化学反应的基本原理总结范文

时间:2023-11-10 17:40:50

导语:如何才能写好一篇化学反应的基本原理总结,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。

化学反应的基本原理总结

篇1

一、在真实背景中考查化学基本概念

每门学科中都有一系列基本概念,化学学科中有物质类别相关概念(如电解质、非电解质、氧化剂、还原剂等),化学反应相关概念(如氧化还原反应、非氧化还原反应、盐类水解、加成反应、消去反应、取代反应等),化学原理相关概念(如化学反应速率、化学平衡状态、化学能、焓变等)……每年的高考试卷中必定会有试题来测试这些重要概念,若是在真实背景中要求考生分析判断化学基本概念,显得特别有意义。

例1.(2013年北京理综)下列设备工作时,将化学能转化为热能的是()

硅太阳能电池锂离子电池太阳能集热器燃气灶

答案:D

简析:试题中给出硅太阳能电池、锂离子电池、太阳能集热器、燃气灶等生活中常见物品的图片,要求考生在真实背景中对化学能、热能等相关概念作出判断。硅太阳能电池是将太阳能直接转化为电能;锂离子电池是将化学能直接转化为电能;太阳能集热器是将太阳能转化为热能;燃料燃烧是将化学能直接转化为热能。

例2.(2013年安徽理综)我国科学家研制出一种催化剂,能在室温下高效催化空气中甲醛的氧化,其反应如下:催化剂

下列有关说法正确的是()

A.该反应为吸热反应

B.分子中的化学键为非极性键

C.分子中既含σ键又含π键

D.每生成1.8g H2O消耗2.24L O2

答案:C

简析:题中给出一个与新科研成果相关的素材,要求考生判断吸热反应、非极性键、σ键和π键等基本概念。题给反应式是真实背景的关键信息,这一反应实质就是甲醛的燃烧反应,所以一定是放热反应。CO2分子中含有极性共价键,HCHO分子中含有σ键和π键。未确定压强、温度等条件下无法判断气体体积。

这类试题中,真实背景是命题人给考生提供的一个从实际问题运用化学概念的载体,准确理解化学概念是解题的关键。

二、在真实背景中考查化学基本原理

质量守恒定律、元素周期律、氧化还原反应原理、化学平衡原理、原电池原理、电解原理、电离平衡和盐类水解平衡的移动等,都是化学学科中的核心内容和主干知识,且化学基本原理既是高考的重点,又是高考的难点。研究发现,命题者常常会将化学基本原理的考查融入生产、生活、科研等真实素材当中,要求考生运用化学基本原理解决联系实际的问题。解答与化学基本理论相关的试题,关键是在真实背景中找准相关的化学基本原理,再根据对应的规律来解决问题。

例3.(2013年福建理综)某科学家利用二氧化铈在太阳能作用下将转变为。其过程如下:

下列说法不正确的是()

A.该过程中CeO2没有消耗

B.该过程实现了太阳能向化学能的转化

答案:C

简析:试题以太阳能的利用为背景,涉及化学反应中的能量转化(化学反应相关能量转化判断、盖斯定律),原电池(电极反应式书写)等。

CO、O2构成的碱性燃料电池中,CO在负极被氧化转化为CO2-3,O2在正极上反应,电极反应式如D项所示。

例4.(2013年重庆理综)化学在环境保护中起着十分重要的作用,催化反硝化法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。

(1)催化反硝化法中,H2能将NO-3还原为N2。25℃时,反应进行10min,溶液的pH由7变为12。

①N2的结构式为。

②上述反应的离子方程式为,其平均反应速率v(NO-3)为mol·L-1·min-1。

③还原过程中可生成中间产物NO-2,写出3种促进NO-2水解的方法。

(2)电化学降解NO-3的原理如下图所示。

①电源正极为(填“A”或“B”),阴极反应式为。

②若电解过程中转移了2mol电子,则膜两侧电解液的质量变化差(Δm左-Δm右)为g。

答案:(1)①催化剂③加酸,升高温度,加水

(2)①

简析:试题以环境保护中的化学方法(去除水体中含氮物质)为背景,考查了氧化还原反应、化学方程式的书写和配平、化学反应速率的计算、盐类水解、电解原理等多个化学核心知识。

(1)由“溶液的pH由7变为12”可知,反应过程中增大到。从盐类水解平衡移动角度考虑,要促进阴离子水解,可以加适量的酸溶液、加热升高温度、加水稀释等。

(2)阴极发生还原反应、阳极发生氧化反应,这是电解反应的特征,根据“”可判断B是负极、A是正极。电极反应式分别为:

阴极:

阳极:

根据相关反应式,电解过程中转移2mol电子时,有如下变化:第一,阳极上放出16g O2,阴极上放出5.6g N2;第二,阳极区生成2mol H+,阴极区消耗0.4mol NO-3、生成24mol OH-,所以阴极区新增了2mol -1价阴离子。由于电解池中间是质子交换膜,所以只可能是左侧溶液中的H+向右侧移动,以达到两侧溶液中电荷平衡,由此会造成左侧移出2mol H+,质量减小2g,右侧质量又要增加2g。总体来看,质量变化差

复习过程中要重视与化学基本原理相关的基本问题。例如,书写电极反应式是与原电池、电解原理相关的最基本的问题,运用盖斯定律计算焓变是与化学反应中能量变化相关的重要的基本问题,判断是否处于化学平衡状态、求解平衡常数是与化学平衡相关的基本问题,弱电解质的电离平衡、盐类水解平衡、沉淀溶解平衡等相关内容最容易涉及离子方程式的书写、电荷守恒、质量守恒等基本问题。

三、在真实背景中考查物质的基本性质

熔点、沸点、溶解性、密度等物理性质,氧化性、还原性、酸性、碱性等化学性质,都是物质的基本性质,是化学学科中的最基础内容,所以物质的基本性质是每年高考化学的重点。高考试题中,要求考生在真实背景中联系物质的基本性质,解决实际问题。我们发现,大多数新情境试题中都会涉及物质的某种基本性质,解题时只要抓住基本性质的本质特征,就可顺利找到解题思路,获得正确答案。

例5.(2013年上海化学)2013年4月24日,东航首次成功进行了由地沟油生产的生物航空燃油的验证飞行。能区别地沟油(加工过的餐饮废弃油)与矿物油(汽油、煤油、柴油等)的方法是()

A.点燃,能燃烧的是矿物油

B.测定沸点,有固定沸点的是矿物油

C.加入水中,浮在水面上的是地沟油

D.加入足量氢氧化钠溶液共热,不分层的是地沟油

答案:D

简析:试题以地沟油、汽油、煤油、柴油为落点,要求考生用化学视角去分析与人类生活密切相关的问题,从化学对人类生活贡献的角度设计问题,要求考生了解化学对人类的正面作用。无独有偶,2013年全国理综II中也有一道选择题涉及地沟油制生物柴油的内容,考查有机物的性质。地沟油是酯类物质,汽油等是烃类物质,都属于混合物。从物理性质角度看,密度都比水小,都不溶于水。从化学性质角度看,地沟油能与氢氧化钠溶液等反应(皂化反应),汽油则不反应。

例6.(2013年上海化学)374℃、22.1MPa以上的超临界水具有很强的溶解有机物的能力,并含有较多的H+和OH-,由此可知超临界水()

A.显中性,pH等于7

B.表现出非极性溶剂的特性

C.显酸性,pH小于7

D.表现出极性溶剂的特性

答案:B

简析:本题表面上看是以学生陌生的“超临界水”为落点,实质上是考查分子的极性、溶液的pH、溶液的酸碱性等基本概念。水分子是极性分子,所以水属于极性溶剂。但超临界水“具有很强的溶解有机物的能力”,大多数有机物分子的极性比较弱,所以超临界水在溶解有机物时表现了非极性溶剂的特性。根据“含有较多的H+和OH-”可判断超临界水的pH小于7,但无论水的电离程度多大,纯净的水必定显中性。

例7.(2013年重庆理综)合金是建造航空母舰的主体材料。

(1)航母升降机可由铝合金制造。

①铝元素在周期表中的位置是,工业炼铝的原料由铝土矿提取而得,提取过程中通入的气体为。

②Al-Mg合金在焊接前用氢氧化钠溶液处理Al2O3膜,有关反应的化学方程式为。焊接过程中使用的保护气为(填化学式)。

(2)航母舰体材料为合金钢。

①舰体在海水中发生的电化学腐蚀主要为。

②航母用钢可由低硅生铁冶炼而成,则在炼铁过程中为降低硅含量需加入的物质为。

(3)航母螺旋桨主要用铜合金制造。

①80.0g Cu-Al合金用酸完全溶解后,加入过量氨水,过滤得到白色沉淀39.0 g气体,则合金中Cu的质量分数为。

②为分析某铜合金的成分,用酸将其完全溶解后,用NaOH溶液调节pH,当pH=3.4时开始出现沉淀,分别在pH为7.0、8.0时过滤沉淀。结合下图信息推断该合金中除铜外一定含有。

