化学的工艺流程范文

时间:2024-04-02 18:04:57

导语:如何才能写好一篇化学的工艺流程,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。

化学的工艺流程

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关键词:化学;工艺;流程

一、专题特点

特点与作用:一是试题源于生产实际,以解决化学实际问题为思路进行设问,使问题情境真实,能培养学生理论联系实际,学以致用的学习观;二是试题内容丰富,涉及的化学基础知识方方面面,能考查学生对化学双基知识的掌握情况和应用双基知识解决化工生产中有关问题的迁移推理能力;三是试题新颖,一般较长,阅读量大,能考查学生的阅读能力和资料的收集处理能力。

二、直击高考

近几年化学工艺与流程题热衷于以碱金属及其矿物、镁铝及其矿物、铁铜及其矿物为载体考查物质制备、反应原理、化学实验等有关知识点,具体包括:流程中的物质转化和循环,资源的回收和利用;环境保护与绿色化学评价;反应速率与平衡理论的运用;氧化还原反应的判断、化学方程式或离子方程式的书写;利用控制pH分离除杂;化学反应的能量变化;实验基本操作除杂、分离、检验、洗涤、干燥等。估计今年的高考还会沿袭这一形式来对这些内容进行考查。

三、考查功能

化学工艺与流程题既能考查学生的基础知识,又能考查学生的基本能力。基础知识涉及元素和化合物、反应原理、化学实验等知识的方方面面,能力考查的范围包括联系实际、学以致用的能力,应用知识解决化工生产中有关问题的迁移推理能力,信息的提取和处理能力,能充分体现考查能力的命题指导思想。

四、方法突破

要准确、顺利解答化学工艺流程题,除了必须要掌握物质的性质和物质之间相互作用的基本知识以及除杂分离提纯物质的基本技能外,最关键的问题是要具备分析工艺生产流程的方法和能力。分析时,首先从题干中获取有用信息,了解生产的产品,然后整体浏览一下生产流程,基本辨别出预处理、反应、提纯、分离等阶段,最后分析流程中的每一步骤,可从几个方面进行分析:该步骤反应物是什么,发生了什么反应,该反应造成了什么后果,对制造产品有什么作用。抓住一个关键点:一切反应或操作都是为获得产品而服务。

化工流程图题问题设置相对独立,无连带效应,一个问题解决不了不会影响下一个问题的解决,超纲知识题目中要么有信息提示,要么与解答题目无关,做题时提倡“各个击破”,争取多得分。

五、典例精析

题型一:化学工艺流程与物质的制备

要点提示:物质的制备的主线为:

规律:主线主产品、分支副产品、箭头为循环。

题型二:化学工艺流程与反应原理

要点提示:化学工艺流程常涉及的化学反应原理有:(1)沉淀溶解平衡的相关应用:沉淀的最小浓度控制;沉淀转化的条件。(2)反应速率及化学平衡理论在实际生产中的应用:反应速率控制;化学平衡移动;化学平衡常数的应用;反应条件的控制。(3)氧化还原反应的具体应用:强弱规律、守恒规律、选择规律。(4)盐类水解的具体应用:水解规律、水解反应的控制(抑制或促进)。

题型三:化学工艺流程与实验技术

要点提示:结合化学工艺流程考查化学实验比单纯考查实验难度又上升一个档次,但“万变不离其宗”,考查的实验知识仍是最基本的,如基本仪器使用、基本实验操作等,而基本实验操作中最常见的考点是物质的分离和提纯,加入某种试剂除杂、调节pH值除杂、蒸发浓缩、冷却结晶(如除去KNO3中的少量NaCl)、蒸发结晶、趁热过滤(如除去NaCl中的少量KNO3)。

常见文字叙述模式:(1)洗涤沉淀:往漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀,等水自然流下后,重复以上操作2~3次;(2)从溶液中得到晶体:蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤等。(3)在写某一步骤是为了除杂时,应该注明“是为了除去××杂质”。

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工程立业 实力超群

中国化学作为国家基本建设的骨干力量之一,凭借公司强大的技术实力与全面的业务资质,承建了我国绝大多数化工和石油化工生产基地,单独或参与建设的煤化工项目近300项,在海内外具有丰富的工程业绩。近年来在投资大、产量高、涉及产业布局的大型化工、石油化工和煤化工等项目上,公司已成为业主紧密合作的伙伴.并多以全过程承建的方式为业主提供服务。在公司参与建设的中小型项目中,不仅要承担规划、设计等关键服务,还在整个工程建设中保持主导作用。丰富的业绩使得公司在业界处于旁人无可取代的优势地位。

在国家工程建设质量奖审定委员会、中国施工企业管理协会刚刚公布的“2009年度国家优质工程奖”获奖名单中,我们欣喜的看到,由中国化学六公司、华陆公司、成达公司、十三公司、三公司参与建设的“宁波万华16万吨/年MDI工程”荣获2009年度国家优质工程金质奖;由中国化学成达公司、十三公司参与建设的江苏华昌化工股份有限公司环保搬迁建设项目“高浓度复合肥系列产品项目”荣获2009年度国家优质工程银质奖;由中国化学赛鼎公司参与建设的“河北旭阳焦化有限公司20万吨/年甲醇项目一期工程”获2009年度国家优质工程银质奖。

技术领先 厚积薄发

中国化学拥有国家级和省部级工法189项,拥有专利88项,专有技术58项,并在石油能源的替代产品如甲醇等和太阳能能源涉及的硅材料等能源产品工业化领域,拥有一批专有技术或技术专长。公司于2006年进入国家首批创新型企业试点行列,2007年被国家科学技术部等六部门确定为“新一代煤(能源)化工产业技术创新战略联盟”理事长单位,2008年成为国家首批创新型企业。

公司与有关单位共同开发的“多喷嘴对置式水煤浆气化技术”获国家科技进步二等奖;“灰熔聚流化床气化工程设计”等5项技术获省部级科技进步奖,承担的“兖矿国泰对置式水煤浆气化技术制甲醇及IGCC多联产项目”等4个项目的工程设计获全国优秀工程勘察设计奖,承建的德州第一套水煤浆造气大化肥工程开创了国内十个第一。

公司历来注重环保技术的开发研究,拥有一支技术精湛业务水平高超的设计研究队伍,先后完成了水处理方面的研究课题近百项,形成了多项专利技术,先后获国家级、省部级科技进步奖励多项,在国内工业污水治理领域有广泛的影响。近几年,公司成功地为业主设计和建设了200多个环境工程项目和环境影响评价工作,范围涉及化工、轻工、制药、电力、机械加工等多个行业。

资本支撑 再创辉煌

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[关键词]高考;工艺流程;解题策略

化学是一门实用性学科。《高中化学学科考试说明》中指出:“化学学科命题注重考查自主学习能力,重视理论联系实际,关注与化学有关的科学技术、社会经济和生态环境的协调发展,促进学生在知识和技能、过程和方法、情感态度和价值观等方面的全面提升,促进学生德智体美劳全面发展。”化学工艺流程题正是考查学生分析、解决实际问题能力的具体体现。

