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1、工业制备氯化铜工艺流程说课稿近几年江苏高考注重考查考生“从化学的视角分析解决问题和化学思维的的能力”，全面考查学生的化学素养，化工流程题能较好地体现这种意图。化工流程题以工业生产的实际为背景，综合考查学生运用元素化合物以及化学反应原理解决实际问题的能力，要求考生掌握化工生产的基本原理（反应原理和实验方法），还要对题中的信息进行提取和加工，对学生的思维能力要求较高。本节课是化工流程题的复习课，设计的指导思想是将元素化合物、化学反应原理、实验探究和计算融合。一、教学目标的确定1综合运用元素化合物知识、化学反应原理和化学实验的基本知识，分析工业制备氯化铜的原理，形成化学学科的基本观念。我们教给学生什
2、么，是化学知识还是思想方法？要从“知识为本”的教学转向“观念建构”的教学。通过元素化合物知识、化学反应原理和化学实验的基本知识的掌握和应用，形成从化学视角认识事物和解决问题的思想、方法和观点，即植根于学生头脑的化学基本概念。工业制备氯化铜的流程主要涉及元素化合物之间的相互转化，物质的分离和提纯，需要运用氧化还原反应、水解平衡、沉淀平衡等原理，选择各步变化的条件。通过调动学生思维的积极性、进行主动探究，在学生头脑中形成“物质间能转化，而转化是需要条件”的转化观。2通过对实验现象、数据和图形等的观察，运用分析、比较、归纳等方法对所获取的信息进行初步加工和应用。本节课设计了检验亚铁离子的对比实验和二
3、水合氯化铜加热分解的实验。提供氢氧化物沉淀的pH数据，作为设计工业制备氯化铜的实验方案的依据，根据氯化铜的溶解度曲线和不同温度下析出氯化铜结晶水合物的形式，确定从溶液中提取氯化铜及晶体洗涤的方法。3、学会将与化学相关的实际问题分解，并运用相关知识和科学方法，解决生产实际和科学研究中的简单化学问题。在学生设计实验方案的基础上，将整个过程分解为三个步骤，酸溶、除铁和结晶。运用化学反应原理、实验基础知识分析工业制备氯化铜工艺流程中的具体问题。二、教学过程的设计1创设情境针对教学内容给学生一个贴近实际的学习情境，帮助学生理解和应用所学知识，从化学的视角去认识物质世界，解决实际问题。(1)利用实物、生产
4、实际创设情境从展示各种形态氯化铜样品引入本课，首先让学生观察两种固体二水合氯化铜是绿色的、无水氯化铜是棕色的，氯化铜溶液浓的是绿色、稀溶液是蓝色的。然后简要介绍氯化铜的用途，氯化铜常用作有机反应的催化剂，如工业上用氯化铜和氯化钯催化剂共同催化乙烯转化为乙醛，而在焰火中氯化铜产生蓝绿色光。工业制备氯化铜，其中一种方法采用的原料是铜灰和铜渣，首先经过预处理：以铜灰、铜渣为原料，通过加热初步氧化，除去原料中的水和有机物。再粉碎后，进行二次氧化，得到粗氧化铜（含杂质FeO）。使学生感受到要讨论的或解决的问题源于生产实际。(2)利用实验创设情境：对于高三学生来说，对元素化合物的知识比较熟悉，并且能结合化
5、学反应原理解释一些化学事实，对实验现象作出解释，但仍然存在许多疑惑，有些可以通过实验方法加以解决，使学生获得更多的体验。实验是个融合体，以实验为主干，可以融合元素化合物、化学原理、实验探究、化学计算等知识为一体。本节课设计了两个实验：一个是离子检验，检验氯化铜溶液中混有的亚铁离子。采用对比实验，分别在两支试管中分别加入1mL蒸馏水、1mLCuCl2溶液，然后各滴入几滴FeCl2溶液，再依次加入KSCN溶液、双氧水。实验现象：一个试管中，加入KSCN溶液仍为无色，加入双氧水显红色；而另一个试管中生成黑色沉淀或白色沉淀（黑色沉淀是硫氰化铜，白色沉淀是硫氰化亚铜），这个实验仅说明铜离子对亚铁离子的检