简析:试题以制造航空母舰的材料为背景,考查了镁、铝、铁、铜等元素化合物知识,着重从金属材料的特性、防护、成分分析等角度设置了一系列问题。第(1)小题,主要考查了氧化铝、偏铝酸钠、二氧化碳、镁等物质的基本性质。用铝土矿制取纯净氧化铝时,从铝的化合物角度看,经历了下列变化:氧化铝偏铝酸钠氢氧化铝氧化铝,其中偏铝酸钠转化为氢氧化铝的过程中需要通入CO2气体。

有关选择焊接铝、镁合金时保护气问题,实质上是考查镁的基本性质,由于镁易跟等发生反应,所以应选择氩等稀有气体为保护气。

第(2)小题,主要考查了铁、硅及其化合物的性质。铁易发生吸氧腐蚀,二氧化硅在高温下能与碳酸钙或氧化钙发生反应。

第(3)小题,考查了铜、铝等金属元素及其化合物的性质。根据铝的化合物遇氨水易生成氢氧化铝,可判断生成的39.0g白色沉淀是氢氧化铝,进而可计算出合金中铜的含量。

对照题给金属离子生成氢氧化物沉淀跟pH关系的图像可做出如下判断:根据“pH=34时开始出现沉淀”判断合金中不存在铁元素,存在铝元素;根据“pH为7.0、8.0时过滤沉淀”判断合金中还存在镍元素。

试题涉及面广,几个小题中的叙述简洁明了,问题设置直截了当,没有为了所谓考查能力而故意“绕圈子”,没有增加太多的“新信息”,也没有人为设置文字,突出化学问题的真实本色,是一道既有浓厚的化学味,又能较好测试解决实际问题能力的试题。这类试题给高三学生一个重要的信息,化学复习一定要整理归纳重要物质的基本性质,提高运用物质基本性质解决实际问题的能力。

四、在真实背景中考查化学实验基本问题

物质的制备和提纯、物质的性质探究、物质的检验与鉴别、化学反应条件的控制、物质的定量分析等是高中化学中的基本实验;发现化学问题的能力、运用已有化学知识做出合理假设的能力、设计实验方案和完成实验的能力、观察实验现象和收集实验资料的能力、分析和解释实验现象得出实验结论的能力等是化学实验探究的基本能力;试剂的保存和取用、加热和蒸发、溶解和结晶、蒸馏和分馏、过滤和抽滤、萃取和分液、层析、中和滴定等是高中化学实验的基本操作。这些都是每年高考化学必定会考到的内容,但每年的高考化学试题都会出现新的情境,2013年的试题出现了一些具有真实背景的实验试题,值得关注。

例8.(2013年重庆理综)按以下实验方案可以从海洋动物柄海鞘中提取具有抗肿瘤活性的天然产物。

下列说法错误的是()

A.步骤(1)需要过滤装置

B.步骤(2)需要用到分液漏斗

C.步骤(3)需要用到坩埚

D.步骤(4)需要蒸馏装置

答案:C

简析:试题的真实背景是“从海洋动物柄海鞘中提取抗肿瘤活性的天然产物”的实验过程,考查的基本问题是过滤、萃取、分液、蒸发浓缩、蒸馏等化学实验基本操作。

将实验方案与相关操作方法的特征联系起来可判断,步骤(1)是过滤。步骤(2)是萃取(从“水层”和“有机层”判断出),必定要用到分液漏斗。步骤(3)是从水溶液中分离出固体粗产品,应该浓缩结晶,一般使用蒸发皿,不会用到坩埚。步骤(4)是从有机层中分离出甲苯,应该用蒸馏方法。

例9.(2013年安徽理综)二氧化铈是一种重要的稀土氧化物。平板电视显示屏生产过程中产生大量的废玻璃粉末(含以及其他少量可溶于稀酸的物质)。某课题组以此粉末为原料回收铈,设计实验流程如下:

(1)洗涤滤渣A的目的是为了去除(填离子符号),检验该离子是否洗净的方法是。

(2)第②步反应的离子方程式是,滤渣B的主要成分是。

(3)萃取是分离稀土元素的常用方法。已知化合物TBP作为萃取剂能将铈离子从水溶液中萃取出来,TBP(填“能”或“不能”)与水互溶。实验室进行萃取操作时用到的主要玻璃仪器有、烧杯、玻璃棒、量筒等。

(4)取上述流程中得到的4产品0.536g,加硫酸溶解后,用0.1000mol·L-1标准溶液滴定至终点时(铈被还原为),消耗25.00mL标准溶液。该产品中的质量分数为。

答案:(1)取最后一次洗涤液,加入KSCN溶液,若不出现红色,则已洗净;反之,未洗净(其他合理答案均可)

(3)不能分液漏斗

(4)97.01%

简析:本题以化工生产工艺流程为素材,要求考生在真实背景中运用元素化合物、化学实验基本操作、化学计算等相关知识解决化学基本问题。沉淀洗涤(包括晶体洗涤)、萃取、滴定等化学基本实验问题构成了各个小题。

观察流程中信息可知滤渣表面可能吸附有等杂质离子。所以洗涤滤渣A的目的是为了除去滤渣表面的等杂质离子。要检验滤渣是否洗净,可以取最后流出的洗涤液做样品,用KSCN来检验其中是否含有。

观察流程图可发现,操作②后有生成,说明跟之间发生了氧化还原反应。滤渣B的主要成分是二氧化硅。

要从水溶液中萃取某种溶质,萃取剂应该不溶于水。萃取、分液操作应该用分液漏斗。

第(4)小题中,滴定时反应关系为:。

篇2

关键词:电化学教学;以观念建构为本的教学设计;校本化实施

中图分类号:G633.8 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)36-0109-02

伴随高中课程改革的不断深入,我们渐渐体验到化学课程改革对于化学教学的进步和改变,也真实地感受到课程改革中也出现了某些新情况,它要求学校对于国家课程“因生制宜”的创新性改革与通过“国家课程的校本化实践”来完成再实施过程。高中化学国家课程的校本化实践指的是依照高中化学课程标准,学校依据自身的性质、特征与情况,把国家层面上建设高中化学国家课程改变成符合本校学生学习需求的操作过程,它是校本课程开始的一个方面。本文主要结合化学新课程实行的现实情况,浅谈我们对于电化学知识内容综合教学的操作和反思,探讨“以观念建构为本的教学设计”。

一、模块构成下经常遇见的问题

(一)很难掌握教材的整合

高中阶段关于电化学知识的内容分散到了《化学2(必修)》、《化学反应原理(选修)》、《实验化学(选修)》三个模块中。

《化学2(必修)》使学生在初中科学知识的了解上,借由平常生活与生产中的例子、实践来证明化学能和电能的知识内容。因为这个模块太过于重视基本知识,许多的基本原理与概念都是僵硬提出的,内容之间缺少内在逻辑联系,完全没有联系到探究方式,学生只能通过死记硬背来记住基本的知识内容。《化学反应原理(选修)》的出发点高,具备一整套的知识系统,而且理论性强。这个模块要求学生在氧化还原反应的方面,知道化学改变要遵循的基本原理,研究化学反应的基本规律和其使用化学改变要遵循的基本原理,主要是来满足学生自由发展的要求。

《实验化学(选修)》旨在指引学生在日常生产、生活中研究关于电化学知识内容的情况,进行实验操作研究。这三个模块之间,知识的重复较多,不利于慢慢地促进学生整体水平的提升,而且教材为了体现知识上升的效果,三个模块之间的知识目标太分散、没有很好的联系,导致学生在处理有关问题时难以准确地、灵活地运用相关的电化学知识。

(二)很难提升教学质量

依据课程标准的要求,化学能和电能的相互转化(电化学)在三个模块中的教学时间最多是10个课时,可是在许多模块知识方面上,新概念多且理论性较强,这就要求学生有较强的“跳跃性思维”,导致学生在学习过程中比较难适应这种思维改变。在教学方面,同样的知识内容在不同的课本中重复出现,尽管教学目标不同,可是重复出现的内容肯定会设计某些知识链接,教师讲解链接就相当于复习已学知识。如果复习用的时间较多,大大缩小了有效的学习时间,学生感觉一直在上复习课的,缺少新鲜感;如果复习用的时间较少,教师很难将课本的知识内容讲解清楚,致使学生不能深入了解课本知识,降低了教学质量。

(三)很难改变教学方式

新课程的化学教学课堂赐予了教师教学的主动权。在教授化学知识时,化学教师让化学课本变成教学的载体,使用课本教授知识,而不是以前的教授课本。但是,在电化学知识内容教学的整理中,较少的化学教师会去建立适合自己现实情况的、有自己鲜明的个性特点的知识系统与教学设计。一些教师觉得只要教学紧紧伴随课本走就算是实行了新课程教学、改变了教学观念,便盲目地来设计电化学教学。而另一些教师则是靠着自己过去的教学经验,觉得以前的教材知识系统是符合认识规律的,通过老旧的体系来设计电化学教学,违反了新课程的宗旨。显然,这两种教学方式都严重脱离新课程所要求的教学观念。