一、高考化学实验题中关于工艺流程题的考查概况

1.工艺流程题的来源

工艺流程题脱胎于无机框图推断题,它创设了一个以工艺生产为背景的真实情景,将主要的生产阶段用框图表示,用箭头将反应原料与目标产品联系到一起。基于此,出题人可将科学发展、绿色化学的思想渗透其中,以体现新课程的要求。工艺流程题的知识主线仍然是无机化学反应,但相比较于单纯考查元素性质的无机框图推断,工艺流程题则给出了更大更深更广的考查空间,它所设计的问题基本可以遍及化学模块的各个领域,主要涉及元素化合物、物质的分离提纯、化学反应原理和化学实验。设问方式也多种多样,如填空、选择、简答等。它的主要特点是题干阅读量大,生产流程比较陌生,题材新颖,考查方式灵活,无法猜题,更好地体现了公平、公正的选拔原则。

2.工艺流程题的设问角度

工艺流程题的问题设置一般都由易到难,逐层深化,立足基础,注重综合,体现学科核心素养。常见的命题角度分为以下几种:(1)化学物质化合价的判断或元素的电子式的书写。(2)书写工艺流程中部分反应的化学方程式或离子方程式,也会涉及到氧化还原反应方程式的书写。(3)分析工艺流程中试剂选择及选取原因。(4)判断工艺流程中间部分产生的物质的种类。(5)选择合适的物质分离提纯的方式,能准确表述其操作步骤及注意事项。(6)计算原料实际的需求量以及产物的产量。(7)工艺流程优化的具体措施。

3.工艺流程题的考查内容

工艺流程题尽管设问和考查内容较多,但都紧扣《考试大纲》和《考试说明》命题,不会出现偏、难、怪的问题。其主体考查内容并不会发生较大的改变。高考真题全面概况了高中的知识点,同时也突出了重难点。因此,在复习工艺流程专项的过程中应该反复研究琢磨高考试题,抓住高考出题思路,掌握命题的趋势,提高解题技巧。教师与学生都应深入了解高考化学工艺流程题中的主要考查内容,以便更好地开展复习。以下对高考工艺流程考查内容的“十算”“十掌握”,有助于大家制定更加科学的复习计划。(1)工艺流程题中的“十算”,即高考工艺流程实验题中涉及的计算:根据电子守恒进行氧化还原反应方程式的配平;按方程式系数比进行相关计算;根据盖茨定律进行相关吸放热焓变的计算;溶液中物质电离平衡常数的计算;溶液中水解平衡的计算;工业化学平衡常数的计算;难溶电解质溶解平衡的计算;溶液中pH的计算;原料转化率及产率的计算;产品纯度的计算。(2)工艺流程题中的“十掌握”:掌握原子结构示意图以及电子式等基本化学用语;掌握部分金属和非金属及其化合物的主要性质以及在日常生活中的应用;掌握物质分离提纯的操作及注意事项;掌握常见氧化剂、还原剂及对应产物的判断;掌握影响化学平衡的因素;掌握影响化学反应速率的因素;掌握酸碱中和滴定及氧化还原滴定原理;掌握弱电解质的电离;掌握盐类水解对溶液酸碱度的影响;掌握常见物质溶解度。高考题中化学工艺流程题会涵盖许多知识点,这是近几年高考命题的趋势。因此,要提高学生的综合能力,将以上几个方面所涉及的知识进行整合学习。

二、高考化学实验题中关于工艺流程题的解题策略

1.树立正确的解题意识

对于高考化学实验中的工艺流程题,我们要明确考查内容,熟练考查方式,还要寻找解题方向。解化学工艺流程题应具备五个意识:(1)科学意识。采用合理的分离除杂原理和恰当的物质转换方式。(2)成本意识。考虑浸出率、转化率、利用率、材料价格、能耗的控制、原料能量的循环利用,尽可能地降低消耗成本。(3)效率意识。选择合理的反应条件,在一定情况下投入催化剂的使用。(4)环保意识。绿色化学应遵循无污染、无腐蚀的原则。(5)安全意识。对于易燃易爆、腐蚀性较强、不稳定物质的处理要把安全放在首要位置。

2.提高答题的规范性

通过认真研读高考试卷的评分细则,我们不难发现,在学生知识储备相当的情况下,能否细心规范准确地答题,是决定学生成绩好坏的重要因素。例1.2019年的全国II卷(节选)以重晶石(BaSO4)为原料,可按如下工艺生产立德粉:例2.2017年的全国II卷(节选)水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分为CaO、SiO2,并含有一定量的铁、铝和镁等金属的氧化物。实验室测定水泥样品中钙含量的过程,如图所示:回答下列问题:易错解答:起到了氧化性作用。分析原因:指代过于广泛,没有具体到某一特定情境中。在考试过程中考生要认真审题,理解答题要求并规范作答,教师也要在平时训练中及时向学生展示标准答案,并向学生告知答案的评分细则,以帮助学生更好地发现并改正自己的不足。在答题时,学生要注意所写答案与题目要求是否相同,避免所答非所问的情况发生。在正确理解题意回答问题的基础上,要突出重点,有条理性,扣紧采分点。在教学训练中,教师要对学生说明:叙述类问题并不是书写的字越多越好,答多的部分如果出现了错误,反而会被扣分。另外,要规范化学用语,注意可逆、沉淀、气体符号书写等细节问题。最后,要强调在整张试卷上答题时,字迹要工整,卷面要整洁,杜绝因字迹潦草而失分。

3.掌握工艺流程答题模板

在工艺流程题中,最受出题人青睐,也是考生得分率较低的一种题型为简答题。它能较好地考查学生的思维过程,包括思维的严密性、精确性、完整性、创造性,也能考查学生的文字表达能力等综合素质。而学生会因为基本知识掌握不牢固,似是而非,抓不住要点,叙述不规范不全面而导致得分普遍偏低。所以,在平时注重基本知识、基本操作技能传授的基础上,教师还要在书面练习方面给予学生规范性指导,总结一些常见化工问题和实验操作答题的模板。如涉及到增加原料浸出率的措施,可以写搅拌、提高温度、增加浸出时间、增大压强等;加热的目的一般为加快反应速率或促进平衡向某一个方向进行移动;滴定终点的判断是当滴入最后一滴XX溶液,溶液颜色由…变为…且半分钟后不褪色;洗涤沉淀的操作是将沉淀放入过滤装置中,沿玻璃棒加蒸馏水至浸没沉淀,静置,待水流尽后重复操作2~3次(若滤渣易溶于水,可用无水乙醇进行洗涤)等。通过进行相关答题技巧训练,使学生掌握一些答题模板,在考试答题过程处于一种主动状态,不但能准确作答,也能节省答题时间。

参考文献:

[1]鲁名峰,申燕,桂耀荣,徐俊龙,白建娥.2019年高考化学复习备考研究(二)[J].中学化学教学参考,2019,(03).

