2024届高三化学一轮专题复习 促进学生化学学科核心素养发展的项目式教学——以“利用氟磷灰石生产磷酸和石膏”为例 课件.pptxVIP

促进学生化学学科核心素养发展的项目式教学——以“利用氟磷灰石生产磷酸和石膏”为例 【素材】工业上以氟磷灰石[Ca5F(PO4)3，含SiO2等杂质]为原料生产磷酸和石膏，工艺流程如下： 项目设计:主体框架利用氟磷灰石生产磷酸和石膏任务一利用氟磷灰石制备磷酸任务二获得副产物石膏子任务一：粗磷酸的获得【活动1】选择合适试剂实现氟磷灰石到磷酸的转化。【活动2】分析硫酸酸解产物，确定分离粗磷酸的方法。子任务二：粗磷酸的精制【活动1】判断粗磷酸中含有的杂质成分，找到合适的除杂方法。【活动2】采用沉淀法除去SiF62-、SO42-离子时，选择合适的除杂试剂。【活动3】分析沉淀过滤后滤液中还含有的杂质微粒，讨论进一步除杂得到较纯净磷酸的方法。【活动1】分析图像数据，找到分别获得生石膏(CaSO4?2H2O)和熟石膏(CaSO4?0.5H2O)的不同条件。【活动2】思考洗涤石膏晶体表面杂质时洗涤液的选择和处理方法。【活动3】讨论基于资源的综合利用，还可以同时制备的副产物及制备方法。物质制备的设计思路物质制备的条件控制物质提纯的分析思路 项目目标1. 通过氟磷灰石制磷酸的化工流程设计活动，复习价类二维、化学反应速率、沉淀溶解平衡、物质的分离提纯等必备知识。2.通过设计物质制备方案，分析物质提纯方法和确定物质制备的条件控制，帮助学生建立工艺流程设计的一般思路和方法。3.培养学生“宏观辨识与微观探析”、“变化观念与平衡思想”、“证据推理与模型认知”、“科学态度与社会责任”等化学核心素养。 项目实施：情境导入设计意图 通过对磷酸的用途与制备原料的介绍，使学生对磷酸和石膏的制备有感性认识和初步了解。 创设项目情境，明确项目目标，激发学习兴趣。【资料】 磷酸主要用于制药、食品、肥料等工业，包括作为防锈剂，食品添加剂，牙科和矫形外科，EDIC腐蚀剂，电解质，助焊剂，分散剂，工业腐蚀剂，肥料的原料和组件家居清洁产品，也可用作化学试剂。 目前工业上常用氟磷灰石制备磷酸。 项目实施：任务一——利用氟磷灰石制备磷酸设计意图：通过试剂的选择过程，引导学生利用价类二维观和守恒观确定物质转化反应的类型（一般为复分解反应或氧化还原反应）；培养学生运用化学思维、工程思维等分析、解决问题的能力；帮助学生建立通过物质转化实现物质制备的设计思路。 资料1：氟磷灰石的主要成分为Ca5F(PO4)3，主要含有含SiO2等杂质。资料2：氢氟酸与SiO2反应生成二元强酸H2SiF6。【活动1】小组合作，根据以下资料，选择合适试剂实现氟磷灰石到磷酸的转化，并说明选择依据。氟磷灰石价、类二维角度复分解反应选择强酸产品易分离角度原料易得角度确定强酸H2SO4[资料支持一]子任务一——粗磷酸的获得 设计意图：从物质状态、溶解度等角度，明确物质分离提纯的常用方法，帮助学生建立利用物理性质实现分离提纯的思维模型。【活动2】参考资料支持，书写氟磷灰石与硫酸反应时的化学方程式，思考硫酸酸解后，粗磷酸如何分离出来，并说明理由。Ca5F(PO4)3+5H2SO4 = 5CaSO4↓+HF↑+3H3PO44HF + SiO2 = SiF4↑+2H2O6HF + SiO2 = H2SiF6 + 2H2O氟磷灰石硫酸酸解气相硫酸钙/石膏晶体HF、SiF4H3PO4、H2SiF6、H2SO4等液相固相加热过滤项目实施：任务一——利用氟磷灰石制备磷酸子任务一——粗磷酸的获得 设计意图：通过分析杂质微粒的组成成分和物质性质，明确离子除去的方法，帮助学生从物理和化学角度综合考虑，发展学生物质分离提纯的设计策略。子任务二——粗磷酸的精制【活动1】小组合作，讨论粗磷酸中杂质成分及除去方法，并说明选择依据。物理法/化学法萃取法进入其他相有机相气相固相气体法沉淀法杂质离子--- SiF62-、SO42-杂质离子去除方法 项目实施：任务一——利用氟磷灰石制备磷酸 【活动2】小组合作，确定采用沉淀法除去SiF62-、SO42-离子时，应选择的除杂试剂。[资料支持二]子任务二——粗磷酸的精制项目实施：任务一——利用氟磷灰石制备磷酸 问题1：结合上述资料，分析除去SO42-的沉淀剂应如何选择，并说出选择理由。问题2：从定性、定量角度，比较BaCO3和可溶性钠盐除去SiF62-的效果优劣。子任务二——粗磷酸的精制项目实施：任务一——利用氟磷灰石制备磷酸问