二、使用校本化的新方式

要处理课程实施中电化学知识内容教学过程中出现的新情况,就需要我们通过校本化实行化学教学,就是要从教学目的的校本化、教学知识的校本化、教学手段的校本化、教学评价的校本化等角度入手,将断续的知识内容串联起来,形成知识前后的顺序连接,让所有模块中的基本概念、基本知识和基本探究方式结合起来,再配合学校的教学现实实施校本化的开发。

1.教学目的的校本化。教学目的的校本化是指在制订校本化教学的目的时,要将化学课程标准当作重要的依照,在理解学生、探究学生的个体差别的情况下,通过整理核心知识重新安排教学顺序,制定出系统的、清楚的教学目标。学校可以在不打扰学生的文理选择的情况下,先不用学习高一《化学2》中化学能和电能的相互转化的知识,在高二上学期实行电化学内容必修和选修的综合教学。这样,综合课时明显比指导意见节约时间,还可以空出其他的时间实行实验研究和整体联系,可以获得很好的教学效果。

2.教学知识的校本化。教学知识的校本化是指在严格依照国家的课程标准的情况下,对于专门的本校学生的学习特征,有针对地对于化学课本知识、课程内容分进行分类和改变以及教学顺序的调换等,建立适合学校的认识水平发展和有中心概念的知识体系,建立“以观念建构为本的教学设计”。教师在进行电化学知识内容的综合教学时,对于不同模块中的知识,针对知识主干部分进行修改与补充,依照一定的逻辑顺序来进行连接,建立起一个具备探究思想的、完整的体系。

3.教学手段的校本化。教学手段的校本化是指在综合教学中,要充分考虑到学生的学习要求和个性特征、教师自己的教学特点与教学知识的性质等来挑选教学手段,进而形成具有学校自身特点的高效教学方式。在电化学的教学中,考虑到概念、基本原理的某些内容很抽象,学生学习起来有较大的困难,所以,在教学的过程中,教师要多关注化学基本原理的推演,多关注化学基本原理的使用。

在综合教学中我们指出“以观念建构为本的教学设计”,这种设计就是依靠具体的知识内容,自主地和同学或者教师合作来研究、提取出基本概念,建立起化学学科的观念系统。在氧化还原反应的综合设计中,从分析氧化还原反应着手,让学生清楚地知道电极反应时可以发生的原因,为了提升电流速度,在化学教学的过程中建立了“盐桥”的模型,进而在知道电极反应的条件上建立原电池的模型。

4.教学评价的校本化。教学评价的校本化是指在化学新课程的校本化实行过程中,教师可以构建符合自己的学生成长的化学评价系统,既要综合高中化学课程标准与学生的真实能力,又要综合学校、家长的情况来实施,也就是所说的教学评价的校本化,从评价上实现“以观念建构为本的教学设计”。在实施过程性的评价时,我们所设计的“综合学习单”就是已经充分考虑到学生的个性化差别,包括作业完成的水平、团队能力、课堂活动的参与等,以此来综合评价学生的最终学习成绩。

三、总结

综合教学是国家课程的校本化实行的一种方法,国家课程的校本化实行是对于新课程标准所制订的教师课程的权利的一种尊敬,同时也是教师难以逃避的一种主要义务和权利。学校可以使用不同形式的教学和学习实践,改变师生的教学看法与课程看法,提升教师教学质量;可以使用各种方面的渠道,不断获得外部的有效资源,深入获得内部资源,优化有关的鼓励和惩治体系,可以有效地组织教师着手与校本化国家课程的研发和校本化教材资料的编辑,让教师高效地进行和实施“以观念建构为本的教学设计”。

参考文献:

[1]吕晓燕.高中化学与“e~-”有关的知识整合[J].发展,2010,(04).

[2]袁亚莉.立足新课改要求 提高高中化学教学效果[J].新课程研究(上旬刊),2011,(03).

[3]潘小蓉.新课改下的高中化学教学之我见[J].科教文汇(下旬刊),2008,(11).

[4]王秋生,方绍龙.捕捉生成性教学资源 促进学生的个性发展[J].成都大学学报(教学科学版),2007,(08).

[5]陈永辉.谈高中化学课培养学生自主学习能力的一些策略[J].文理导航(上旬),2010,(06).

[6]李芳.新课程标准下高中化学研究性学习[J].中国教学技术装备,2008,(24).

篇3

关键词:贵金属;火法车间;工艺过程;生产试车。

中图分类号:TF83文献标识码: A

1.项目背景介绍简介

印度德里巴10万吨/年铅厂主厂址位于印度拉贾斯坦邦乌代浦市,其铅精矿年处理量为206620吨/年,由一级冶炼(底吹炉车间、氧气站、硫酸车间、原料贮仓、配料厂房、烟气脱硫厂房等)、二级冶炼(鼓风炉烟化炉车间、粉煤制备车间)、铅电解(铅电解车间、铜浮渣车间等)、贵金属(火法车间、湿法车间等)、辅助系统组成。其贵金属车间位于乌塔拉坎德邦潘特纳加工业园区,银产量为300吨/年。

笔者亲身参与并经历了贵金属车间的试车过程,从试车前各项工作准备、到单体试车、联动试车、生产试车。本文仅以贵金属火法车间为例,描述试车各个阶段,并从项目管理角度提出见解和看法,对其他类似冶炼车间相关试车工作起到启发指导作用。

2.火法车间基本原理及化学反应

2.1贵铅炉基本原理及化学反应

贵铅炉生产贵铅的基本原理是利用熔融的金属铅具有对贵金属良好的补集性能这一特点,在炉中加入还原剂和溶剂,使阳极泥中的银富集在铅中,形成“贵铅”。这一过程的主要反应如下:

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

从反应式中可以看出,部分砷、锑以挥发物的形态排出,而杂质氧化铅大部分被加入的还原剂还原成金属铅。

2.2分银炉基本原理及化学反应

分银炉的基本原理是氧化挥发或造渣除掉贵铅中除银之外的杂质砷、锑、铅、铋、铜、碲等,最后产出含银97~98%以上的合金,送银电解精炼。

主要化学反应:

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主要工艺流程

贵金属火法车间主要工艺流程如下表所示。

银生产火法车间工艺流程图

2.4主要设备组成列表

3.试车前各项准备工作

3.1设备已安装完毕,相关资料及文件齐备。仪器、仪表具备使用条件。

3.2供水、排水、供电系统正常,原材料稳定供应,备品备件齐全。

3.3此贵铅炉设计投料量为10吨,而分银炉设计投料量为25吨。按照设计要求和试车规格数量,落实原材料、燃料、必要工机具等。

生产原材料及燃料:阳极泥,10吨;木柴,10吨;碳酸钠,6吨;萤石粉,3吨;碎焦,3吨;焦炭,200kg;硝酸钠,2吨;高铝水泥,1吨;面粉,200kg;稻草,100kg;工业纯硝酸钠,10瓶;硼砂,10瓶;洗炉粗铅,5吨;柴油,50吨。

生产工机具:阳极泥装料斗,6个;渣包,40个;贵铅包,4个;渣瓢,10个;铁铲,18个;铁耙,10个;粗银合金坩埚,5个;平板拖车,1个;钢钎,6个;铁锤,4个;渣车,20个;粗银锭(合金模),30个;坩埚外套,2个。

3.4必要的整改工作

3.4.1主体设备

加宽贵铅炉出料口坑道,并在其出料口坑道中铺设轨道、加装平行拖车。加设分银炉操作平台。

3.4.2其他设备

基于生产经验,对混砂机等设备增加操作平台,以便于实际操作。

4.单体试车及联动试车

4.1单体试车

单体试车过程主要是针对贵金属车间的贵铅炉、分银炉、布袋除尘器、风机、混砂机、天车及相关的电气、仪表、DCS控制系统等进行,检验其制造、安装性能是否符合规范和设计的要求。

4.1.1贵铅炉、分银炉单体试车

手动转动贵铅炉、分银炉,检查炉体转动情况,查看减速箱、马达、连轴器的声音情况。分别进行就地操作、远程DCS操作,控制贵铅炉、分银炉转体。

4.1.2供油系统单体试车

供油系统试车,先检查马达,泵体运行情况,试车油路的畅通,油压缓慢由0 MPa升到0.15MPa,并稳定30分钟。待油压稳定后,开启雾化阀门,试车雾化效果。点火试车,先开油,后开风,使油量缓慢增加,令火焰的长度增加为正常。

4.1.3 其他设备单体试车

对贵金属火法车间的其他单体设备,如布袋除尘器、风机、混砂机、天车等分别进行单体试车,通过就地操作、远程DCS控制,综合检验其制造、安装质量、设备性能、控制、连锁、报警等情况。

