《課題3純堿的生產(chǎn)》教學(xué)設(shè)計(遼寧省市級優(yōu)課)-化學(xué)教案

純堿的生產(chǎn)授課時間06月08號課題選修二第一章第三節(jié)純堿的生產(chǎn)教學(xué)目標知識與技能了解純堿的生產(chǎn)及發(fā)展過程了解路布蘭法，掌握氨堿法（索爾維法）及聯(lián)合制堿法（侯氏制堿法）。過程與方法通過對索爾維制堿法和侯氏制堿法的對比，提高分析與解決問題的能力情感態(tài)度價值觀在討論與交流中培養(yǎng)與別人合作的能力，培養(yǎng)團隊精神，并且注意加強化學(xué)與生活的聯(lián)系，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，從而提高學(xué)化學(xué)、愛化學(xué)的自覺性。教學(xué)重點“侯氏制堿法”原理的理解。教學(xué)難點復(fù)雜鹽溶液體系中固體物質(zhì)的析出結(jié)晶即離子反應(yīng)的實質(zhì)教學(xué)方法教法：采用情境式教學(xué)、多媒體教學(xué)、小組討論相結(jié)合的方法進行講解，讓學(xué)生積極主動學(xué)習(xí)，利用小組討論的方法讓學(xué)生對舊知識進行回顧同時培養(yǎng)學(xué)生合作學(xué)習(xí)意識以及總結(jié)歸納的能力。學(xué)法：以“教為主導(dǎo)，學(xué)為主體”的原則通過學(xué)生積極主動的學(xué)習(xí)，自己歸納總結(jié)，更好的掌握氨堿法和聯(lián)合制堿法的生產(chǎn)原理。教學(xué)對象學(xué)生已經(jīng)體驗了通過科學(xué)探究來認識酸和堿的性質(zhì)的過程，在此基礎(chǔ)上進行分組合作探究鹽類物質(zhì)的性質(zhì)。本節(jié)課的難點是理解復(fù)分解反應(yīng)的實質(zhì)。復(fù)分解反應(yīng)的定義在酸堿部分已經(jīng)學(xué)過，學(xué)生對于反應(yīng)的條件有了一定的認識，但是，從微觀粒子的角度理解復(fù)分解反應(yīng)的實質(zhì)，對于學(xué)生來說，比較抽象，難度較大教學(xué)過程教學(xué)內(nèi)容學(xué)生活動教學(xué)意圖引入上節(jié)課老師讓大家回去收集有關(guān)侯德榜的資料大家都收集了么？哪位同學(xué)愿意給大家分享下？【講述】侯德榜先生的最大貢獻就是他發(fā)明了聯(lián)合制堿法，也叫侯氏制堿法法，這里的堿指的就是純堿。本節(jié)課我們來學(xué)習(xí)純堿的生產(chǎn)?！咎釂枴看蠹抑兰儔A的化學(xué)式是什么嗎？請同學(xué)們根據(jù)生活實際和現(xiàn)有的知識回答純堿有哪些用途。既然純堿有這么多用途，自然界中是否存在天然的純堿呢？【PPT展示】如圖，青海湖---中國最大的內(nèi)陸湖泊，素有夏天曬鹽冬天撈堿之說，這里的堿指的就是純堿；內(nèi)蒙古的呼吉仁諾爾湖也是中國著名的堿湖。【過渡】18世紀中期工業(yè)革命以后，天然堿的存在已經(jīng)不能滿足工業(yè)生產(chǎn)的需要，世界各地的制堿工業(yè)開始發(fā)展起來?！舅伎肌扛鶕?jù)天然堿的存在及其化學(xué)組成，設(shè)想工業(yè)生產(chǎn)碳酸鈉的主要原料是什么？為什么？（提示學(xué)生從陽離子角度和陰離子角度進行分析）資料卡片【過渡】世界上最早實現(xiàn)純堿工業(yè)生產(chǎn)的路布蘭法原料就選用NaCl和CaCO3，我們先來簡單了解下。用硫酸將食鹽轉(zhuǎn)變成硫酸鈉120120NaCl+H2SO4=======NaHSO4+HCl↑600～700600～700NaCl+NaHSO4==============Na2SO4+HCl↑將硫酸鈉與木炭、石灰石一起加熱，反應(yīng)生成碳酸鈉和硫化鈣11Na2SO4+2C=========Na2S+2CO2↑11Na2S+CaCO3=========Na2CO3+CaS【思考】思考從原料成本，反應(yīng)條件及原料利用等方面分析這個方法有哪些不足之處？不足：原料利用不充分、成本較高、設(shè)備腐蝕嚴重等氨堿法生產(chǎn)純堿【過渡】正是因為如此，促使人們研究新的的制堿方法，直到19世紀60年代被氨堿法所取代。氨堿法是由比利時人索爾維發(fā)明的，所以也叫索爾維制堿法。氨堿法以CaCO3和NaCl為原料，不同的是他還使用到了NH3。為了更好的理解氨堿法我們先來完成一個探究實驗?！