì)

對物質(zhì)進行分類,是化學常用的研究方法。分類觀是化學科學認識物質(zhì)世界的基本思想方法以及處理問題的基本思維方式[5]。教學過程中,要通過各種活動,將學生對有機物的認識,從典型代表物水平提升到官能團和物質(zhì)類別的高度,引導學生自主建構(gòu)“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì),性質(zhì)反映結(jié)構(gòu)”的核心學科思想。學生通過本單元的復習,能夠明確感知到有機物的分子結(jié)構(gòu),尤其是官能團決定了有機物的性質(zhì)。學生能借助官能團的概念,學習和認識某一類有機物的性質(zhì)。然后從分類的角度,解釋和預測同類物質(zhì)的性質(zhì)。如能從乙烯的性質(zhì)推導出含有碳碳雙鍵的一類有機物可能具有的性質(zhì)。更重要的是,我們還要發(fā)展學生依據(jù)結(jié)構(gòu)上的相似性來預測陌生有機物性質(zhì)和反應的能力。如乙醛與乙烯相比,它們有何共同點和差異?它們都含有不飽和鍵,從而可以預測乙醛也能發(fā)生加成反應,同時,乙烯中的不飽和鍵是非極性的,而乙醛中的不飽和鍵是極性的,從而可以預測乙醛與其他物質(zhì)發(fā)生加成反應時的產(chǎn)物。

3. 學習研究有機反應的角度和一般方法

最有價值的知識是關于方法的知識。有機反應類型復習的價值還在于幫助學生建構(gòu)有機反應的分析框架,使學生掌握研究有機反應的分析方法。經(jīng)過高一高二的學習,學生已經(jīng)積累了很多零碎的有關有機反應類型的知識,高三復習時可以通過組織有效的學習活動,引導學生從這些紛繁復雜的事實背后,抽象出最一般的原理和方法。比如可以引導學生思考常見有機物有哪些類別?每一類有機物所能發(fā)生的典型有機反應有哪些?在有機反應中都學過了哪些反應條件?這些反應條件和有機反應類型之間有何對應關系?烯烴的加成反應和烷烴的取代反應所用的試劑有何不同?能否舉例說明加成反應和消去反應斷鍵和成鍵有何不同?基于這些事實,你認為研究有機反應類型可以從哪些角度進行?在一系列問題的驅(qū)動下,引導學生歸納出如下研究有機反應類型的模式圖。

上述有機反應類型的分析模式圖相當于搭建了一個研究有機反應的理論平臺,學生借助這個平臺,可以加深對已知有機反應的理解,化繁為簡,減輕記憶的負擔,也可用于分析陌生的有機反應。這樣,知識也就轉(zhuǎn)化成了方法和能力。

三、 體驗有機反應在人類生產(chǎn)生活中的重要意義

有機化學與生產(chǎn)、生活以及科技的發(fā)展有著密切聯(lián)系,對社會發(fā)展、科技進步和人類生活質(zhì)量的提高有著廣泛而深刻的影響。通過有機反應類型復習,可以幫助學生建立物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化觀,體驗有機生產(chǎn)給人類帶來的便利和可能造成的負面影響。具有特定官能團的有機物的性質(zhì)和反應類型并不是孤立的,官能團之間可以相互轉(zhuǎn)化。通過引導學生編織常見有機物的轉(zhuǎn)化關系圖,不僅可以幫助學生鞏固知識,還可以使學生體驗到,研究有機物的性質(zhì),掌握不同有機物之間的轉(zhuǎn)化關系,在生產(chǎn)實際中具有十分重要的意義。如伍德沃德所說“有機化學極大的改善了人類的生活,使人類在舊的自然界旁邊建立起一個新的自然界”。生活中廣泛使用的藥物,日常的生活材料都得益于有機反應的貢獻。根據(jù)“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì),性質(zhì)反映結(jié)構(gòu)”的基本原理,依據(jù)所需物質(zhì)的性質(zhì),我們可以預測其結(jié)構(gòu),進一步探討其合成路線和方法,然后進行相應的有機合成,為我們的生活帶來便利。制造出對人類有用的物質(zhì),將有害物轉(zhuǎn)化為無害物,是有機化學研究的意義所在。

化學知識體系是人類認識自然和改造自然的結(jié)晶,其中蘊含著豐富的學科思想和科學研究方法以及人文意境。在教學過程中,我們要多做有心人,追問知識背后的教育意義,盡可能充分挖掘教學內(nèi)容的功能和價值,提高學生的科學素養(yǎng),促進學生多方面的發(fā)展。