4.2联动试车

根据设计要求,将贵金属火法车间涉及到的相关设备全面投入运行。相关操作人员按照工艺要求互相协调配合,模拟生产试车的情景,依次进行开车、停车、故障处理等各项操作。总结联动试车中出现的问题。

5生产试车

5.1贵铅炉生产试车

5.1.1烘炉

严格按照设计提供的烘炉曲线进行烘炉。

先用木柴烘烤4天,第一天100℃,第二天200℃,第三天400℃第四天温度逐渐升高至500~600℃,然后喷油烘烤3天,温度由600℃逐渐升至1400℃,方可进料。

5.1.2洗炉

烘炉完成后,准备投料工作,检查设备,贵铅炉洗炉1天。投入铅锭1吨进行洗炉。洗炉的炉次根据洗炉的情况定,第一炉洗炉12小时,放渣及铅,如无渣及铅放出,进料500公斤再洗炉。

5.1.3配料进料

根据原料成份和渣料含金属量情况计算好配料比。用抓斗行车吊到炉子上进料。

5.1.4反应过程

根据火焰喷射情况,适度调油比。保证炉内的高温及熔化速度。观察熔化过程中炉料的熔化情况,翻动炉料或转动液面,以避免塌料现象。反应过程若风压太低或大量冒烟,则调整收尘系统,即风机、布袋除尘器等,以调压。10小时左右察看渣的流动性,若炉内炉料反应完全,渣的流动性好即可出料。

5.2分银炉生产试车

5.2.1烘炉

严格按照设计提供的烘炉曲线进行烘炉。

用木柴烘烤4天,第一天100℃,第二天200℃,第三天400℃,第四天温度逐渐升高至500~600℃,然后喷油烘烤2天,温度由500℃逐渐升至1200℃左右可进料。

5.2.2洗炉

烘炉完成后,进铅锭1吨进行洗炉。洗炉的炉次根据洗炉的情况定,第一炉洗炉12小时,放渣及铅,如无渣及铅放出,进料再洗炉。

5.2.3进料及反应过程

贵铅炉出贵铅,用中间包运到分银炉进料口,经历熔化,氧化跑烟,氧化造渣,清合金,出合金板等工序。

6.生产试车实践的总结

6.1 严格落实生产试车准备工作

由于受原料、现场条件等限制,及初始试车系统不稳定等因素制约,生产试车前的准备工作至关重要。从项目管理角度而言,准备工作都包括:制定总体计划,每一时间节点的进度计划,编制相关技术方案,故障或异常解决方案、事故处理应急方案、编制考核方法及考核指标,提出投料过程所消耗的原材料计划(考虑冗余量)、并逐一加以落实,落实试车所涉及到的工机具、检测工具、仪器仪表、化学分析工具等。

在生产试车准备过程中,基于生产经验,根据实地情况,指导专家对生产准备情况进行查漏补缺,提出了中肯的意见和建议,进一步巩固和完善了准备工作。

生产试车过程,由于烘炉过程柴油损耗、洗炉过程铅损耗、短时间生产炉体损耗等因素,其试车成本较高,一旦中止,则会造成一定程度的损失。从项目管理角度讲,周密细致的准备工作,使生产试车过程按部就班、有条不紊。

6.2 有效组织人员进行生产,提高人员操作水平

由于冶炼生产连续作业、操作要求较高、各专业配合紧密等特点,有效组织人员进行生产、提高操作水平,对生产试车的达产达标起到至关重要的作用。

针对此情况,生产试车之前提出人员组织计划,明确各个岗位职责、分工,提高操作水平,对相关人员进行技术培训、技术交底,在实际操作过程中给予技术指导。

如在生产时运行前期,操作人员进行点火,经常出现“放炮”现象。其原因为炉内成气态的柴油过量,而风量过小。此时停止喷油,增大风量,然后再进行点火,并及时调油比例。又如,在分银炉操作中,需不断观察火焰颜色,若颜色为蓝色,若为黑色或红色,则说明燃烧不充分,需要继续进行调油比例。

从项目管理角度,有效组织人员进行生产,提高人员操作水平,对试车的顺利开展,投产的顺利进行具有重大的意义。

6.3不断在实践中摸索操作工艺

由于考虑到人员安全及操作水平的问题,故最初的试车方案是分银炉中投入冷料,即贵铅铸锭冷却后投入分银炉。然而随着生产试车的逐步展开、尤其是操作水平不断提高,操作耗时长、劳动强度大等问题得以显现,尤其是操作不当,易导致烫伤、砸伤。故现场操作团队及时改进工艺,变冷料为热料,即制作溜槽,在车间天车的操作下,使贵铅在熔融状态下沿溜槽投入到分银炉中,保证了安全操作,缩短了操作时间,提高了工作效率。

从项目管理方向考虑,工艺的改善极大地节省了人力物力,有效推进了生产的进行。

6.4提高化验分析水平,形成动态反馈机制

试车生产中,每进行一炉的生产,及时对该炉的银锭进行取样和分析,核试样中银和杂质成分的含量。

在新炉生产时运行时,生产周期短,有部分含银金属为炉体、砖缝砖体所损耗。而经长期生产,被炉体损耗银全部回收。尤其是随着生产的不断开展,产能及各项指标趋于稳定。如不符合预期,通过计算调整贵铅炉、原料配比。如此循环往复,形成反馈机制,及时对每一炉的配料进行动态调整。

就项目管理而言,提高化学分析水平,形成动态反馈机制,能及时调整试车和生产的方向,更快更好地使贵金属火法车间达产达标。

参考文献

《机电工程管理与实务》

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【关键词】 化学 学习 效率

【中图分类号】 G424 【文献标识码】 A 【文章编号】 1006-5962(2013)01(a)-0120-01

“学好数理化,走遍天下都不难”,其中的这个“化”就是指的是化学,化学科目在中学的科目中具有举足重要的地位,但是很多学生却感觉化学难学,究其原因,就是因为没有掌握好学习化学的方法,笔者根据多年的教学经验,就如何提高化学的学习效率进行了如下探讨:

1 加强课前预习工作

预习就是在老师上课之前,独立地翻阅教材,通过阅读、分析、思考、了解教材的重点和难点和把握其知识体系。把教材中自己不懂的疑难问题抄录下来,对于化学公式和概念预先理解记忆,这样上课的时候就会有目的的重点理解那些自己不懂的部分了,学习起来就会轻松许多。

2 提高课堂听课效率

在老师上课过程中要集中注意力听老师讲课,特别是自己在预先过程中没有弄懂的问题更要主动,格外注意听。力求当堂弄懂。同时可以对比老师的讲解检测自己对教材理解的深度和广度,也可以作进一步的质疑、析疑,提出自己的见解。这样听完课,不仅能掌握重点知识,突破难点知识,而且学到了老师分析问题、解决问题的思路好方法,培养了自己继续学习的能力。

3 养成整理笔记的习惯

要使自己所学习的知识能到系统、完整和高度概括的水平,自己就要定期整理笔记。通过对知识点的回顾,对照预习笔记,听课笔记、作业、测验试卷等材料,检测自己还有那些学习漏洞,及时补回遗漏的知识点。整理好的笔记力求简洁明了,以后如果要再复习时,也能迅速地找回知识点。做题的时候也就能融合贯通,触类旁通。

4 按时完成课后作业

作业是学好化学这门课必不可少的环节,是检测学习效果的最直接的方法。在平时的预习中,用书上的习题来检测自己的的预习效果,课后作业多做辅的习题册的题目,尽量一题多解,分析最优解法。借此锻炼自己的思维,开拓自己的解题思路;在章节复习中精选课外习题自我测验,及时反馈信息,因此,认真做好作业,可以加深对所学知识的理解,及时地补差补缺,逐步培养自己分析、解决问题的能力。要做好作业首先要注意审题,弄清题中叙述的化学反应过程,明确题中所给的条件和要解决的问题;根据题中陈述的物理现象和过程思考该用那些公式,建立关系式,借助数学工具进行计算。

5 注意复习、总结、提高

对学过的知识,如果不及时进行复习,不及时进行归纳总结,就容易遗忘,容易出现知识间的割裂。一是,课后要及时复习、总结。除了整理笔记和完成作业外,还要进行章节的单元复习。要经常通过对比、鉴别、弄清事物的本质,内在联系以及变化发展过程,并及时归纳总结以形成系统的知识。通过分析对比,归纳总结,便可以使知识前后贯通,纵横联系,并从化学物质间的变化中加深对化学概念和规律的理解。这样既能不断巩固加深所学的知识,又能提高归纳总结的能力。

6 以课本为主线,注重概念的学习

课本是学习的根据。为此,同学们必须善于阅读课本,做到课前预读、课后细读、经常选读等,既重视主要内容,也不忽视小字部分和一些图表及选学内容,因为这些内容有助于加深对主要内容的理解及拓宽知识面。课后细读时要边读边记边思考,争取能将预习、听课中未解决的问题全部解决。