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关键词:化学工艺题;问题设置;突破策略

中图分类号:G633.8 文献标识码:B 文章编号:1006-5962(2013)08-0208-01

化学工艺题起源于广东、上海卷,契合 "课程内容与学生生活和现实社会实际之间保持密切联系,使实践和生活成为科学课程内容基本来源" 这一新课程理念,已成为新课改后的高考新亮点。化学工艺题是一种多溶质的混合溶液,其中的工艺流程(包括文字、流程图、表格、数据、坐标图等)是优质溶剂,化学科学的知识、方法、观念是溶质,将溶质结晶出来并加以识别、应用是知识与能力的综合体现。以下基于化学工艺题的问题设置,谈谈在突破策略上的思考。

1 化学工艺题常见问题设置

2 化学工艺题的突破策略

2.1 重视教材基本知识的内化。

工艺题融合了元素化合物、离子反应、氧化还原反应、化学平衡、电离平衡、溶解平衡、水解原理、物质制备和分离提纯、反应条件的控制、绿色化学等核心知识。应力求重温重点知识,以点带面,通过知识的内在联系,建立一个完整的、系统的、开放的且不断生成的知识结构,力求达到知识的内化。

2.2 紧抓教材经典工艺的深化。

高中化学教材中涉及到的重要化工生产有合成氨工业、合成硫酸、氯碱工业,硅酸盐,炼铁、炼铜、炼铝、镁的提取、石油化工、煤加工等。高考复习中应充分挖掘教材中的重要工业生产流程,以生产原理、设备、生产流程中的除杂提纯、尾气的吸收与处理等热点知识为载体,联系新材料、新能源、环境问题。高考化学试题中流程题可能将课本中不同处的内容融合,可能会将课本知识延伸。这就提醒我们要引导学生认真阅读、梳理教材,弄清书上每个重要实验和化工流程,并在练习中加以变通,这样才易于做好试卷上有创意的工艺流程题。

2.3 熟悉化工生产中的主要操作。

⑴原料的预处理:目的是为了将原料转化为容易提取的物质,常用方法有粉碎、灼烧(焙烧)。如海带中提取碘,事先要将海带灼烧成灰。

⑵浸出:用浸取剂将固体物质中的主要物质溶解。浸取时常用浸取剂有水、酸、碱等。

⑶煮沸:目的是为了除去溶液中的某些易挥发、易分解、易沉淀的物质。

⑷pH值调节:化工生产中为了分离除杂,常需控制溶液的pH值,调节的方法有加氧化物、酸、碱等。

⑸蒸发:为了将溶液中的溶质提取出来,常采用蒸发的方法,对于不同的溶质,蒸发的程度不同。

①所得晶体不带结晶水(如NaCl)时,一般蒸发至出现大量晶体,利用余热蒸干。

②所得晶体带结晶水(如CuSO4・5H2O)时,通常蒸发浓缩,冷却结晶。

⑹过滤:为了加快过滤速度常用"抽滤";为了防止溶质损失或杂质析出常用"趁热过滤";为了保持固液混合物的温度恒定,可用"热滤"。

⑺洗涤:为了洗去固体物质表面的杂质,常用蒸馏水洗涤,有时为了减少固体的损失,常用冷水或酒精洗涤。

⑻重结晶:为了将粗产品进一步提纯而采用的重复结晶的操作。

⑼干燥:晶体表面上吸附有少量溶剂,需用适当的方法进行干燥。固体的干燥方法很多,可根据重结晶所用的溶剂及结晶的性质来选择,常用的方法有以下几种:空气晾干的;烘干(红外灯或烘干);用滤纸吸干;置于干燥器中干燥。

⑽氧化:加氧化剂,将杂质离子转化为易除去离子,如将Fe2+氧化为易水解的Fe3+。常用氧化剂有H2O2、Cl2、NaClO、KMnO4等。

2.4 渗透"绿色化学"的理念。

绿色化学有利于实现人类社会的可持续发展,对化学工艺流程的可行性评价需要从 "绿色化学"的角度考虑。常常涉及工艺的安全性、可操作性、节约成本(原子效率和原料的循环使用、节能)、环境保护等问题。

2.5 培养答题能力。

要想学生在高考中拿到一个从未见过、不太熟悉的工艺题不紧张,同时处理得游刃有余,需要我们在高考复习中培养学生工艺题答题能力。

⑴明确工艺题答题的基本步骤

①完成"是什么?为什么?"的问题探究过程

从题干中获取有用信息,了解生产的原料和产品。引导学生理解物质间的转化关系、理解物质结构、性质、应用及其内在联系。

②完成"做什么?怎么做?"的问题解决过程

引导学生从技术角度分析从原料到产品关键进行了哪些反应?利用了什么原理(氧化还原、溶解度、溶液中的平衡)?关键操作进行到什么程度最佳?除目标产物外还产生了什么杂质或副产物?杂质或副产物是怎样除去的?

使学生明确做工艺题不需要拘泥于每个细节,不需要把过多的精力用于分析每步流程,只需把握大的方向即可解题。

⑵熟悉工艺题答题的基本策略

①给信息的反应方程式的书写基本步骤

结合物质的类别、化合价情况确认反应发生的本质;确定最关键的反应物和生成物;配平关键反应物和生成物;再根据守恒配平或补充其他辅助反应物和产物;依据题目信息写好反应条件;结合反应条件和反应体系所处的环境对各物质的存在形式、状态进行修正。

②基本实验操作检验沉淀是否完全。一般叙述为:取上层清液,检验其中含有的某一离子。

洗涤沉淀。如问洗涤目的,一般考虑除杂或减少原料的损失;如问如何洗涤,一般叙述为:往漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀,待水自然流下后,重复以上操作2-3次。如问用冷水或75%的乙醇代替水的目的,一般是为了减小溶解度(用乙醇还有助于固体的干燥); 如问沉淀是否洗净,一般叙述为:取最后一次洗涤液,检验沉淀表面的杂质离子。

从溶液中得到晶体,一般叙述为:蒸发浓缩-冷却结晶-过滤-洗涤-干燥,有时根据具体物质还应考虑抑制水解、趁热过滤等特殊操作。

③反应条件的选择

温度控制。经常从物质的挥发性、稳定性、副反应,对反应速率的影响,对化学平衡的影响,对物质溶解度的影响等方面分析。

提高转化率。根据平衡移动原理分析。

反应物用量或浓度。一般是为了提高反应物的利用率,控制副反应等。

pH值控制。通常是为了促进或抑制水解,控制反应的进行程度。

④绿色化学。从原料成本及循环利用、设备要求、节能、环保等角度回答。

⑤化学计算。灵活运用观察法、比较法拆分与重组法、建构模型法、分类讨论法、守恒思想、特殊化与一般化思想、平均化与极端化思想、方程思想、函数思想等。

⑶强化答题规范化素养的养成

"细节"决定成败,每年高考卷的典型错题分析都暴露学生的化学基础不扎实;在分析解答比较复杂的综合性问题时,思考问题不全面,思维欠严谨,实验探究能力和计算能力比较差,信息素养和学习能力不强,审题不仔细,答题不规范,不准确。一定要强抓基础知识的扎实性和学生答题的规范性,引导学生从出题者的角度审视问题,抓好错题订正和消化,使学生形成较强的化学学科素养。

突破工艺题这一富有挑战的新题型,应以《考试说明》为指导,宽基础、重素养,帮助学生练就"化学的慧眼和慧心", 答题时把握变中求不变,抓住一个关键点:一切反应或操作都是为获得产品而服务。最终使学生既学到知识,又培养能力。

参考文献

[1] 江苏省普通高中学业水平测试(选修科目).江苏教育出版社.2010.

[2] 全日制普通高中教材化学第二册.人民教育出版社.1991.

