高中化學(xué)42《氯堿工業(yè)》教案(舊人教版選修)

《氯堿工業(yè)》一、教課目的知識(shí)目標(biāo)：使學(xué)生理解電解飽和食鹽水反響原理；使學(xué)生掌握離子互換膜電解槽的構(gòu)成及特色；使學(xué)生掌握離子互換膜電解法制燒堿的主要生產(chǎn)流程；使學(xué)生認(rèn)識(shí)氯堿工業(yè)的主要產(chǎn)品及在公民經(jīng)濟(jì)中的重要作用。能力目標(biāo)：經(jīng)過飽和食鹽水的電解演示實(shí)驗(yàn)的教課，培育學(xué)生察看實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、綜合剖析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、概括實(shí)驗(yàn)結(jié)論的能力；經(jīng)過飽和食鹽水的凈化過程的教課培育學(xué)生利用化學(xué)知識(shí)綜合解決實(shí)質(zhì)問題的能力。感情目標(biāo)：經(jīng)過氯堿工業(yè)的發(fā)展歷史及遠(yuǎn)景的展望，培育學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和發(fā)奮為科學(xué)技術(shù)作貢獻(xiàn)的科學(xué)精神；經(jīng)過氯堿工業(yè)產(chǎn)品的教課培育學(xué)生環(huán)境保護(hù)意識(shí)。二、教課要點(diǎn)和難點(diǎn)要點(diǎn)：電解飽和食鹽水反響原理；離子互換膜電解槽的構(gòu)成及特色。難點(diǎn)：離子互換膜電解法制燒堿的主要生產(chǎn)流程。三、教法媒體運(yùn)用實(shí)驗(yàn)研究議論解說多媒體H2；溶液變紅，說明四、教課器具飽和食鹽水、酚酞試液、碘化鉀淀粉試紙、碳棒、鐵棒、電流表、直流電源多媒體教課平臺(tái)。五、課時(shí)安排二課時(shí)六、教課過程【引題】公共健康近來倍受人們關(guān)注。公共健康離不開消毒劑和消毒器，此中有一種家用消毒器的的廣告詞是這樣的"食鹽+水，通電，就Ok！"你知道這類消毒器的工作原理嗎？今日，我們將一同學(xué)習(xí)與這類消毒器的工作原理近似的一種重要的化學(xué)工業(yè)--氯堿工業(yè)。【過渡】第一看看電解飽和食鹽水反響原理?！景鍟康诙?jié)氯堿工業(yè)（一）、電解飽和食鹽水反響原理【演示實(shí)驗(yàn)】電解飽和食鹽水，指引學(xué)生察看實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象?！緦W(xué)生活動(dòng)】描繪實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并概括實(shí)驗(yàn)結(jié)論：陽極：碳棒有刺激性氣味氣體逸出，并能使?jié)櫇竦牡饣浀矸墼嚰堊兯{(lán)，為Cl2陰極：鐵棒有無色無味氣體逸出，可證明是有堿性物質(zhì)生成【設(shè)問】為何會(huì)出現(xiàn)這些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象呢？【指引學(xué)生剖析】在飽和食鹽水中有那些物質(zhì)電離？溶液中存在哪些離子？溶質(zhì)NaCl:強(qiáng)電解質(zhì)完整電離NaCl=Na++Cl-溶劑H2O：弱電解質(zhì)輕微電離H+-2O=H+OH++陰離子：--陽離子：Na、HCl、OH【解說】在經(jīng)過直流電以前，這四種離子在溶液中作無規(guī)則的自由挪動(dòng)；通直流電后，陰、陽離子在電場作用下作定向挪動(dòng)，陽離子Na+和H+向陰極挪動(dòng)，并且，因?yàn)镠+的氧化性較Na+強(qiáng)，所以，H+獲得電子被復(fù)原為氫原子，氫原子聯(lián)合為氫分子逸出。陰離子Cl-和--的復(fù)原性較--失掉OH朝陽極挪動(dòng)，并且，因?yàn)镃lOH強(qiáng)，所以，Cl電子被氧化為氯原子，氯原子聯(lián)合為氯分子逸出?！倦娔X演示】各離子在通電前后的運(yùn)動(dòng)狀況及離子在兩極上的變化狀況?！