初中化学学科的特之一是基本概念和基本原理较多而且杂乱,对这些基本概念和基本原理的理解是否准确,掌握是否熟练对学好初中化学课程关系极大。因为基本概念和基本原理是形成正确实验技能,计算技能的依据,是分析和解决化学问题的基础。初中学生中对基本概念和基本原理学习不重视,不愿意花时间去理解和记忆,这部分内容也是考试中容易失分的地方

7 重视实验,联系实际,培养兴趣

化学是一门以实验为基础的学科,实验不仅可以激发我们的学校兴趣,而且对于我们理解化学概念、巩固知识、训练技能、培养动手能力都是非常重要的。所以这就要求我们首先要从思想上重视实验,第二要认真细致地观察老师的演示和讲解,对实验所用的仪器、药品、装置以及实验原理、步骤、现象和主要事项都要记牢、弄清。第三不但要做好课内实验,而且更要积极参加课外实验活动,比如参观,讲座、化学游戏等,主动培养学习化学的兴趣。初中化学内容与生活、生产联系紧密。这就要求我们在学习化学的同时,应尽量联系生产、生活实际,从身边的生活中发现化学,体味化学,这样就能越学越有兴趣,越学越想学,越学越爱

8 调整心态

有的同学还没有开始学习化学,就有了畏难的情绪,这种不正常的心理态势势必影响到后面的学习。造成了恶性循环,总的来说这是一中不正常的心理状态,这种不正常的心理状态主要表现在一下方面:首先,紧张,畏难心理,化学难学这观点在他们心理留下了阴影,他们害怕上物理课,害怕做作业,害怕做实验,害怕化学考试,千方百计回避学习,这样就久而久之这化学还真的是学不好了。其次,没有持之以恒的精神,总想“一口就能吃成个胖子”。在这种心理驱使下,如果经过一段时间的学习,如果成绩仍然没有多大的起色,那么就会松懈下来,变得垂头丧气,毫无斗志。再次,消极心理。这类学生懒惰思想严重,学习松松垮垮,上课开小差,下课不做作业,更别说复习了。所以,一个人的心态和学习态度非常重要,如果没有积极向上的精神,没有找到适合自己的学校方法,就不可能换起学物理的兴趣。

参考文献

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关键词:高等物理化学;环境专业;教学内容;教学方法

浙江工商大学案例型《高等物理化学》课程改革研究 (xgy12105)项目。

【中图分类号】G642

物理化学作为环境、化学、生物、化工、材料等专业本科生基础课,由于概念多、公式多,学生在学习过程中普遍感到抽象、难学和难理解,厌学倾向比较明显。然而,物理化学中的理论、方法和观念在培养学生创新能力方面又具备其他课程无法替代的作用。高等物理化学作为物理化学的延伸,是研究生阶段的核心基础课之一。因此,根据具体研究方向,改革教学方法,避免满堂灌输式的传统教学模式,重新点燃学生的学习兴趣,对培养研究生科研创新能力至关重要,是未来高等物理化学课程改革的必然出路。

一、我校环境专业研究方向与物理化学的联系

我校环境科学与工程专业具有一级学科硕士学位授予权,经过多年发展,已形成5个特色的学科方向:(1)废水处理与优化控制技术;(2)废物处置与资源化技术;(3)大气污染控制理论与技术;(4)环境功能材料与友好过程技术;(5)环境生物与生态修复技术。这些特色研究方向与物理化学有着非常紧密的联系,物理化学的理论和方法一直被运用到环境保护中。例如:(1)水处理过程、污泥消化处理、热污染控制等许多方面都涉及热化学模拟计算;(2)作为常用的高级氧化技术之一-电化学方法涉及电化学基本原理、内电解、电凝聚、电解氧化/还原及电渗析等物理化学知识;(3)环境功能催化材料涉及热力学和动力学等多方面的知识;(4)吸附剂、表面活性剂等污染修复方法与物理化学中胶体与界面部分密不可分。因此,针对研究生高等物理化学课程改革,必须考虑如何体现课程特色、以何种模式实现研究生科研活动中基础知识再认识以及创新性思维能力的提高等关键问题。

二、环境专业高等物理化学教学设计改革

1.教学内容改革

高等物理化学包括化学热力学、化学动力学、统计热力学、结构化学四大块内容。作为环境专业研究生的基础课程,各部分教学内容应注重突出特色,有所取舍,不能简单重复本科阶段的物理化学教学。针对本校环境专业研究方向和有限的课堂学时,笔者认为,选取化学变化的方向和限度问题、化学反应的速率和机理问题、催化剂结构与性能关系、电化学基本原理和应用作为核心教学内容,有利于吸引学生结合自己的研究课题进行深入的自主学习。

在理论教学的基础上,适当增加1-2个具体实验,通过实践教学深入、形象地理解环境净化技术应用时的物理化学基础知识。

2.教学方法改革

大量的实践表明: 传统的以教师讲授为主的教学模式已经不能适应时代的发展,尤其是抽象性、概括性、逻辑性很强的高等物理化学教学。要培养研究生的科研创新能力,必须激发学生的自主学习热情。因此,改革教学方式,以学生为主体,教师讲授为辅,进行前沿引导式教学为现代高等物理化学教学改革点亮希望。

具体课程安排过程中,可按教师讲授(提出问题)学生互动(解决问题)教师总结点评(基本原理强化)顺序展开教学。改变传统的系统讲授为重点讲授,教师根据学科特色,有侧重地突出物理化学专业知识点的应用和前沿,设置课程研讨课题;学生根据兴趣自主选者课题,课后进行文献调研和归纳,并在课堂上展示学习心得;最后,教师根据学生自主学习情况进行点评,并提出改进的建议。此外,在课堂教学上,应经常以启发式的语言、事例来激励学生,引导他们积极主动进行学习。

三、物理化学教学改革初探

根据教学设计,笔者初步尝试了教师主讲3个专题,提供学生6个课题,辅助1个实验的教学模式。教师主讲内容包括:(1)物理化学在光催化环境净化技术中的应用;(2)物理化学在环境电化学技术中的应用;(3)物理化学中的胶体界面化学。提供学生选择自主学习的课题如下:(1)物理化学与环境保护;(2)光催化体系的反应机制及应用时的瓶颈突破;(3)电化学处理有毒难降解有机污染物的电子转移机理;(4)污水处理中的热力学过程;(5)吸附法处理环境污染物的动力学过程;(6)胶体表面/界面调控与环境污染治理。要求学生学会利用学校图书馆的Web of Science和google学术搜索工具,查阅自选课题相关的文献,主要是主流TOP期刊的论文,在大量阅读文献的基础上,写出能体现课题核心内容和研究亮点的综述。经过这两阶段的学习,学生已基本具备文献查新、科学问题提炼的能力。最后笔者选取环境污染治理的新技术-太阳能光催化处理印染废水为辅助实践教学,通过改变反应条件,观察废水色度变化,既能给学生直观感受,又能通过后续的数据处理,让学生体会到物理化学基本理论的美妙。

本实验中主要涉及物理化学中的阿伦尼乌斯公式:

(1)

其中k为反应的速率常数,可以通过不同时间染料降解动力学进行拟合得到;A为反应的频率因子,对于确定的化学反应为一常数;Ea为反应活化能;R为理想气体常量;T为热力学温度。通过对公式(1)进行对数转换,可以得到公式(2):

(2)

通过测定不同温度下染料降解的速率常数k ,可以利用公式(2)计算得到反应的活化能Ea;进一步通过有无催化剂的对比实验,可以计算出染料降解反应中添加催化剂对Ea的影响,预测反应过渡态的相关信息,直观而深刻地体会到物理化学基础知识点在实际环保技术中的应用,使理论与实践完美结合,激发学生在各自研究领域重新学习物理化学的兴趣。

四、结束语

总之,物理化学是一门基础理论性和实践性都很强的学科,加强物理化学知识的学习,特别是通过课程解析物理化学基本规律在现代环境保护研究前沿热点的作用,将会有助于我校环境专业研究生从分子本质上加深对本专业和研究方向的认识,促进研究生更快地实现从知识学习到科学研究的角色转变。

参考文献:

[1] 薛云波.环境专业物理化学教学方法的探讨[J].南京工程学院学报(社会科学版), 2006, 6(3): 62-64.

[2] 刘元隆. 高等物理化学课程教学内容与教学方法探讨[J]. 广东化工, 2012, 39(10): 164-165.