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精细化学品化学课程知识点多且分散,学生掌握起来有一定难度。而传统的考核方式是闭卷考试,学生在临近考试的时候,才开始死记硬背知识点,导致大部分学生失去学习兴趣,考前突击,应付考试。同时,考试内容又偏理论化,单纯考查学生对于知识难点的理解,较少涉及对知识点的应用,导致学生出现高分低能的现象。

二、改进措施

1.合理选择教材,精选教学内容。精细化学品化学这门课程可供选择的教科书很多,但是每本教材对于原理性、应用性的侧重点不同。本校主要采用周立国等人主编的《精细化学品化学》作为基本教材,该教材基本涵盖了精细化学品的大部分领域,内容比较系统,涉及面广。由于该课程课时有限(仅32学时),因此,在教学上应该有选择的精选教学内容。如日用化学品和香精香料这两个章节在其它课程中已经有了相关介绍,于是将这些章节作为学生的自学内容,着重介绍其它章节中各类精细化学品的结构、性质、作用原理、制备和应用发展等内容,略去较陈旧和不必要的流程、工艺等细节。同时,针对教材上没有提及的农药、医药中间体等内容进行适当增加,丰富教学内容,尽可能使学生能够更全面的了解精细化学品,扩大视野。

2.以学生为主体,采用多种教学方法。精细化学品化学涉及的知识点多,但课时少,且每个章节涵盖的化学结构、工艺流程图也较繁杂,因此,采用传统的教学手段很难取得较好的教学成果。多媒体教学课件具有涵盖内容多、信息量大、图表和工艺流程图表达清晰准确等优点,因此,我们应根据教学内容的需要,充分利用网上资源,将已经商业化的精细化学品及完整的工厂生产工艺展示到多媒体课件中,将理论和实践紧密联系起来,使学生容易理解和掌握。同时,精细化学品化学是侧重于应用的专业课,教学目标更应注重应用能力的培养。将实验课程和理论课程有机的结合起来,可以在实验课程中设置一些典型精细化学品的制备及配制等内容。如洗发香波的配制,让学生能将学到的表面活性剂、香料香精等精细化学品的知识应用于实际。通过实验课程不仅能培养学生的动手能力、观察能力和写作能力,同时还能够培养学生从事科学研究的能力。

3.注重知识的更新,适当采用seminar形式授课。精细化学品化学的发展非常迅速,各个种类都会不断出现一些新产品、新技术等,对于这样一门侧重应用的专业课程,并不单单要教授学生一些基本原理、概念等,更加要注重这些原理在实际应用中的更新换代。这就要求在教学上应注重知识的现代化,适当增加每类精细化学品化学课程的前沿进展研究,如在抗肿瘤药物这一种精细化学品的讲授中,任课教师可以引入紫杉醇类、喜树碱类衍生物的最新研究进展,让学生既能了解到最新的研究进展,还可以提高科研兴趣。同时,适当运用seminar形式授课,让学生利用电子数据库搜索自己最感兴趣的某个精细化学品领域的最新研究进展,并以讲课的形式表现出来,这不仅能够拓宽学生的视野,活跃课堂气氛,还可以培养学生发现问题和解决问题的能力。

4.以培养应用型人才为目标,改进考核方式。运用合适的考核方式不单有助于学生巩固自己所学的知识,同时还能为教师及时地反馈教学效果,改进教学方法,提高教学质量。为了突出对学生应用能力的培养,我们对该课程考核的内容和方式做了调整。在考核内容上,不单考核学生对基本原理的理解,更加注重考察对所学知识的应用情况。如在考察表面活性剂这一章的内容时,不仅考察学生对十二烷基苯磺酸钠的常用制备路线的掌握情况,还要求学生运用所学的化工基础知识对以十二烷基苯磺酸钠为主要成分的洗衣粉成品的工艺流程进行组织;在考核方式上,我们采用平时成绩、小论文写作和期末考试作为综合考评的办法。以本课程的培养目标为依据适当的给学生布置平时作业,进一步巩固课堂上所学的理论知识,让学生根据自己的兴趣方向进行小论文写作,培养学生查阅文献,总结归纳数据的能力。

三、结语

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实习地点:绍兴第二印染厂、杭州喜得宝丝绸印染集团

实习内容:参观企业、工厂

实习时间:2006年2月21日——2006年2月22日

报告编写:@@@

编写日期:2006年2月24日

引言

2006年2月21日——2006年2月22日,我们在王老师和张老师的带领下,参观了绍兴第二印染厂和喜得宝集团有限公司。经过对工厂、车间的亲身走访,我对所学的专业有了进一步的了解;使我初步了解印染厂加工的常见纺织品;同时,我们的领队老师也给我们讲解了许多染整加工中的工艺流程及特定过程中所需的工艺条件、基本设备。通过这次使我不但增强了理论水平,还要提高了我运用理论知识去解决实际的生产的问题的能力。

实习完毕后,我又搜索和查阅了相关的资料,加深了对专业知识的了解,并具体了解了几类纺织品的染整工艺加工过程,初步理解了轧染的基本工艺流程。下面我就举棉织物和涤棉混纺织物的轧染加工两例进行分析。

织物染色基本工艺

织物的染色方法主要分浸染和轧染。浸染是将织物浸渍于染液中,而使染料逐渐上染织物的方法,它适用于小批量多品种染色。绳状染色、卷染都属于此范畴。轧染是先把织物浸渍于染液中,然后使织物通过轧辊,把染液均匀轧入织物内部,再经汽蒸或热熔等处理的染色方法,它适用于大批量织物的染色。染色是在一定温度、时间、PH值和所需染色助剂等条件下进行的。用于棉织物染色的染料主要有直接染料、活性染料,还原染料、可溶性还原染料、不溶性偶氨染料、硫化染料等。

绍兴第二印染厂主要是对棉麻、粘胶织物的染色以轧染为主,而杭州喜得宝丝绸印染集团主要是对真丝织物的染色以浸染为主。

棉织物和涤棉混纺织物的轧染加工

连续轧染一般分为练漂、染色、印花、整装四个主要生产车间。

一、基本设备:

练漂设备(前处理):烧毛机(气体烧毛机、铜板烧毛机)、煮练机(平幅、绳状)、氧漂机、氯漂机、丝光机。

染色设备:热熔染色机、卷染机、红外打底机、显色皂洗机。

印花设备:平网印花、圆网印花、滚筒印花、转移印花、数码印花。

整装设备:定型机、拉幅机、磨毛机、压光机、预缩机、码剪机。

二、工艺流程:

1、棉织物原布检验——翻布打印——缝头——烧毛——(退浆——)煮练——漂白——丝光——烘干——染色——拉幅——后整理——码剪——包装

2、涤棉混纺织物原布检验——翻布打印——缝头——烧毛——(退浆——)煮练——漂白——丝光——烘干——预定型——染色(分散/活性、分散还原等染料)——后定型——后整理——码剪——包装

三、工艺条件:

烧毛:烧毛的目的在于烧去布面上的绒毛,使布面光洁美观,并防止在染色、印花时因绒毛存在而产生染色不匀及印花疵病。织物烧毛是将织物平幅快速通过高温火焰,或擦过赤热的金属表面,这时布面上存在的绒毛很快升温,并发生燃烧,而布身比较紧密,升温较慢,在未升到着火点时,即已离开了火焰或赤热的金属表面,从而达到烧去绒毛,又不操作织物的目的。