緦嶒炋骄俊繉H4HCO3與飽和NaCl溶液混合，會有什么現(xiàn)象？結(jié)合下表的數(shù)據(jù)分析為何會出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象？20℃時一些物質(zhì)在水中的溶解度/gNaClNH4ClNa2CO3NaHCO3NH4HCO335.937.221.59.621.7【提問】實驗現(xiàn)象原因分析寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式【過渡】請大家觀察此反應(yīng)方程式，談一談你對物質(zhì)的溶解性和離子反應(yīng)的實質(zhì)是否有新的認識？【過渡】根據(jù)此反應(yīng)如何制備Na2CO3？利用CaCO3NH3如何制備NH4HCO3？如果把NaCl+NH4HCO3=NaHCO3↓＋NH4Cl和NH3＋CO2＋H2O=NH4HCO3加合的話的會有什么結(jié)果？【PPT演示】接下來我們共同來分析氨堿法流程中的物料轉(zhuǎn)化?！窘涣饔懻摗糠治霭眽A法的優(yōu)點和不足之處。氨堿法的優(yōu)點：原料便宜易得，氨和部分二氧化碳可循環(huán)利用，產(chǎn)品純度高，步驟簡單。氨堿法的缺點：副產(chǎn)物氯化鈣的處理問題，氯化鈉的利用率低?！具^渡】當(dāng)年用氨堿法生產(chǎn)純堿一直被西方國家所掌控，而且掌握了長達60幾年，直到1920年侯德榜回國專心研究我們自己的制堿工業(yè)，發(fā)明了聯(lián)合制堿法也叫侯氏制堿法法，為我國的制堿工業(yè)打開了一扇新的大門。聯(lián)合制堿法聯(lián)合制堿法制堿原理和氨堿法相似，也是用NH3＋CO2＋H2O＋NaCl===NaHCO3↓＋NH4Cl，不同的是NH3和CO2都來自于工業(yè)合成氨，省去了碳酸鈣高溫分解制備二氧化碳的過程。在此過程中，NH4Cl在水溶液中以離子的形式存在，當(dāng)我們在溶液中加入NaCl晶體并通入氨氣時，NH4Cl會以晶體的形式析出。[思考]析出的NH4Cl晶體有什么用途？NH4Cl可以用作氮肥，這樣就可以提高NaCl的利用率，使NaCl的利用率提高到96%左右。【思考】根據(jù)聯(lián)合制堿法生產(chǎn)原理示意圖，分析比較它與氨堿法有哪些異同？優(yōu)點有哪些？優(yōu)點：綜合利用了合成氨反應(yīng)生產(chǎn)中的物料，提高了NaCl的利用率，減少了環(huán)境污染，更符合現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的設(shè)計要求相同點：原理相同NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl2NaHCO3====Na2CO3+CO2↑+H2O↑不同點：原料的來源和副產(chǎn)物不同【思考】在純堿的生產(chǎn)過程中是先通入NH3還是CO2？歸納總結(jié)通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，你學(xué)到了哪些知識？或者有哪些心得體會？重點：氨堿法的生產(chǎn)原理NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl2NaHCO3====Na2CO3+CO2↑+H2O課堂練習(xí)1.下列反應(yīng)原理在索爾維制堿法中沒有使用的是()答案：B2.工業(yè)上常用氨堿法制碳酸鈉，但卻不能用氨堿法制碳酸鉀，這是因為在溶液中（）A.KHCO3溶解度較大B.KHCO3溶解度較小C.K2CO3溶解度較大D.K2CO3溶解度較小答案：A3.反應(yīng)NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl是著名的“侯氏制堿法”的重要反應(yīng)。下面是4位同學(xué)對該反應(yīng)涉及的有關(guān)知識發(fā)表的部分見解。其中錯誤的是()答案：C4.純堿是一種重要的化工原料。目前制堿工業(yè)主要有“氨堿法”和“聯(lián)合制堿法”兩種工藝。下列說法不正確的是()。A．“聯(lián)合制堿法”和“氨堿法”的化學(xué)反應(yīng)原理中都有下列化學(xué)反應(yīng)NH3＋CO2＋NaCl＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl2NaHCO3==Na2CO3＋H2O↑＋CO2↑B．“聯(lián)合制堿法”生產(chǎn)中有氨的循環(huán)利用工藝C．“氨堿法”生產(chǎn)中有氨的循環(huán)利用工藝D．“聯(lián)合制堿法”和“氨堿法”都有一定的局限性答案：B5.侯德榜制堿法,也叫聯(lián)合制堿法,其生產(chǎn)流程可簡要表示為下圖:(1)向沉淀池中通入CO2和NH3時,應(yīng)先通入。原因是。