6、验有干扰。在工业生产中，是在排除铜离子后，用邻菲罗啉比色法可测定其亚铁离子的含量。铜离子与硫氰根离子反应的产物，跟KSCN溶液的浓度有关，当KSCN溶液浓度较大时，生成硫氰化铜黑色沉淀，当KSCN溶液浓度较小时，生成硫氰化亚铜白色沉淀。另一个实验是加热氯化铜晶体（CuCl2?2H2O），并检验产物。学生知道CuCl2?2H2O加热时所发生的变化，并且能盐类水解原理加以解释，但没有亲身体验实验过程。实际上反应生成的产物与温度有关观察实验现象发现：绿色固体変为黑色、部分为棕色、试管口有水珠、硝酸银溶液変浑浊。推测产物为氧化铜、水、氯化氢，同时会部分生成无水氯化铜。2设计问题杜威说过：“问的好则教得
7、好”。课堂教学中的问题设计的目的在于触发学生的回应，问题就是一节课前进的方向，问题的形式将规定学生思维的程度。设计问题要注意层次性。学生间存在个体差异，发展的状况不同，知识的掌握水平也存在差异。因此，问题的设计要有合理的程序和阶梯性，要把一个复杂的、难度较大的问分解成若干相互联系的小问题，或把解决某个问题的完整思维过程分解成几个小阶段。这样才能让学生“有阶可上，步步登高”的愉悦感，从而使不同水平的学生都有所收获。如：参照表1氢氧化物沉淀的pH数据，将氯化铜溶液中混有的亚铁离子除去？根据表1数据，无法将溶液中的亚铁离子直接除去，必须将先将亚铁离子氧化成铁离子，然后沉淀除去。因此将这个问题分解为“
8、氧化”和“沉淀”两方面。关于“氧化”提出两个问题：第一，氧化溶液中亚铁离子，可用那些物质作为氧化剂？说明选择的理由。第二，用双氧水作氧化剂氧化溶液中的亚铁离子，为什么反应温度一般控制在30-40？关于“沉淀”：也提出两个问题：一是怎样将氯化铜溶液中混有的铁离子除去？说明理由，写出有关反应的离子方程式。二是要使铁离子完全沉淀，溶液的pH应控制在什么范围内？而氧化溶液中亚铁离子，要求学生选择氧化剂并说明的理由。学生回答用氯气、双氧水、高锰酸钾等，理由从（1）氧化性的强弱；（2）除杂效果（不引入新杂质）；（3）环保(尽量不用有毒物质、不产生污染)等方面考虑。设计问题要注意思维容量。将一些知识点设计成
9、富有一定思维容量的问题组，用问题激活学生原有的认知，用探究性的情境设置认知冲突，使学生领悟基础知识，培养问题意识，形成科学探究的学习品质。如：根据氯化铜溶解度曲线、表格中不同温度下析出氯化铜的不同结晶水合物形式，提出了用什么方法从氯化铜溶液中得到CuCl2?2H2O以及如何洗涤两个问题，学生必须通过认真思考，全面考虑，才能正确回答。三、学生展示心理学研究表明：人的心灵深处，都有一种强烈的需求，那就是希望自己是一个研究者、发现者和探索者。学生是学习的主体，是课堂的主人，教师是学生学习的指导者和帮助者，不能主宰课堂，课程改革要求改变学生的学习方式，要给学生展示表达的机会，展示学是现代教学倡导的一种