景鍟侩姌O反響為：陽極2Cl--2e-=Cl2↑（氧化反響）陰極2H++2e-=H2↑（復(fù)原反響）【解說】在陰極H+是H2O電離產(chǎn)生的，當(dāng)H+因?yàn)榉错懕缓馁M(fèi)時(shí)，使H2O的電離均衡受到損壞，均衡向H2O電離的方向挪動(dòng)，所以，使陰極區(qū)溶液里--+OH濃度相對(duì)增大，OH濃度大于H濃度，顯堿性，所以酚酞變紅。Cl-是由NaCl供給的，而H+是由H2O供給的，所以電解飽和食鹽水的總反響為：通電【板書】2NaCl+2HO====2NaOH+H↑+Cl2↑（陰極）（陽極）【解說】工業(yè)上就是利用這一反響原理來制取NaOH、Cl2和H，2并以它們?yōu)樵仙a(chǎn)一系列化工產(chǎn)品，稱為氯堿工業(yè)。【發(fā)問】電解消融狀態(tài)下的食鹽在工業(yè)上也有一個(gè)重要的應(yīng)用，寫出其電解反響方程式，并比較它與食鹽水的電解的差別?！具^渡】不難看出，飽和食鹽水在兩極上反響所生成的物質(zhì)之間是能互相反響的，NaOH與Cl2能反響生成擁有消毒、殺菌作用的NaClO，有報(bào)導(dǎo)稱，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的NaClO能在五分鐘內(nèi)殺死非典病毒，這也就是家用消毒器的工作原理；除此之外，Cl2和H2的混淆氣體也在必定條件下發(fā)生反響。在氯堿工業(yè)中，更多時(shí)候需要的是這三種電解產(chǎn)物，不希望它們之間反響耗費(fèi)掉，所以，需要使反響在特別的電解槽中進(jìn)行，將陰極和陽極上的產(chǎn)物分開，當(dāng)前世界上比較先進(jìn)的電解制堿技術(shù)就是離子互換膜法?！景鍟浚ǘ?、離子互換膜法制燒堿1，離子互換膜電解槽的主要構(gòu)成：【學(xué)生活動(dòng)】閱讀課本57頁，回答以下問題。①陽極和陰極是由什么資料制成的，外涂的涂層有什么作用。②離子互換膜有什么特色，有什么作用。③電解槽框和導(dǎo)電銅棒有什么作用?！具^渡】電解飽和食鹽水的主要原料是工業(yè)食鹽，這類食鹽中常常含有一些雜質(zhì)，這些雜質(zhì)的存在不單影響生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量，并且這些雜質(zhì)將損壞離子互換膜，故進(jìn)入電解槽中的食鹽水一定要凈化?！景鍟?，原料的精制【發(fā)問】食鹽中一般含有的雜質(zhì)有：泥沙、2+2+3+2-，Ca、、Mg、Fe、SO4怎樣將它們除掉呢？【提示】先考慮每一種雜質(zhì)用什么試劑能夠除掉，還應(yīng)試慮所加試劑的次序，要將原猜中的雜質(zhì)充分反響，所以，加入試劑一定要過量，后加試劑又要能將先加過度試劑除掉。【學(xué)生活動(dòng)】議論并寫出除雜方案。【投影】顯示學(xué)生除雜方案?！緦W(xué)生活動(dòng)】并予以評(píng)論，得出合理方案?！景鍟窟^度BaCl2過度NaOH過度Na2CO過濾3適當(dāng)鹽酸粗鹽水2-2+3+2+2+（除SO4）（除Mg,Fe）（除Ca,Ba）（除泥砂及積淀）2-）3（除CO陽離子互換塔含少許Ca2+、和Mg2+精制鹽水（除Ca2+,Mg2+）【學(xué)生活動(dòng)】書寫以上除雜反響的離子反響方程式?！就队啊繉W(xué)生書寫反響式，糾正錯(cuò)誤，顯示正確的離子反響方程式?！具^渡】將食鹽精制后，就能夠進(jìn)行電解了?！景鍟?，離子互換膜法電解食鹽水的主要生產(chǎn)流程【電腦演示】用電腦制作課件模擬離子互換膜法電解食鹽水的主要生產(chǎn)流程，表現(xiàn)以下三個(gè)方面：①溶液中四種離子在離子互換膜上的經(jīng)過狀況。②兩極上離子的變化狀況。③原料和產(chǎn)品在電解槽中的出入狀況。【發(fā)問】①加入陰極室中的純水中為何要加少許的NaOH？可不可以夠加入其他電解質(zhì)？②為何要將反響一段時(shí)間后的淡鹽水導(dǎo)出，而不持續(xù)電離？它有什么用途？【解說】離子互換膜法制堿不單獲得的產(chǎn)品純、質(zhì)量高，并且還具有設(shè)施占地面積小、生產(chǎn)能力大、能耗低、污染小等長處，是氯堿工業(yè)發(fā)展的方向?！具^渡】氯堿工業(yè)不單指利用電解飽和食鹽水制NaOH、Cl2