參考文獻

[1] 王坤慶. 教育哲學――一種哲學價值論視角的研究[M].武漢:華中師范大學出版社,2006

[2] 鄭長龍,梁佩君. 論理科課程的價值[J]. 化學教育,2000,(4)

[3] 宋心琦,胡美玲. 對中學化學的主要任務和教材改革的看法[J]. 化學教育,2001,(9)

篇10

1瀏覽全題。明確實驗目的。解決“干什么”

首先要仔細審讀提煉出有效信息,分清每一個環(huán)節(jié)(包括反應和操作)的目的和結(jié)果,這樣才能判斷出最終所要達到的目的。

1.1關注箭頭號

有的同學根本看不懂或不注意箭頭號方向。也就不可能推測哪些物質(zhì)在混合、在反應。

例1,將粗硅和HCl一起加入同一個容器,發(fā)生反應①,產(chǎn)物SiCl4和H2發(fā)生反應②,生成純硅,其中反應①的產(chǎn)物H2和反應②產(chǎn)物HCl均能循環(huán)利用。

1.2注意框內(nèi)所指

弄清每個方框內(nèi)的物質(zhì)成分或操作名稱,向方框內(nèi)加入某種試劑后在一定操作指引下在隱含的儀器或設備中,會發(fā)生哪些反應?生成物是什么?

例2,解讀下圖流程:“粉碎富集”的含義:磷灰石粉碎富集有利于增大固體反應時的接觸面積,加快反應速率?!八崛堋焙x:粉碎過的磷灰石與加入的硫酸反應,能與硫酸反應的固體被溶解掉, “操作a”的含義:將反應后的混合液分離成固體A和溶液H3P04的操作,只能是過濾。“成鹽”的含義:根據(jù)產(chǎn)物為磷銨化肥。該步是NH3和HPO反應?!安僮鱞”和“操作a”的含義:因為要得到磷銨固體化肥,必須先蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶,再過濾……

1.3提練信息

從題中所給陌生的文字材料中提煉出物質(zhì)的性質(zhì)、用途等信息。有些信息可能在問題中根本沒涉及,有些信息則可借以結(jié)合問題幫助理解或者直接答題。對不懂的信息或問題要大膽跳過。

在例2中,固體A的成分一定有CaSO4,因為該題題干是“我國利用生產(chǎn)磷銨排放的廢渣磷石膏制取硫酸并聯(lián)產(chǎn)水泥的技術(shù)研究獲得成功。具體生產(chǎn)流程如下……”,我們知道石膏成分是硫酸鈣晶體,第2步加入硫酸,后面經(jīng)“一系列工藝”又生成了S02,故有的同學便錯誤地認為固體A是CaS03。如果真是這樣的話,方框內(nèi)信息“一系列工藝”的含義如何理解呢,前面哪一步有S042一被還原呢,CaS03能穩(wěn)定存在嗎……

2明確各步的反應原理和操作目的。解決“怎么做”

工業(yè)生產(chǎn)流程的設計和實驗室方案設計原理相似,只是對經(jīng)濟性、環(huán)保性等許多細節(jié)方面有著更高的要求,解題時應在實驗原理的基礎上結(jié)合實際因素,充分讀懂工業(yè)生產(chǎn)流程每一步的意義。

2.1讀懂化工生產(chǎn)流程主線的含義

原料一核心化學反應一所需產(chǎn)品,必須要掌握物質(zhì)間的反應、產(chǎn)物分離提純、除雜試劑的選擇以及反應條件的控制等。了解流程圖以外的文字描述、表格信息、后續(xù)設問中的提示性信息,并在下一步分析和解題中隨時進行聯(lián)系和調(diào)用:解析流程圖并思考:從原料到產(chǎn)品依次進行了什么反應?利用了什么原理(氧化還原?溶解度?溶液中的平衡?)。每一步操作進行到什么程度最佳?每一步除目標物質(zhì)外還產(chǎn)生了什么雜質(zhì)或副產(chǎn)物?這些物質(zhì)又是怎樣分離、提純和循環(huán)利用的?如何體現(xiàn)“綠色化學”的思想。

2.2注重與實際相聯(lián)系

工業(yè)生產(chǎn)中流程比較復雜,一般的選擇原則是:工藝簡單、生產(chǎn)效率高、污染小、能耗低。有的同學不太明確這些。導致回答不完整甚至完全錯誤。因此在備考復習時,要注意聯(lián)系生產(chǎn)實際中的各類反應原理,多選擇與生活生產(chǎn)實際相聯(lián)系(如海水中提溴、海帶中提碘、金屬的冶煉、物質(zhì)成分的測定等)涉及面廣的習題,以提升學生分析問題、解決問題的能力。培養(yǎng)他們靈活應用知識的能力。