退浆:纺织厂为了顺利的织布,往往对经纱上浆以提高强力和耐磨性。棉织物上的浆料可采用碱退浆、酶退浆、酸退浆和氧化剂退浆等方法,将其从织物上退除。

煮练:棉织物经退浆后,大部分浆料及部分天然杂质已被去除,但还有少量的浆料以及大部分天然杂质还残留在织物上。煮练是利用烧碱和其他煮练助剂与果胶质、蜡状物质、含氮物质、棉籽壳发生化学降解反应或乳化作用、膨化作用等,经水洗后使杂质从织物上退除。

漂白:棉织物经煮练后,由于纤维上还有天然色素存在,其外观不够洁白,用以染色或印花,会影响色泽的鲜艳度。漂白的目的就在于去除色素,赋于织物必要的和稳定的白度,而纤维本身则不受显著的损伤。棉织物常用的漂白方法有次氮酸钠法、双氧水法和亚氯酸钠法。

丝光:丝光是指棉织物在室温或低温下,在经纬方向上都受到张力的情况下,用浓的烧碱溶液处理,以改善织物性能的加工过程。棉织物经过丝光后,由于纤维膨化,纤维纵向天然扭转消失,横截面成椭圆形,对光的反向更有规律,因而增进了光泽。

染色:染色是借染料与纤维发生物理或化学的结合,或用化学方法在纤维上生成颜料,使整个纺织品具有一定色泽的加工过程。染色是在一定温度、时间、PH值和所需染色助剂等条件下进行的。染色产品应色泽均匀,还需要具有良好的染色牢度。

整理:棉织物整理包括机械和化学两个方面。前者有拉幅、轧光、电光、轧纹以及机械预缩整理等。后者有柔软整理,硬挺整理、增白整理以主防缩防缩整理等。

感想和体会

当我参观完毕绍兴第二印染厂和喜得宝集团有限公司以后,回想起染整厂一道道工序,简直是太神奇了。它不但能把那刚进厂的一匹匹粗糙的坯布变的五彩缤纷、绚丽夺目,而且还能使其手感柔滑,令人爱不释手(参观时我们班的同学都忍不住去摸几把刚出炉的成品),简直是把灰姑娘变成了公主。看到大家穿着五颜六色的服装,想到世界因为染整而变的绚丽多彩,忽然觉得我们专业实在太神奇、太伟大了。虽然我看到我们的专业工作环境不怎么样,待遇也一般,但我还是要努力学好我的专业,染整专业真是伟大啊!

学院:材料与纺织学院

班级:**轻化****班

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【摘 要】学科的综合性已越来越受到教师的关注和重视,侧重科学领域的化学学科,与侧重技术领域的通用技术学科之间存在着密切的联系,本文浅谈了化学与新兴学科通用技术之间的联系,希望引起更多的人对化学教学中渗透技术素养培养的重视。

关键词 化学;通用技术;技术素养;相互渗透

学科的综合性已被广泛教师意识到重要性,了解学科所具有的综合性,可以更好地帮助学生领悟和体会所学到的知识,同时也可以培养学生综合解决问题的能力。化学是一门综合性很强的学科,它与语文、数学、英语、政治、历史、地理、物理、生物学科之间都存在着广泛的联系,这里我们来探讨一下新兴学科通用技术与化学之间的联系。

中学化学课在我国已有一百多年的历史。而通用技术课则是在2003年教育部颁布的新的普通高中课程改革方案中,才首次正式进入国家课程,与“信息技术”一起构成基础教育阶段学习领域之一中的技术领域。虽从表面上看,化学与通用技术作为学科课程诞生的时间差了近百年,且两者一为科学领域,一为技术领域,但科学技术本就不分家,化学与通用技术学科本就有强大的综合性,二者学科之间相互渗透,在化学课中渗透通用技术的技术理念,并建立相应的知识网络,有助于同时提高学生的科学与技术素养。

通用技术在课程中是指信息技术之外的,较为宽泛的、体现基础性和通用性,并与专业技术相区别的技术,是日常生活中应用广泛,对广大同学的发展具有广泛迁移价值的技术。通用技术课程是一门立足实践、注重创造、高度综合、科学与人文融合的课程。在化学课程相应内容中注意通用技术理念的渗透,有利于学生各项素养的综合培养。

漳州市高中化学使用的教材是苏教版必修一、必修二还有其他六本选修课本,这边我以必修一为例,探讨一下通用技术理念在必修一书中的体现。

苏教版化学必修一中渗透通用技术理念的内容有:物质的分类(体现了通用技术中系统的分析:完整的而不是零星地处理问题,全面的思考和解决问题),化学反应的分类、氧化还原反应(辩证的观点,对立统一规律教育),物质的量,进行物质组成、变化的定量研究(方便简洁、注重创造的技术理念),物质的聚集状态,肉眼可以观察到物质在不同的温度和压强下会呈现不同的聚集状态,反应了物质世界的多样性(体现了通用技术中要善于从观察日常生活中发现问题,从而明确问题,进而解决问题的理念),物质的分散系,胶体的应用(体现了技术与科学的综合性,以及安全,无毒害的技术理念);物质的分离与提纯,常见物质的检验,溶液的配置与分析(体现了立足实践,注重创造,系统的分析,系统的设计,优化的技术理念);原子结构模型的演变(科学与人文融合),原子核外电子排布放射性元素、放射性同位素应用(科学与技术的高度综合,安全,环保的绿色技术思想);氯的发现(科学与人文相融合)氯、溴、碘的制备(生产流程工艺,流程的设计和优化,注意提高效率,提高质量,节省资源,安全生产,提高经济效益的技术理念,绿色环保理念);认识钠、镁单质的生产(科学与技术的综合,注重高质量,高效率,安全,节省资源的生产流程工艺),侯德版—中国化工先驱的介绍(进行人文知识的教育,注重科学与人文相融合);从铝土矿获得铝的方法(生产流程的设计,注重材料、工艺设备和环境),了解铝及其化合物在生产生活中的重要应用(科学与技术的融合,注意环保及可持续发展),了解两性氧化物和两性氢氧化物的概念(立足实践,学会设问);自然界存在的铁、铜单质及其矿石(学会在日常生活中发现问题、明确问题),铁、铜的冶炼方法(生产流程工艺,立足实践,注重创造,将科学与技术相融合),Fe2+、Fe3+的相互转化(方案的设计、运用常用的创造技法);形形的含硅化合物及其产品图(要善于观察日常生活),硅及其化合物的应用(科学与技术相融合的理念),二氧化硅制品在生活中,高科技信息产业中的应用(科学与技术相融合),单晶硅的制备、使用(生产工艺流程,注意提高效率,节省资源,注重创新);二氧化硫的性质和作用,酸雨的危害(环保,绿色技术),硫酸的制备及性质(安全、高效的生产工艺,并注意绿色环保),硫和含硫化合物的相互转化(解决问题的技巧,方案的设计及头脑风暴法,通过对思维者强化信息刺激,使思维的人展开想象,引起思维的扩散,在短期内获得大量设想),氮氧化物的产生及转化,预防和控制氮氧化物对空气的污染(如汽车尾气处理装置,技术与科学相融合,绿色环保理念),氮肥的生产和使用(合成氨的生产工艺流程,以高效,高质量、节约、安全、经济为目标,科学的设计流程,科学与技术之间相融合及环保意识),硝酸的性质及生产(生产流程,绿色技术理念)。

