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

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，并且注意加強化學與生活的聯(lián)系，激發(fā)學生學習化學的興趣，從而提高學化學、愛化學的自覺性。教學重點“侯氏制堿法”原理的理解。教學難點復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)教學方法教法：采用情境式教學、多媒體教學、小組討論相結(jié)合的方法進行講解，讓學生積極主動學習，利用小組討論的方法讓學生對舊知識進行回顧同時培養(yǎng)學生合作學習意識以及總結(jié)歸納的能力。學法：以“教為主導，學為主體”的原則通過學生積極主動的學習，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。教學對象學生已經(jīng)體驗了通過科學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)課的難點是理解復分解反應(yīng)的實質(zhì)。復分解反應(yīng)的定義在酸堿部分已經(jīng)學過，學生對于反應(yīng)的條件有了一定的認識，但是，從微觀粒子的角度理解復分解反應(yīng)的實質(zhì)，對于學生來說，比較抽象，難度較大教學過程教學內(nèi)容學生活動教學意圖引入上節(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)課我們來學習純堿的生產(chǎn)?！咎釂枴看蠹抑兰儔A的化學式是什么嗎？請同學們根據(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?！具^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?！舅伎肌扛鶕?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)課的學習，你學到了哪些知識？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”的化學反應(yīng)原理中都有下列化學反應(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)的化學方程式是;煅燒爐中發(fā)生反應(yīng)的化學方程式是。

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學生分享侯德榜資料純堿化學式：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。學生觀看PPT思考、回答NaCl和CaCO3學生觀看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。鞏固練習鞏固練習鞏固練習鞏固練習鞏固練習鞏固練習學生動手查閱資料，考察學生收集資料、整合資料的能力吸引學生注意力，激發(fā)學生學習興趣拓寬學生知識面，激發(fā)學生學習興趣培養(yǎng)學生團體協(xié)作意識，激發(fā)學生學習興趣，同時培養(yǎng)學生歸納總結(jié)能力培養(yǎng)學生動手實驗?zāi)芰σ约霸O(shè)計實驗方案的能力通過實驗培養(yǎng)學生的觀察能力。培養(yǎng)學生團體協(xié)作意識，激發(fā)學生學習興趣，同時培養(yǎng)學生歸納總結(jié)能力培養(yǎng)學生團體協(xié)作意識，激發(fā)學生學習興趣，同時培養(yǎng)學生歸納總結(jié)能力培養(yǎng)學生分析問題解決問題的能力引導學生總結(jié)知識，找到知識間的內(nèi)在聯(lián)系，使零亂的知識有序化