和H2，并且包含以這些電解產(chǎn)物為原料加工成其余化工產(chǎn)品?！景鍟浚ㄈ?、以氯堿工業(yè)為基礎(chǔ)的化工生產(chǎn)【投影】顯示以氯堿工業(yè)為基礎(chǔ)的化工生產(chǎn)及產(chǎn)品的主要用途。電解飽和食鹽水液堿NaOH有機(jī)合成、造紙、玻璃、肥皂、紡織、印染等HCl

濕Cl2濕H2

ClH

含氯漂白粉2有機(jī)合成、氯化物合成、農(nóng)藥鹽酸有機(jī)合成、金屬冶煉【解說】氯堿工業(yè)是重要的化學(xué)工業(yè)，在公民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮側(cè)重要的作用，可是，以氯堿工業(yè)為基礎(chǔ)的化工生產(chǎn)過程及產(chǎn)品有一些對(duì)環(huán)境產(chǎn)生了污染，我們不可以以眼前的利益而犧牲我們賴以生計(jì)的環(huán)境；同時(shí)，也要求我們大家仔細(xì)學(xué)習(xí)，用自己的聰慧才華開發(fā)更多對(duì)環(huán)境友善產(chǎn)品，發(fā)奮為人類創(chuàng)建更美好的明日。【小結(jié)】本節(jié)為電解原理在實(shí)質(zhì)工業(yè)的又一個(gè)詳細(xì)應(yīng)用，本節(jié)要點(diǎn)是在掌握食鹽水電解的原理的基礎(chǔ)上，掌握離子互換膜法制堿的主要生產(chǎn)流程。七、講堂練習(xí)【投影顯示】某種家用環(huán)保型消毒液發(fā)生器，用石墨為電極電解飽和食鹽水，為使氯氣完整汲取，制得有殺菌能力的消毒液，設(shè)計(jì)了以下圖所示的裝置，則對(duì)電源電極的名稱和消毒液的主要成分判斷正確的選項(xiàng)是（）Aa為正極，b為負(fù)極；NaClO和NaClBa為負(fù)極，b為正極；NaClO和NaClCa為陽極，b為陰極；HClO和NaClDa為陰極，b為陽極；HClO和NaCl

a電源b氯堿廠電解飽和食鹽水制取的工藝流程表示圖以下：粗鹽水NaOHNa2CO3Cl2H210%NaOH溶液16%NaCl溶液化鹽精制電解脫鹽沉渣NaCl晶體50%NaOH溶液依照工藝流程圖，達(dá)成以下填空。①在電解過程中，與電源正極相連的電極上所發(fā)生反響的電極方程式為----------------與電源負(fù)極相連的電極鄰近，溶液的PH----（填"不變"、"高升"或"降落"）。②工業(yè)食鹽含2+2+等雜質(zhì)。精制過程中所發(fā)生反響的離子反Ca、Mg應(yīng)方程式為-------------------；--------------------。③假如粗鹽中2-含量較高，一定加入鋇試劑除掉2-，該鋇試劑SO4SO4能夠是------（填序號(hào)）aBa（OH）2bBa（NO）2cBaCl23④為有效除掉2+2+2-，加入試劑的合理次序是-------（填Ca、Mg、SO4序號(hào)）A先加NaOH，后加Na2CO3，再加鋇試劑B先加NaOH，后加鋇試劑，再加

Na2CO3C先加鋇試劑，后加

NaOH，再加

Na2CO3⑤脫鹽工序中利用----------、冷卻、

NaOH和NaCl在溶解度上的差別，經(jīng)過-------（填寫操作名稱）除掉NaCl。⑥用隔閡法電解食鹽水時(shí)，電解槽分開為陽極區(qū)和陰極區(qū)，防備Cl2和NaOH反響。采納無隔閡電解冷的食鹽水時(shí)，Cl2和NaOH充分接觸，產(chǎn)物僅是NaClO和H2，相應(yīng)的化學(xué)反響方程式為-----------------。八、研究性學(xué)習(xí)檢查市場上的消毒器的種類、消毒原理及市場價(jià)錢等。查問氯堿工業(yè)的發(fā)展歷史及發(fā)展遠(yuǎn)景。九、板書設(shè)計(jì)第二節(jié)氯堿工業(yè)（一）、電解飽和食鹽水反響原理--電極反響為：陽極2Cl-2e=Cl2↑（氧化反響）+-陰極2H+2e=H2↑（復(fù)原反響）通電2NaCl+2H2O====2NaOH+H↑+Cl2↑（陰極）（陽極）（二）、離子互換膜法制燒堿1,離子互換膜電解槽的主要構(gòu)成：陽極陰極離子互換膜電解槽框?qū)щ娿~棒2,原料的精制過度

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