科学与技术之间总是相互联系,相互融合,化学与技术之间更是有着千丝万缕的联系,将技术用于化学产品的生产,用通用技术理念及相应知识去改进化学的实验,用绿色环保技术去治理及防范化学物质带来的污染,或在化学课中融入立足实践、注重创造、高度综合、科学与人文融合的通用技术思想,都是极其重要的,也是极其必要的。如今的课堂讲究的是多方面培养学生的素养及能力,因此教师已不能再只单一的教授本学科的知识内容,而要在课堂上注重学科的综合性。通用技术是一门新兴学科,也是一门新的启示,注重学生科学与技术素养同时培养,是新时代教师新的任务及目标。

参考文献

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一、高考化学流程题常考的知识点

笔者通过对近年全国特别是江苏高考及各地模拟试题的研究和总结,高考化学流程题主要从以下方面设计问题:

(一)基础化学实验:1.物质的分离、提纯、净化、除杂、洗涤、干燥等;2.常见离子的检验;3.一定物质的量浓度溶液的配制;4.滴定实验操作及数据处理。

(二)基本化学原理:1.化学反应速率、化学平衡移动;2.化学反应和能量变化;3.化学(离子)方程式的书写;4.控制pH分步沉淀理论;5.某中间产物的判断;6.实验方法的选择和评价;7.氧化剂、中和剂、沉淀剂等物质的选择。

(三)化学与人文、社会:1.原料易得、工艺简便;2.副产物的循环利用;3.化工生产和环境保护。

如2014年江苏高考化学第19题:实验室从含碘废液(除H■O外,含有CCl■、I■、I■等)中回收碘,其实验过程如下:

(1)向含碘废液中加入稍过量的Na■SO■溶液,将废液中的I■还原为I■,其离子方程式为?摇?摇?摇 ?摇?摇;该操作将I■还原为I■的目的是?摇?摇?摇 ?摇?摇。

(2)操作X的名称为?摇?摇?摇 ?摇?摇。

(3)氧化时,在三颈瓶中将含I■的水溶液用盐酸调至pH约为2,缓慢通入Cl■,在40℃左右反应(实验装置如图所示)。实验控制在较低温度下进行的原因是?摇?摇?摇 ?摇?摇;锥形瓶里盛放的溶液为?摇?摇?摇 ?摇?摇。

(4)已知:5SO■■■+2IO■■+2H■=I■+5SO■■■+H■O

某含碘废水(pH约为8)中一定存在I■,可能存在I■、IO■■中的一种或两种。请补充完整检验含碘废水中是否含有I■、IO■■的实验方案:取适量含碘废水用CCl■多次萃取、分液,直到水层用淀粉溶液检验不出碘单质存在;?摇 ?摇?摇?摇?摇。

实验中可供选择的试剂:稀盐酸、淀粉溶液、FeCl■溶液、Na■SO■溶液。

试题分析:本题共6个空,第1、2空考查化学反应原理;第3空考查化学实验基本操作:分液;第4空考查元素化合物的性质;第5空考查物质的提纯和净化;第6空考查物质的检验:I■、IO■■的检验。

二、高考化学流程题解题基本理念――流程分解理念

化工生产流程题是以化工生产为背景,化工流程为载体,考查学生综合分析、解决问题的能力,学生对题目的背景材料并不熟悉,往往不知道从何入手,影响对所学知识的应用。笔者通过对近年试题的分析发现,在化学流程题中,从原料到产品主要经过这样三个阶段:原料的预处理、原料的净化除杂、获得产品。

如果我们把化工流程进行合理分解,就能够把复杂问题简单化,提高解题的信心和成功的几率。例如2013年江苏高考化学试题第16题,流程分解如下:

原料的预处理?摇?摇?摇 原料的净化除杂?摇?摇?摇 获得产品

化工流程题中在流程各阶段经常设置的问题主要有:

(一)原料的预处理阶段常设问题:1.增大溶解(浸出)速率的措;2.提高浸出率的方法。(二)净化除杂阶段常设问题:1.氧化剂、中和剂等物质的选择;2.调节pH值,进行分步沉淀。(三)获得产品阶段常设问题:1.沉淀结晶方法的选择;2.沉淀洗涤方法的选择及是否洗净的判断。

三、高考化学流程题解题步骤解析

在高考试题中,给出的化工流程题的背景材料往往是陌生的、复杂的,甚至有些内容是无用的。面对这些材料,我们如何快速提炼出有用材料,去粗取精,去伪存真?除了要求学生在平时的学习过程中,掌握基础知识、基本技能外,还要求学生养成良好的做题习惯,形成良好的逻辑思维方式和应试技巧。笔者经过多年实践,总结出针对此类题的解题方法。

(一)认真读题,明确所给的原料,要制取的产品,原料中的杂质。

(二)粗看流程,大体了解制备原理和方法。

(三)结合问题,返回流程,理解流程的目的,找出关键词和目的,得出问题的答案。化学工艺流程类试题中常见的关键词及目的如下:1.灼烧(煅烧):原料的预处理,将不易转化的物质转化为容易提取的物质:如海带中提取碘等;2.酸:溶解、去氧化物(膜)、调节pH促进水解(沉淀);3.碱:去油污,去铝片氧化膜,溶解铝、二氧化硅,调节pH促进水解;4.氧化剂:氧化某物质,转化为易于被除去(沉淀)的离子,如除去Fe■,通常加入氧化剂(如H■O■)将其氧化成Fe■再调节pH使之沉淀;5.氧化物:调节pH促进沉淀,如在酸性溶液中可加入CuO,使pH上升;6.控制pH:促进某离子水解,使其沉淀,利于过滤分离;7.煮沸:促进水解,聚沉后利于过滤分离;除去溶解在溶液中的气体,如氧气、氯化氢;8.趁热过滤:减少结晶损失,提高纯度;9.洗涤:滤液淋洗的目的是减少沉淀的溶解,冷水洗涤的目的是减少沉淀的溶解,酒精洗涤的目的是减少晶体溶解,容易得到干燥的沉淀。

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理综化学;试题;评析;启示

2014年高考已尘埃落定,纵观今年福建省高考理综化学试卷,结构合理,难易得当,考查方式灵活,具有较好的区分度,充分体现了高中化学帮助学生认识化学学科的科学特点,提高科学素养的要求,有利于选拔具有学习潜能和创新素质的学生。本文以2014年福建省高考理综化学卷第24题作为主要研究对象,分析福建省高考理综化学试题的特点,并探讨近年来福建省高考综理化学试题对高三化学教学的启示。

试卷原题(2014年福建省高考理综化学卷第24题)

铁及其化合物与生产、生活关系密切。

(1)右图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图。

①该电化腐蚀称为

②图中A、B、C、D四个区域,生成铁锈最多的是 (填字母)。

(2)用废铁皮制取铁红(Fe2O3)的部分流程示意图如下:

①步骤I若温度过高,将导致硝酸分解。硝酸分解的化学方程式为 。

②步骤II中发生反应:4Fe(NO3)2+O2+(2n+4)H2O=2Fe2O3?nH2O+8HNO3,反应产生的HNO3又将废铁皮中的铁转化为Fe(NO3)2,该反应的化学方程式为