10、学习方式。本节课学生的展示，如：如果你是工程师请选用合适的原料，设计用粗氧化铜制取氯化铜的工艺流程（用框图表示）。让学生扮演工程师的角色，还让学生讲解设计的实验方案。请了两位同学讲解各自的设计方案。第一位同学的方案是：将氧化铜溶于盐酸，得到混有氯化铁的氯化铜溶液，然后用双氧水氧化亚铁离子，再调节溶液的pH并过滤得到氯化铜溶液。第二位同学的方案与第一位同学相比，流程相似，但注重了细节，她用了过量的盐酸并搅拌，调节溶液的pH为3.2pH4.2，在HCl的气氛中蒸发结晶，方案比较完善。再如：对于“怎样将氯化铜溶液中混有的铁离子除去？”的问题。在学生经过思考，找到了所加的物质，可以是氧化铜、氢氧化铜或
11、碳酸铜。请一位同学讲解，根据氧化铜与氢离子反应、使铁离子的水解平衡向右移动，从而生成氢氧化铁沉淀，很好地解释这个问题。再如：根据表1氢氧化物沉淀的pH数据，计算当溶液的pH为3.1时溶液中铁离子的浓度。让学生讲解，根据1molL-1Fe3+开始沉淀的pH为1.1，换算出c(H+)= 1101.1molL-1，c(OH) =11012.9molL，-计算Fe(OH)的Ksp=c(Fe3+)c(OH)3=1(11012.9)3=11038.7，再算出当pH=3.1时，c(H+)= 1103.1molL-1，c(OH) =11010.9molL-1，最后由Ksp计算c(Fe3+)=11038.7(1
12、010.9)3=1106molL-1。此时，溶液中铁离子完全沉淀。四、引入图表如：根据表1氢氧化物沉淀的pH数据，计算当溶液的pH为3.1时溶液中铁离子的浓度。表1氢氧化物沉淀的pH开始沉淀的pH沉淀完全的pHFe31.13. 2Fe25.88. 8Cu24.26.4注：开始沉淀的pH按金属离子浓度为1. 0 molL-1计算)。解答问题的关键是要从表中抽取有效信息，经加工、整理、转换，再与已有的知识整合，从而解决问题。即先根据1. 0 molL-1Fe3开始沉淀的pH1.1，计算出Fe(OH)的Ksp。再如：根据氯化铜溶解度曲线、表格中不同温度下析出氯化铜的不同结晶水合物形式，提出了用什么方
13、法从氯化铜溶液中得到CuCl2?2H2O以及如何洗涤晶体两个问题。氯化铜的溶解度曲线：表2氯化铜在不同温度下析出的晶体温度15以下1525.726424299晶体CuCl2?4H2OCuCl2?3H2OCuCl2?2H2OCuCl2?H2O学生根据氯化铜溶解度曲线以及表格中CuCl2?2H2O析出温度，再凭以往的经验，从溶液中得到可溶性固体的方法是蒸发浓缩冷却结晶。但事实上，根据表格信息，在42以上析出的是CuCl2?H2O，再降到2642的话，CuCl2?H2O不一定能完全转化为CuCl2?2H2O。对于CuCl2?2H2O的洗涤，好多学生的回答是用冷水冲洗，理由是降低晶体溶解度，减少晶体因溶解而造成损耗。这样做的话，会使部分CuCl2?2H2O晶体转化为CuCl2?3H2O或CuCl2?4H2O晶体。出现上面错误的原因是学生经过大量练习后，或者是我们的老师在教学中对一些方法过分强调，使学生问题的情境下，已经形成了一种思维定势。正确的做法是将温度在控制2642范围进行蒸发结晶（低温蒸发）。洗涤时要控制水温，防止晶体中的结晶水发生变化。存在的问题：氯化铜浓溶液、氯化铜稀溶液的颜色问题没有进行拓展，与物质结构中配合物的知识加以联系；焰火中氯化铜蓝绿色光的原理是焰色反应；亚铁离子检验的实验现象讨论不够充分；