3必備知識

3.1熟練掌握元素化合物的性質(zhì)

首先抓住物質(zhì)類別的通性和具體物質(zhì)的特性,其次分析物質(zhì)所含元素化合價的可變性(即物質(zhì)的氧化性和還原性),判斷哪些物質(zhì)之間能發(fā)生反應,生成物是什么。

3.2控制反應條件的方法

蒸發(fā)、反應時的氣體氛圍;控制溶液的酸堿度使某些金屬離子形成氫氧化物沉淀(大部分利用水解原理)。如Fe3+、Al、Mg2+的混合物分離,通常采用調(diào)節(jié)溶液的pH除去雜質(zhì)達到提純目的。在這過程中要選擇合適的試劑,不要引入新雜質(zhì)。

3.3明確結(jié)晶的幾種方法

工業(yè)生產(chǎn)中,往往是從多種溶質(zhì)或一種溶質(zhì)的溶液中提取目標固體產(chǎn)物。需要用到結(jié)晶工藝。當溶液是單一溶質(zhì)時:最后所得晶體不帶結(jié)晶水(如NaCl、KN03);蒸發(fā)濃縮(至有晶膜出現(xiàn))、冷卻結(jié)晶、過濾,最后所得晶體帶結(jié)晶水(女HCuS04?5H20、摩爾鹽)。當溶液中有兩種或以上溶質(zhì)時,經(jīng)濃縮蒸發(fā)。其中溶解度最小、受溫度影響最大的溶質(zhì),被趁熱過濾成濾渣。而濾液中溶解度最小的溶質(zhì)是飽和溶液。然后冷卻結(jié)晶,過濾,得另一溶質(zhì)(溶解度最大、受溫度影響最大的溶質(zhì))。

3.4熟悉化工生產(chǎn)中的一些常用名詞

浸出:固體加入水或酸溶解得到離子。

浸出率:加酸使礦石溶解后。離子在溶液中的含量多少。

酸浸:是指在酸溶液中反應使可溶金屬離子進入溶液,不溶物通過過濾除去。

水浸:與水接觸反應或溶解,也可能離子發(fā)生了水解反應。

水洗:通常是為了除去水溶性的雜質(zhì)。

酸洗:通常指清潔金屬表面的一種方法。是電鍍、搪瓷、軋制等工藝的前處理或中間處理步驟。即將制件浸入硫酸等酸的水溶液,以除去金屬表面的氧化物等薄膜。

3.5了解化工生產(chǎn)中滲透綠色化學的觀點

①節(jié)省資源,提高原料轉(zhuǎn)化率。例如。在合成氨工業(yè)、硝酸工業(yè)、接觸法制硫酸、聯(lián)合制堿法等工藝流程中采取的循環(huán)操作,體現(xiàn)了綠色化學中資源最大利用率的基本原理。

②介紹尾氣回收方法和處理裝置以防止或減少環(huán)境污染。例如,氨氧化法制硝酸、接觸法制硫酸、煉鋼、煉鐵等均介紹了尾氣處理或吸收的裝置。

③設計新的化學反應途徑及條件,降低對人類健康和環(huán)境的危害,減少廢棄物的產(chǎn)生和排放。例如教材中介紹了元氰電鍍,使用非汞催化劑等由乙炔制乙醛。

3.6熟悉化工生產(chǎn)中的一些常用工藝流程

高中教材中涉及到的化學工業(yè):①候氏制堿法;②氯堿工業(yè);③硅酸鹽工業(yè);④工業(yè)制硫酸;⑤合成氨工業(yè);⑥工業(yè)制硝酸;⑦金屬Na、Mg、Al、Fe、cu等的冶煉;⑧海水中提取物質(zhì);⑨其他

教師可帶領學生,分析如下23個常見化工流程的原理,回答問題,積累經(jīng)驗。

4三點啟示

(1)無機化工流程題已成為高考的主要題型之一。應介紹必要的化工術(shù)語和常識。否則將成為學生困擾點;要整理一些典型材料給學生研讀,如另外還可以根據(jù)人教版《化學與技術(shù)》內(nèi)容,簡介水的處理、煤的加工、新材料的制備、金屬冶煉、綠色工藝等有關知識。