③上述生产流程中,能体现“绿色化学”思想的是

(任写一项)。

(3)已知t℃时,反应FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g)的平衡常数K= 0.25。

①t℃时,反应达到平衡时n(CO):n(CO2)=

②若在1L密闭容器中加入0.02 mol FeO(s),并通入x mol CO,t℃时反应达到平衡。此时FeO(s)转化率为50%,则x = 。

一、试题特点评析

2014年福建省高考理综化学试卷,体现了《普通高中化学课程标准(实验)》的要求,突出基础性、综合性的特征,全面地考查了中学化学基础知识、基本技能、基本方法以及学生的化学科学素养,同时考查了中学化学大部分主干知识和核心内容,覆盖面较广。

在第24题中,主要考查了原电池、电化学腐蚀、元素化合物的性质、氧化还原反应、化学方程式、绿色化学、化学平衡、化学平衡常数、三段式计算等化学主干知识,题干清晰,没有偏僻的难点,连往年“反萃取”之类的特殊名词也没有,对考生学习化学的能力要求保持相对稳定,延续了一贯的风格和特点,有较好的区别度,真正体现了高考的选拔功能。由于所考查知识均是学生熟悉的概念,知识模块的重现可以保证高考命题的稳定性和连续性。

本题的三个小题通过铁这种生活中最常见的元素串在一起,第一部分考查学生对电化学腐蚀的了解程度;第二部分工艺流程,选择生活中常见的铁屑的处理,由于学生对金属与酸的反应非常熟悉,就不容易陷入迷惘之中,流程简练,却考查了学生对化学方程式的掌握与书写,教材外知识的延伸可以考查出学生能否准确获取信息,进而分析信息、处理信息,来解决具体的问题;第三部分的化学平衡常数是新课标教材的亮点,相比旧教材中的勒夏特列原理,平衡常数K的学习更能使学生真实接触科学的本质,是近年来高考必考的主干知识,学生也是非常熟悉的,容易上手。

根据考后学生的反映,本次试卷最容易出错的题目就出现在第24题第(2)小题的②选项,学生在书写化学方程式时,只根据小题干中的Fe转化为Fe(NO3)2,就根据所学的Cu与硝酸的反应进行延伸和拓展,最后不是写生成NO,就是生成NO2,而没有根据工艺流程图中产物为NH4NO3,导致书写错误。

总之,今年的福建省高考理综化学试题紧扣考试大纲要求,高考是选拔性考试,需要考查学生“获取信息和处理信息的能力”,并不只考查记忆性的知识,学生在解答时,初看试卷简单,就容易陷入思维定式中,这就需要我们在平常的教学中引导学生充分发挥学习的主动性,去挖掘题目中隐藏的信息,突破思维定式,才能取得成功。

二、试题存在的小瑕疵

今年的福建省高考理综化学卷第24题,,立足基础知识,体现了课改的理念从能力立意,总体上感觉很顺畅,但是试题中也出现了一些小瑕疵,值得我们推敲。如第24题(2)小题③上述生产流程中,能体现“绿色化学”思想的是 。题目原意应该是要求考生回答“氮氧化物排放少”之类的答案,但是由于是讲生产流程中,有部分学生理解发生歧义,回答成“步骤Ⅱ”,故本题的题干部分值得推敲。另外,第24题第(1)小题的图中,A、B、C、D四个区域,题的原意是让学生回答B选项,因为B离水面最近,但是本题中的C特意注明“腐蚀最严重的区域”,D选项又在最下面,这部分知识应与氧气的浓度和水压有关,部分牵涉到潮汐的知识,超越了高中学生化学部分的内容,也是一个不大完美的题干。 三、对高三化学教学的启示

认知负荷理论认为,学生学习的活动方式越复杂,所引起的外在认知负荷就越大,这样的认知负荷又被称为无效的认知负荷。同样的知识考查,不同的呈现方式,所产生的外在认知负荷不同,学习的效果也会有很大 差异。

化学工艺流程题是近年来高考的热点,一般以某个具体的工业生产为背景,通过化学理论、化学实践、环境保护、化学计算等考查学生获取信息、分析信息,并解决实际问题的能力。近年来,学生普遍反映工艺流程题较难,就是因为情景的设置新颖,超过学生日常的生活经验和化学实践经验,并且题目中往往出现一些化工术语,这些新名词、新概念,加大了学生的负荷,并不一定能够取得好的效果。

2014年福建省高考理综化学卷第24题,使用的是中学化学教材中常见的铁发生腐蚀的例子,熟悉的情景,却能考出良好的效果,看似普通,其实蕴含着丰富的“内功”修为,是一道难得的好题。

通过对福建省高考化学试题进行分析,我们认为近几年福建省高考化学试题带给高三化学教学如下启示:

1.加强基础知识的教学

新课程的化学高考一直强调命题要以能力立意为主,但是并不降低对化学基础知识的要求。因此,在日常教学中,要以课程标准作为教学的基准,在教学中重新组织教材,无论采用的是哪一种版本的教材,教材中反映的化学基础知识和基本技能都是相同的,只要抓住主干知识,夯实化学基础知识,就可以以不变应万变。

同时,在教学中,需要将教材中的知识挖深挖透,通过精耕细作,灵活迁移,就可以应付各种变式的出现,在高三复习中,重视形成知识网络,将零散的知识系统化、结构化,在对知识的深刻理解和有效运用上做功夫。练习上,加强对化学术语应用的训练,能够用化学语言来回答所学知识。如化学方程式的教学,不但需要加强对教材内提供的化学方程式的研究,也需要引导学生能够理解化学反应的实质,才能在掌握教材知识的基础上进行延伸。

2.充分发挥插图的教育功能

认知负荷理论认为,人的工作记忆容量是有限的,长时间重复的信息,容易增加认知负荷,在新课程教材中存在大量插图,为教学提供了丰富的资源。化学插图直观而方便,能够补充纯文字方面的不足,教师应充分研究,利用好教材中的各种各类插图,根据图式的不同类型和特点,精心设置问题情景,引导学生积极思考,学会适宜的读图方式,在观察和学习中,锻炼和提高自学能力、获取信息和信息整合能力,使教材中插图的教育功能达到最大优化。

高考《考试说明》中要求学生能够对图形、图像、图表等进行观察,从中获取相关的感性认识和印象,能够运用分析、归纳、比较、概括等方法,对得到的信息进行加工和初步应用。因此,需要在平时就引导学生阅读教材中的插图,训练学生获取信息和处理信息的能力。到了高三的总复习,再适当进行不同图式的训练和延伸,就能够使学生熟悉各类图形、图像、图表等,从而掌握图表的解析和应用能力。

3.重视读题能力培养

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关键词:医院废水;污水处理;工艺

Abstract: This paper introduces the characteristics and processing technology of hospital wastewater, and studied the process and mechanism of hospital disinfection, wastewater treatment, resource utilization and management characteristics, prospect of development trend of hospital sewage treatment technology, for reference.