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关键词:高职院校 基础化学 双语 项目化 课程标准

中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)11(b)-0143-01

高等职业教育的人才培养目标关键在于培养适应社会需求的高素质实用型技术人才。从高等职业教育的人才培养目标出发,其课程设置和教学可以考虑引入项目化教学法。

目前我院化学工程系和应用化学系的国际合作办学正在如火如荼的开展中,基础化学双语项目化课程作为化工类合作办学专业的一门重要的专业基础课,其内容纷繁复杂,改革任重道远。课程改革首先应该根据专业的人才培养计划,制定相应的课程标准。

1 课程概述

《基础化学(双语)》是培养从事化工生产、环境工程、生物工程、食品生产、分析检验等行业的人员所必备知识体系的重要学科之一。通过该课程的学习,使学生了解和掌握化学双语基本知识、基本原理及基本实验技能,熟悉化学知识和技能的应用,培养分析和解决实际问题的能力,为后续专业课程和今后工作打下一定的基础。为了达到这些目标,本课程既有一定的理论知识教学,又有一定的实验技能的训练。课程设置应该突出学生主体,注重学生的能力培养;尊重个体差异、注重过程评价;整合课程资源、改进教学方式、拓展学习渠道。

2 课程目标

2.1 知识目标

(1)了解原子、分子结构,熟悉元素周期表及其元素性质变化规律。(2)理解化学反应速率与外界条件的关系,掌握简单级数反应特点及其转化率等有关计算,掌握温度变化对化学反应速率的影响,理解催化剂对化学反应速率的影响等。(3)理解化学平衡、离解平衡、沉淀平衡、配位平衡和氧化还原平衡规律及熟悉其应用。(4)了解能量的两种形式热和功,并对不同过程的热和功进行计算;理解化学反应能量的产生以及化学反应热效应的计算方法。(5)了解自发过程的共同特征;理解熵和吉布斯函数的引出及其用途;掌握化学变化过程方向的判断方法。(6)熟悉脂肪烃、芳香烃、卤代烃、醇酚醚、醛酮、羧酸及其衍生物等有机化合物的组成、结构、分类及命名,掌握其性质。(7)掌握常见有机化合物的制备方法。

2.2 能力目标

3 内容标准

4 课程实施建议

4.1 教学方式与考核方式

4.1.1 教学方式

首先要注意培养学习的主动性和学习兴趣,在《基础化学(双语)》课程每部分内容教师应设置恰当的任务或情景,启发学生分析,深入浅出的讲解,结合生产实际举例等措施来激发学生学习的主动性。其次要湖中理实一体化,一方面通过实验现象分析总结上升到理论知识这一过程符合学生的认知规律;另一方面通过操作和现象分析能达到锻炼学生动手能力以及分析问题能力的目的。

4.1.2 考核方法

对学生的学习考核不能单凭期末的一张试卷定成绩,尤其针对目前基础薄弱的学生,如何能达到教学效果和培养目标,必须进行多方面的成绩考核,并加强过程考核。不仅考核学生对知识的掌握程度,还要从学生技能提高、学生学习的态度、对知识的应用性理解以及分析问题解决问题的能力提高等方面加以考核。

4.2 课程质量标准与教学评价

4.2.1 课程质量标准

(1)课程体系:《基础化学(双语)》是无机化学、有机化学、分析化学和物理化学传统的四大化学的综合内容,他们之间的融合有着一定的困难,但也有着内在联系,因此教师要协调好这些教学内容,做到让学生容易理解和接收新知识,同时也要保持为后续专业课程服务。(2)职业关键能力与素质培养:《基础化学(双语)》知识是进行化工生产、分析检验、生物化工、环境工程等专业必备的基础知识,不但要培养用化学方法理论联系实际、解决实验问题能力,更要培养企业生产过程中的作为一名员工的化学素质。

4.2.2 学习评价

教学评价的目的是全面了解学生的学习状况,激励学生的学习热情,促进学生的全面发展,评价也是教师反思和改进教学的有力手段,在课程教学中起着导向和质量监控的重要作用,是推动和促进课程实施的重要环节和保证。《基础化学》课程教学应倡导评价目标的多元化和评价方式的多样化,坚持终结性评价与过程性评价相结合、定性评价与定量评价相结合,努力将评价贯穿于学习的全过程。课堂教学包括两部分:教师的教和学生的学,因此应分别进行评价。

参考文献

[1] 王乾.《化学实验技术》课程的项目化教学探索[J].职业教育研究,2009,37(8).

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1986年本书第一次出版,Tonomura教授解释了分子水平细胞如何利用三磷酸腺苷使能量对如肌肉收缩、阳离子转移等基本的生理功能起作用。书中介绍了AT-Pase酶和详细的反应机理。Tonomura教授担心不是特别熟悉本领域的学生看不懂此书,专门请年轻的同事共同完成了书的初稿。但不幸Tonomura教授突然病逝,冈崎生理学国家研究所的Ebashi教授和他的同伴共同完成了该书的修改工作。本书以此纪念这位在生物化学研究领域有突出贡献的杰出的工作者。

本书总结了Tonomura关于肌浆球蛋白ATPase反应的中间物M-P-ADP的著名发现,旨在对活细胞能量转换机理特别是有收缩性和运输功能的ATPase的现有知识进行详细地证明。本书描述了ATPase结构外貌,详细讨论了ATPase初步的动力学性质。此外,细胞中ATPase分子的功能状态被认为是理解把ATPase基本步骤和酶分子运动相结合的基础。人们普遍认为ATPase反应中所有生物能量转换体系在ATP水解和分子运动的机理方面有相似之处。因此,研究分子水平的能量转换体系就能估计出其他能量转换体系。各种能量转换体系的分子机理在本书最后一章进行了总结,并从进化的角度进行了讨论。

本书一共9章,1.序言;2.肌浆球蛋白ATPase;3.肌动球蛋白ATPase反应和肌肉形成的机理;4.非肌肉细胞中的肌动蛋白和肌浆球蛋白;5.动力蛋白ATPase;6.F1-ATPase;7.食肉动物网状组织AT-Pase;8.血浆膜中的Na+,K+-ATPase;9.结语。

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关键词:离子平衡;实验设计;理论依据;实验探究

“水溶液中离子平衡问题”是高中化学选修4《化学反应原理》中第三章的重要热荩包括:弱电解质的电离平衡、盐的水解平衡、难溶电解质的溶解平衡等系列内容。这一部分对知识应用能力强,学生学习困难较大。

当今教学要求:体现新课程理念,从学生的实际出发,采取多种方式、方法和手段,引导学生建构知识网络,掌握化学学科的核心知识,总结规律和解题方法,培养学生独立解决问题的能力。为了有效地开展教学,我在日常教学过程中,尝试对涉及的以上几个重难点,合理设计几个实际问题,让学生思考、讨论,运用实验探究的方法引导学生设计出相应的实验方案,通过改进整合后进行相应的实验,取得了较满意的实验效果。现将我们的实验设计和研究过程整理如下,与大家分享。

【问题一】证明醋酸是一种弱酸

(设计方案)

方法一:配制0.1mol/LCH3COOH溶液,测该溶液的pH,测得pH>1,说明醋酸是弱酸。

方法二:配制0.1 mol/LHCl溶液和0.1 mol/LCH3COOH溶液,测其导电能力,发现0.1mol/LCH3COOH溶液的导电能力较强酸(盐酸)弱,说明醋酸是弱酸。

方法三:在稀CH3COOH溶液中滴入石蕊试液,发现溶液变成红色,再给所得液体加热,观察到溶液红色加深,由此说明在CH3COOH溶液中存在电离平衡,说明醋酸是弱酸。

方法四:在稀CH3COOH溶液中滴入石蕊试液,发现溶液变红色,再加入少量CH3COONa固体,可观察到溶液红色变浅(或溶液由红色变紫色),由此说明,在CH3COOH溶液中存在电离平衡,说明醋酸是弱酸。

方法五:将CH3COONa固体溶于水配成溶液,测溶液的pH,测得pH>7,说明CH3COONa溶液中CH3COO-能够水解,所以醋酸是弱酸。

(理论依据)

方法一、方法二依据弱电解质溶液不能完全电离的本质来设计的,特别是方法二,利用科学探究中对照实验的思路来设计的,利用醋酸与等浓度的一元强酸(盐酸)的性质相对比,说明醋酸中H+的浓度比盐酸中H+的浓度小,说明醋酸在水中不能完全电离。

方法三、方法四是利用改变一定的条件,探究得出醋酸溶液中存在电离平衡,即CH3COOH?CH3COO-+H+,只有弱电解质才存在电离平衡,由此证明醋酸是弱电解质。

方法五是利用盐的水解平衡原理设计,醋酸根离子发生水解的离子方程式为:CH3COO-+H2O?CH3COOH+OH-,可见醋酸根离子能够水解,且水解显碱性,由此说明,醋酸是弱电解质。

【问题二】设计实验证明醋酸的酸性比碳酸强

(设计方案)

方法一:向Na2CO3溶液中滴加CH3COOH溶液,可观察到有气泡产生,说明醋酸的酸性比碳酸强。

方法二:配制相同物质的量浓度的CH3COONa和NaHCO3溶液,分别测定它们的pH,发现NaHCO3溶液的pH较大,说明碳酸的酸性较弱,即醋酸的酸性比碳酸强。

(理论依据)