(2)沉淀池中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是;煅燒爐中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是。

答案：（1）NH3；CO2在水中溶解度小，NH3極易溶于水先通氨氣有利于CO2吸收。（2）NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl2NaHCO3====Na2CO3+CO2↑+H2O6.我國化工專家侯德榜根據(jù)NaHCO3溶解度比NaCl、Na2CO3、NH4HCO3、NH4Cl溶解度都小的性質(zhì)，運用CO2＋NH3＋H2O＋NaCl===NaHCO3↓＋NH4Cl的反應(yīng)原理制備純堿。下面是在實驗室進行模擬實驗的生產(chǎn)流程示意圖:氣體A的飽和溶液―加入食鹽Ⅰ―→A和食鹽的飽和溶液―通入足量氣體Ⅱ―→懸濁液―過濾Ⅲ―→晶體―Ⅳ―→純堿則下列敘述錯誤的是()A．A氣體是NH3，B氣體是CO2B．第Ⅲ步得到的晶體是發(fā)酵粉的主要成分C．第Ⅲ步操作用到的主要玻璃儀器是燒杯、漏斗、玻璃棒D．第Ⅳ步操作的主要過程有溶解、蒸發(fā)、結(jié)晶答案：D學(xué)生分享侯德榜資料純堿化學(xué)式：Na2CO3純堿的用途：發(fā)酵粉、洗滌劑、制玻璃、制藥、金屬冶煉、含鈉化合物的制備等。學(xué)生觀看PPT思考、回答NaCl和CaCO3學(xué)生觀看PPT思考、討論、回答動手實驗，觀察現(xiàn)象分析原因思考、回答產(chǎn)生白色沉淀NaHCO3在水中溶解度較小NaCl+NH4HCO3=NaHCO3↓＋NH4Cl思考、回答物質(zhì)溶于不溶都是相對的；離子反應(yīng)的實質(zhì)使離子濃度減小。思考、回答2NaHCO3eq\o(=,\s\up8(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2O↑NH3＋CO2＋H2O=NH4HCO3思考、回答NH3＋CO2＋H2O＋NaCl=NaHCO3↓＋NH4Cl小組討論思考、回答思考、回答可以用作氮肥。小組討論思考、回答思考、回答應(yīng)該先通入氨氣，氨氣易溶于水，二氧化碳不易溶于水。思考、回答學(xué)到了氨堿法和侯氏制堿法的原料以及制堿過程，了解了純堿的發(fā)展歷史。鞏固練習(xí)鞏固練習(xí)鞏固練習(xí)鞏固練習(xí)鞏固練習(xí)鞏固練習(xí)學(xué)生動手查閱資料，考察學(xué)生收集資料、整合資料的能力吸引學(xué)生注意力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣拓寬學(xué)生知識面，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣培養(yǎng)學(xué)生團體協(xié)作意識，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，同時培養(yǎng)學(xué)生歸納總結(jié)能力培養(yǎng)學(xué)生動手實驗?zāi)芰σ约霸O(shè)計實驗方案的能力通過實驗培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力。培養(yǎng)學(xué)生團體協(xié)作意識，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，同時培養(yǎng)學(xué)生歸納總結(jié)能力培養(yǎng)學(xué)生團體協(xié)作意識，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，同時培養(yǎng)學(xué)生歸納總結(jié)能力培養(yǎng)學(xué)生分析問題解決問題的能力引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)知識，找到知識間的內(nèi)在聯(lián)系，使零亂的知識有序化