Keywords: hospital wastewater; wastewater treatment; process

中图分类号:U664.9+2

0 引言

未经处理的医院废水外排,会程度不同地造成环境污染。医院废水与工业污水和生活污水相比具有水量小、污染力强的特点,医院污水中含有一些特殊的污染物,如药物、消毒剂、诊断用剂、洗涤剂,以及大量病原性微生物、寄生虫卵及各种病毒,如蛔虫卵、肝炎病毒、结核菌和痢疾菌等有毒有害物质,如任其排放,必然会污染水源,传播疾病。

1、医院废水的特征

医院废水大多来自病房、门诊、注射室、化验室、制剂室、手术室、洗衣房、卫生间和浴室等场所,因此含有多种病毒、细菌和寄生虫卵等致病性微生物。与市政、生活、餐饮服务业产生的污水相比,它具有水量小,危害大的特点。如不经消毒处理,直接排入城市下水道或环境水体会严重污染水源、传播疾病,甚至引起传染病的流行和爆发,危害人民群众的正常生活和生命健康,给社会造成混乱。

2、医院废水处理工艺

医院废水处理的目的是通过采用各种水处理技术和设备去除水中的物理的,化学的和生物学的各种水污染物,使水质得到净化,达到国家或地方的水污染物排放标准,保护水资源环境和人体健康。医院污水一般排放量比较少,属于小型污水处理。

2.1 常规一级处理的目的主要是污水消毒、特定离子的去除、pH值的调整等过程。去除污水中的漂浮物和悬浮物(SS),为后续处理创造条件。其主要设备和构筑物是:格栅、沉砂池或沉淀池等。格栅可去除污水中较大的颗粒物质和漂浮固体物质。沉砂池可去除0.2 mm以上的沙粒,沉淀池可去除污水中大部分悬浮物。一般通过一级处理可去除60%悬浮物和25%BOD,目前主要应用于混有生活污水的疗养性质医疗院。

2.2 生物处理,即利用微生物的代谢过程将污水中的有机物转化为简单的有机物。常用的生物处理方法有活性污泥法、AB法、SBR法、氧化沟、A2/O法、生物膜法等,可以去除污水中溶解的和呈胶体状的有机污染物,处理出水的BOD可降至30mg/L以下,同时还可去除COD、酚、氰等有机污染物,目前应用于各类大中型综合医院和特殊系统医院。常规活性污泥法是通过曝气不断供氧,利用好氧微生物来氧化有机物。在氧化过程中,微生物对复杂的有机物进行分解。并利用分解所产生的能量进行繁殖、生长和运动。用作能量的这部分有机物最后转化为稳定的无机物,另一部分则由微生物合成为新细胞。通过以上过程去除污水中的有机物,处理效果好,废水处理程度灵活,可高可低;但出水污泥量大,且不能适应较大的冲击负荷。AB法分为A、B两段曝气池,各自有独立的污泥回流系统。A段曝气池负荷高,停留时间短,吸附能力强,代谢速度快;B段曝气池为常规活性污泥法,运行稳定。与常规活性污泥法相比还具有如下特点:节省基建费,电耗低,出水水质好;还具有较高的B0D5去除率,除磷率及脱氮率,并极大地提高了对难降解有机物的去除率。

3 综合医院废水处理工艺流程

3.1 水质水量参数

某医院现有床位30张,每天的污水排放量10m3,CODcr=300mg/L,BOD5=180mg/L,SS=270mg/L,细菌总数=8×106个/L。

3.2 工艺流程(见图1)

图1 工艺流程

3.3 主要构筑物和工艺参数

(1) 格栅:作用是拦截污水中较大粒径的悬浮物和漂浮物,保证后续处理过程的正常运行。鉴于污水中较大的悬浮物和漂浮物不多,为节约资金,本工程采用在调节池进水口做钢篦子代替格栅,栅条间隙为25mm。同时在进水口设置1000×1000mm2检查井代替格栅井,便于人工清渣。

(2) 调节池:主要作用是均化水质水量,保证后续处理系统进水的稳定性。由于医院废水在一天中排量极不稳定, 调节池的容积很难确定。在无具体水量数据的情况下, 可采用下式确定:

V=qv× t

式中:

qv—平均流量, 单位m3/h

t—污水停留时间, 单位h, 取t=4~6h

若有具体水量数据, 调节池的容积可采用表1 中方法确定

表1 调节池有效容积计算表

本工程中调节池结构尺寸: 1500×900×2500mm3,有效容积2.4 m3。池内布置WQD6-12-0.55 污水泵2台,采用手动与水位自动控制水泵启停。

(3)生物接触氧化池:设计停留时间2.5h,结构尺寸:1500×1500×2500mm3,有效容积4m3,内设φ150球形悬浮填料3m3。池内设置QXB1.5离心式水下曝气机一台,污水中的溶解氧含量保持在2.5--3.5mg/L。

(4)二沉池:接触氧化池出水进入二沉池进行泥水分离。结构尺寸:1000×1000×2500mm3,1座,有效停留时间2h,内设WQD6-12-0.55吸泥泵1台。

(5)污泥浓缩池:二沉池污泥排入污泥池,进一步浓缩脱水,定期加入一定量的次氯酸钠消毒剂进行消毒,将滞留在污泥中的寄生虫卵彻底杀灭后,与医院内的其余医疗废弃物一并运至合肥市危险废弃物处理中心集中处置。实际操作中,由于废水中的有机物浓度很小,因而接触氧化池中的剩余污泥量很少。每隔2--3个月才把剩余污泥排入污泥浓缩池。每次排泥时,把10%次氯酸钠消毒液稀释100倍后,以投药量与进泥量的体积比为1∶20的比例,投加至污泥浓缩池,同时人工搅拌均匀。静置后24h污泥浓缩池上清液返回调节池再次处理。结构尺寸: 1000×1000×2500mm3,污泥停留时间12--24h。

(6)消毒池:二沉池出水在消毒池经投加次氯酸钠消毒液消毒后达标排放。投加方法为:把10%次氯酸钠消毒液稀释100倍后,每隔2h向消毒池进水口附近中加入1.2L稀释液,保持消毒池中的有效氯含量15mg/L。结构尺寸:2000×1000×1600mm3,有效水深1.0m,消毒时间大于2.0h,池内设水下搅拌装置1台,功率0.55kW。

3.4调试与运行

生物接触氧化池中的活性污泥接种自城市污水处理厂二沉池, 细菌驯化阶段共经历了一个月左右,首先按照进水、曝气、沉淀、撇除上清液四个步骤进行,每个循环中曝气2h,沉淀2h。15天后,待污泥生长到一定的规模(SV约为10%),改用连续进水,连续出水的驯化方式,回流比为100%。在驯化期内,撇除的上清液比较混浊,可以看到许多小絮状的颗粒。其主要原因是细菌出于对数生长期,污泥的活性很高,难以沉降。20天后,二沉池出水逐渐变清, 驯化完成,进入正常运行阶段。经对出水水质监测,各项指标均达到设计要求,见表2。

表2出水水质检测指标

4 结论

连续处理(生物接触氧化工艺)与阶段处理(SBR工艺)在对小型医院的废水处理时,均可达到排放标准的要求。选择合理、有效的处理工艺,全过程控制原则、减量化原则、就地处理原则、分类指导原则、达标与风险控制相结合原则、生态安全原则来选择工艺流程,有效去除污水中有毒有害物质,减少和控制处理过程中消毒副产物的产生,保护生态环境的安全。