方法一是利用了“强酸能与弱酸盐发生反应生成弱酸和强酸盐”,即“强酸制弱酸”原理来设计的。由醋酸可以制取碳酸,碳酸不稳定分解后生成二氧化碳气体,说明醋酸的酸性比碳酸强。

方法二是利用了“弱酸根离子的水解程度与对应的弱酸的酸性有关,弱酸的酸性越弱,其弱酸根离子的水解程度越大”,即“越弱越水解”规律来设计的。NaHCO3溶液的pH较大,即同浓度的NaHCO3溶液的碱性较CH3COONa溶液的强,由此说明。

【问题三】设计实验证明碘化银的溶解度小于氯化银的溶解度

(设计方案)

方法一:在浓度相同的NaCl和KI的混合溶液中逐滴加入AgNO3溶液,观察到先有黄色沉淀生成,说明AgI的溶解度较小;

方法二:在AgCl的悬浊液中加入少量KI溶液,观察到白色沉淀变成了黄色沉淀,说明AgI的溶解度较小。

(理论依据)

方法一是从沉淀生成的角度来设计比较的,已知溶液中各离子的离子积Qc达到Ksp时会有沉淀生成,因此,在浓度相同的Cl-和I-的溶液中,由于Ksp(AgI)

方法二是从沉淀转化的角度来设计的,向平衡体系中加入可与体系中某些离子反应生成更难溶物质时,平衡向溶解方向移动。由于Ksp(AgI)

【活动心得】

对化学反应原理的学习有很多学生会感到困难重重,复杂的理论常令他们望而却步。怎么才能引导学生走出困境,我觉得应该利用好“科学探究”这一研究方法,从平衡的基本原理出发,从理论层面进行多角度分析,设计出不同的实验方案,开发学生的发散思维;充分利用实验,让学生体验科学探究的过程,激发学生学习化学的兴趣,强化科学探究的意识,培养他们的创新精神和实践能力。实际上化学反应原理中有很多奇妙的问题,有待于发现、研究、思考和讨论。

参考文献:

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关键词:有机反应类型;教学价值;化学反应;分类观;转化观

文章编号:1008-0546(2013)05-008-02 中图分类号:G632.41 文献标识码:B

“价值”主要是指客体的某种效用性或“积极作用”,教育的价值就是教育对现实社会和人的生活所带来的益处[1]。有研究指出,理科课程具有两种价值取向――“本体论”价值和“工具论”价值,前者满足学生的需要,后者满足社会的需要[2]。本文所指的教学价值,主要是指教学活动对学生本体的发展价值,可以理解为教学活动对学生的积极作用,或者说是教学活动能给学生带来怎样的收获,能促进学生哪些方面的发展。作为一线化学教师,我们要思考怎样的教学才有价值?“什么是一般人所应具有的最基本的化学观点或观念?这应当是科学教育的重要任务之一”。“学生能否牢固地、准确地、哪怕只是定性地建立起基本的化学观念,应当是中学化学教学的第一目标”[3]。因此,中学理科化学教学不仅要给学生传授化学知识,更重要的是引导学生掌握基本的化学观念,了解研究化学问题的视角和方法,体验化学给人类生活带来的便利,提高学生的科学素养。在平常的教学工作中,我们应自觉以新课改的理念为指导,充分挖掘现有教学内容所承载的教学价值,促进学生的发展。下面以高三《有机反应类型复习》专题教学为例,谈谈在教学设计的过程中,如何挖掘该部分教学内容的价值,促进学生知识与技能、过程与方法和情感态度与价值观三维目标的发展。

有机反应类型在有机化学知识体系中属于基本理论部分,是高考常考点,在全国各地高考化学试卷中,出现频率非常高。组织好此部分内容的复习,不仅可以提高学生对有机反应类型知识掌握的熟练程度和牢固程度,提高高考成绩,同时有利于促进学生认识的发展,而且有助于帮助学生体验有机合成在生产生活中的作用。

一、 多角度研究有机反应类型,使知识有序存储

遗忘规律表明,对同一知识采用不同的方式进行编码,可以提高记忆效果,不容易遗忘。提取信息时可供选择的线索越多,知识再现时会越快速和准确。有机物结构复杂,有机化学反应数量多,相当一部分学生感觉有机化学难学。如果能引导学生对零碎的有机化学知识进行归纳,使之条理化、网络化,不仅能帮助学生记忆,也有利于学生建立牢固的知识结构,减轻学生的学习负担。

高三复习首要任务是帮助学生打好知识基础。多线索复习有机反应类型,可以帮助学生提高信息掌握的深刻度和信息提取的有效性。在进行有机反应类型复习时,可以分别以官能团、反应试剂和反应条件为线索,归纳总结主要官能团可以发生的反应类型,典型的反应试剂与反应类型的关系,以及常见反应条件与反应类型的关系。复习过程中通过引导学生多角度全方位编织有机反应类型知识网络,将零散的、扁平化的知识变成结构化的知识,使学生对有机反应类型的理解更加深刻全面,确保在解题时从大脑提取相关信息更加准确及时。在教学过程中,还可以以小组竞赛的形式进行归纳总结,提高学生学习的兴趣和积极性。

二、形成有机化学学科核心观念,促进学生认识的发展

学习有机反应类型不能仅仅满足于概念层面,即学生能够指出某类有机物可以发生的反应类型,或者能够根据情景中的信息判断所发生有机反应的类型。通过本单元的复习,要能够使学生对有机反应认识的深度和广度都有所提高,掌握研究有机反应的一般方法,提高学生化学学科素养。有机反应类型的复习最重要的价值在于该部分知识所蕴含的有机化学的学科核心思想和其工具性作用。

1. 通过断键和成键的分析,引导学生认识有机化学反应的本质

化学反应是最基本的化学观念之一。各种各样的化学反应,是化学的核心[4],中学化学教学应有助于学生建立化学反应的观念。化学物质种类繁多,性质各异,通过对反应原理的分析可以帮助学生认识纷繁芜杂的物质变化背后的化学本质。在复习有机反应类型时,不仅要求学生知道某类物质可以发生什么类型的反应,而且还应知道是怎么反应的。不同有机反应类型的本质差异就在于断键和成键的部位和方式不同。学生应理解反应物中的化学键是怎样断裂,生成物的化学键是怎样形成,断键和成键的部位各在什么地方,即学生要弄明白有机反应的机理。如通过乙烯与Cl2、HCl、H2O的加成的对比,引导学生归纳烯烃加成反应的一般原理,即双键中的一根断裂,在断裂的两个不饱和碳上分别再加上其他的原子或原子团。在此基础上,再进一步引导学生思考,丙烯与HCl的加成反应和乙烯与HCl的加成反应对比,有什么不同?从而得出不对称烯烃在发生加成反应时的产物可能有同分异构体的结论。又如通过对乙醇和溴乙烷消去反应过程的分析,可以引导学生掌握醇和卤代烃的消去反应的机理。通过对反应机理的分析,既可以提高学生对化学反应本质的认识,又可以提高学生对知识的迁移和运用的能力,减轻学生机械记忆有机方程式的负担。

2. 以分类观为指导,解释和预测物质性质

对物质进行分类,是化学常用的研究方法。分类观是化学科学认识物质世界的基本思想方法以及处理问题的基本思维方式[5]。教学过程中,要通过各种活动,将学生对有机物的认识,从典型代表物水平提升到官能团和物质类别的高度,引导学生自主建构“结构决定性质,性质反映结构”的核心学科思想。学生通过本单元的复习,能够明确感知到有机物的分子结构,尤其是官能团决定了有机物的性质。学生能借助官能团的概念,学习和认识某一类有机物的性质。然后从分类的角度,解释和预测同类物质的性质。如能从乙烯的性质推导出含有碳碳双键的一类有机物可能具有的性质。更重要的是,我们还要发展学生依据结构上的相似性来预测陌生有机物性质和反应的能力。如乙醛与乙烯相比,它们有何共同点和差异?它们都含有不饱和键,从而可以预测乙醛也能发生加成反应,同时,乙烯中的不饱和键是非极性的,而乙醛中的不饱和键是极性的,从而可以预测乙醛与其他物质发生加成反应时的产物。

3. 学习研究有机反应的角度和一般方法

最有价值的知识是关于方法的知识。有机反应类型复习的价值还在于帮助学生建构有机反应的分析框架,使学生掌握研究有机反应的分析方法。经过高一高二的学习,学生已经积累了很多零碎的有关有机反应类型的知识,高三复习时可以通过组织有效的学习活动,引导学生从这些纷繁复杂的事实背后,抽象出最一般的原理和方法。比如可以引导学生思考常见有机物有哪些类别?每一类有机物所能发生的典型有机反应有哪些?在有机反应中都学过了哪些反应条件?这些反应条件和有机反应类型之间有何对应关系?烯烃的加成反应和烷烃的取代反应所用的试剂有何不同?能否举例说明加成反应和消去反应断键和成键有何不同?基于这些事实,你认为研究有机反应类型可以从哪些角度进行?在一系列问题的驱动下,引导学生归纳出如下研究有机反应类型的模式图。

上述有机反应类型的分析模式图相当于搭建了一个研究有机反应的理论平台,学生借助这个平台,可以加深对已知有机反应的理解,化繁为简,减轻记忆的负担,也可用于分析陌生的有机反应。这样,知识也就转化成了方法和能力。

三、 体验有机反应在人类生产生活中的重要意义

有机化学与生产、生活以及科技的发展有着密切联系,对社会发展、科技进步和人类生活质量的提高有着广泛而深刻的影响。通过有机反应类型复习,可以帮助学生建立物质间的转化观,体验有机生产给人类带来的便利和可能造成的负面影响。具有特定官能团的有机物的性质和反应类型并不是孤立的,官能团之间可以相互转化。通过引导学生编织常见有机物的转化关系图,不仅可以帮助学生巩固知识,还可以使学生体验到,研究有机物的性质,掌握不同有机物之间的转化关系,在生产实际中具有十分重要的意义。如伍德沃德所说“有机化学极大的改善了人类的生活,使人类在旧的自然界旁边建立起一个新的自然界”。生活中广泛使用的药物,日常的生活材料都得益于有机反应的贡献。根据“结构决定性质,性质反映结构”的基本原理,依据所需物质的性质,我们可以预测其结构,进一步探讨其合成路线和方法,然后进行相应的有机合成,为我们的生活带来便利。制造出对人类有用的物质,将有害物转化为无害物,是有机化学研究的意义所在。

化学知识体系是人类认识自然和改造自然的结晶,其中蕴含着丰富的学科思想和科学研究方法以及人文意境。在教学过程中,我们要多做有心人,追问知识背后的教育意义,尽可能充分挖掘教学内容的功能和价值,提高学生的科学素养,促进学生多方面的发展。

参考文献

[1] 王坤庆. 教育哲学――一种哲学价值论视角的研究[M].武汉:华中师范大学出版社,2006

[2] 郑长龙,梁佩君. 论理科课程的价值[J]. 化学教育,2000,(4)

[3] 宋心琦,胡美玲. 对中学化学的主要任务和教材改革的看法[J]. 化学教育,2001,(9)

篇10

1浏览全题。明确实验目的。解决“干什么”

首先要仔细审读提炼出有效信息,分清每一个环节(包括反应和操作)的目的和结果,这样才能判断出最终所要达到的目的。

1.1关注箭头号

有的同学根本看不懂或不注意箭头号方向。也就不可能推测哪些物质在混合、在反应。

例1,将粗硅和HCl一起加入同一个容器,发生反应①,产物SiCl4和H2发生反应②,生成纯硅,其中反应①的产物H2和反应②产物HCl均能循环利用。

1.2注意框内所指

弄清每个方框内的物质成分或操作名称,向方框内加入某种试剂后在一定操作指引下在隐含的仪器或设备中,会发生哪些反应?生成物是什么?

例2,解读下图流程:“粉碎富集”的含义:磷灰石粉碎富集有利于增大固体反应时的接触面积,加快反应速率。“酸溶”含义:粉碎过的磷灰石与加入的硫酸反应,能与硫酸反应的固体被溶解掉, “操作a”的含义:将反应后的混合液分离成固体A和溶液H3P04的操作,只能是过滤。“成盐”的含义:根据产物为磷铵化肥。该步是NH3和HPO反应。“操作b”和“操作a”的含义:因为要得到磷铵固体化肥,必须先蒸发浓缩、冷却结晶,再过滤……

1.3提练信息

从题中所给陌生的文字材料中提炼出物质的性质、用途等信息。有些信息可能在问题中根本没涉及,有些信息则可借以结合问题帮助理解或者直接答题。对不懂的信息或问题要大胆跳过。

在例2中,固体A的成分一定有CaSO4,因为该题题干是“我国利用生产磷铵排放的废渣磷石膏制取硫酸并联产水泥的技术研究获得成功。具体生产流程如下……”,我们知道石膏成分是硫酸钙晶体,第2步加入硫酸,后面经“一系列工艺”又生成了S02,故有的同学便错误地认为固体A是CaS03。如果真是这样的话,方框内信息“一系列工艺”的含义如何理解呢,前面哪一步有S042一被还原呢,CaS03能稳定存在吗……

2明确各步的反应原理和操作目的。解决“怎么做”

工业生产流程的设计和实验室方案设计原理相似,只是对经济性、环保性等许多细节方面有着更高的要求,解题时应在实验原理的基础上结合实际因素,充分读懂工业生产流程每一步的意义。

2.1读懂化工生产流程主线的含义

原料一核心化学反应一所需产品,必须要掌握物质间的反应、产物分离提纯、除杂试剂的选择以及反应条件的控制等。了解流程图以外的文字描述、表格信息、后续设问中的提示性信息,并在下一步分析和解题中随时进行联系和调用:解析流程图并思考:从原料到产品依次进行了什么反应?利用了什么原理(氧化还原?溶解度?溶液中的平衡?)。每一步操作进行到什么程度最佳?每一步除目标物质外还产生了什么杂质或副产物?这些物质又是怎样分离、提纯和循环利用的?如何体现“绿色化学”的思想。

2.2注重与实际相联系

工业生产中流程比较复杂,一般的选择原则是:工艺简单、生产效率高、污染小、能耗低。有的同学不太明确这些。导致回答不完整甚至完全错误。因此在备考复习时,要注意联系生产实际中的各类反应原理,多选择与生活生产实际相联系(如海水中提溴、海带中提碘、金属的冶炼、物质成分的测定等)涉及面广的习题,以提升学生分析问题、解决问题的能力。培养他们灵活应用知识的能力。

3必备知识

3.1熟练掌握元素化合物的性质

首先抓住物质类别的通性和具体物质的特性,其次分析物质所含元素化合价的可变性(即物质的氧化性和还原性),判断哪些物质之间能发生反应,生成物是什么。

3.2控制反应条件的方法

蒸发、反应时的气体氛围;控制溶液的酸碱度使某些金属离子形成氢氧化物沉淀(大部分利用水解原理)。如Fe3+、Al、Mg2+的混合物分离,通常采用调节溶液的pH除去杂质达到提纯目的。在这过程中要选择合适的试剂,不要引入新杂质。

3.3明确结晶的几种方法

工业生产中,往往是从多种溶质或一种溶质的溶液中提取目标固体产物。需要用到结晶工艺。当溶液是单一溶质时:最后所得晶体不带结晶水(如NaCl、KN03);蒸发浓缩(至有晶膜出现)、冷却结晶、过滤,最后所得晶体带结晶水(女HCuS04・5H20、摩尔盐)。当溶液中有两种或以上溶质时,经浓缩蒸发。其中溶解度最小、受温度影响最大的溶质,被趁热过滤成滤渣。而滤液中溶解度最小的溶质是饱和溶液。然后冷却结晶,过滤,得另一溶质(溶解度最大、受温度影响最大的溶质)。

3.4熟悉化工生产中的一些常用名词

浸出:固体加入水或酸溶解得到离子。

浸出率:加酸使矿石溶解后。离子在溶液中的含量多少。

酸浸:是指在酸溶液中反应使可溶金属离子进入溶液,不溶物通过过滤除去。

水浸:与水接触反应或溶解,也可能离子发生了水解反应。

水洗:通常是为了除去水溶性的杂质。

酸洗:通常指清洁金属表面的一种方法。是电镀、搪瓷、轧制等工艺的前处理或中间处理步骤。即将制件浸入硫酸等酸的水溶液,以除去金属表面的氧化物等薄膜。

3.5了解化工生产中渗透绿色化学的观点

①节省资源,提高原料转化率。例如。在合成氨工业、硝酸工业、接触法制硫酸、联合制碱法等工艺流程中采取的循环操作,体现了绿色化学中资源最大利用率的基本原理。

②介绍尾气回收方法和处理装置以防止或减少环境污染。例如,氨氧化法制硝酸、接触法制硫酸、炼钢、炼铁等均介绍了尾气处理或吸收的装置。

③设计新的化学反应途径及条件,降低对人类健康和环境的危害,减少废弃物的产生和排放。例如教材中介绍了元氰电镀,使用非汞催化剂等由乙炔制乙醛。

3.6熟悉化工生产中的一些常用工艺流程

高中教材中涉及到的化学工业:①候氏制碱法;②氯碱工业;③硅酸盐工业;④工业制硫酸;⑤合成氨工业;⑥工业制硝酸;⑦金属Na、Mg、Al、Fe、cu等的冶炼;⑧海水中提取物质;⑨其他

教师可带领学生,分析如下23个常见化工流程的原理,回答问题,积累经验。

4三点启示

(1)无机化工流程题已成为高考的主要题型之一。应介绍必要的化工术语和常识。否则将成为学生困扰点;要整理一些典型材料给学生研读,如另外还可以根据人教版《化学与技术》内容,简介水的处理、煤的加工、新材料的制备、金属冶炼、绿色工艺等有关知识。