鈉及其化合物（第四課時）教學(xué)設(shè)計高一上學(xué)期化學(xué)人教版

第一章海水中的重要元素——鈉和氯第1節(jié)鈉及其化合物第4課時了解純堿的生產(chǎn)歷史碳酸鈉和碳酸氫鈉的相關(guān)計算一、教學(xué)目標(biāo)1.通過查閱資料，了解純堿的生產(chǎn)歷史，感受化學(xué)工業(yè)發(fā)展過程中技術(shù)進(jìn)步的重要性，以及建設(shè)生態(tài)文明的意義；2.基于已學(xué)知識鑒別碳酸鈉和碳酸氫鈉，并通過不同方法轉(zhuǎn)化碳酸鈉和碳酸氫鈉；3.認(rèn)識碳酸鈉和碳酸氫鈉的相關(guān)計算，并對碳酸鈉和碳酸氫鈉的圖像進(jìn)行分析。二、教學(xué)重難點碳酸鈉與碳酸氫鈉相關(guān)圖像分析三、教學(xué)過程環(huán)節(jié)1：了解純堿的生產(chǎn)歷史【材料閱讀】1．路布蘭制堿法1791年法國醫(yī)生路布蘭首先取得專利，以食鹽為原料，制得了純堿，稱為路布蘭制堿法。制取原理與步驟(1)先使氯化鈉與硫酸反應(yīng)，生成硫酸鈉：2NaCl＋H2SO4eq\o(=,\s\up7(△))Na2SO4＋2HCl↑。(2)然后用焦炭還原硫酸鈉得硫化鈉：Na2SO4＋4Ceq\o(=,\s\up7(高溫))Na2S＋4CO↑。(3)最后利用硫化鈉與石灰石的反應(yīng)生產(chǎn)碳酸鈉：Na2S＋CaCO3=Na2CO3＋CaS。2．索爾維制堿法1861年比利時工程師索爾維發(fā)明的純堿制法，是以食鹽(氯化鈉)、石灰石(經(jīng)煅燒生成生石灰和二氧化碳)、氨氣為原料來制取純堿。制取原理與步驟(1)在飽和食鹽水中先通入氨氣，再通入二氧化碳，析出碳酸氫鈉：NaCl＋NH3＋CO2＋H2O=NaHCO3↓＋NH4Cl。(2)過濾、洗滌、煅燒碳酸氫鈉晶體，得到純堿產(chǎn)品：2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2O，反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳循環(huán)使用。(3)氯化銨濾液與石灰乳混合加熱：2NH4Cl＋Ca(OH)2eq\o(=,\s\up7(△))CaCl2＋2NH3↑＋2H2O，反應(yīng)產(chǎn)生的氨氣循環(huán)使用。3．侯氏制堿法1943年我國化學(xué)工程專家侯德榜發(fā)明創(chuàng)建了聯(lián)合制堿法，即將氨堿法(又稱索爾維制堿法)和合成氨法兩種工藝聯(lián)合起來，同時生產(chǎn)純堿和氯化銨兩種產(chǎn)品的方法。原料是食鹽、氨和二氧化碳，二氧化碳為合成氨廠用水煤氣制取氫氣時的廢氣。制取原理與步驟侯氏制堿法，低溫下先向飽和食鹽水中通入氨氣，再通入二氧化碳可析出碳酸氫鈉，再加入細(xì)鹽末，因氯離子存在及低溫條件使氯化銨溶解度突然降低，而食鹽的溶解度變化不大，所以氯化銨析出而食鹽不析出；再用氨飽和后通二氧化碳，結(jié)果相繼析出NaHCO3和NH4Cl，該法生產(chǎn)的純堿質(zhì)量優(yōu)良，純白如雪?！痉治鲇懻摗?．根據(jù)所閱讀資料，分析后一種制堿法與前一種制堿法相比所具有的優(yōu)勢是什么？提示氨堿法(索爾維制堿法)相比于路布蘭制堿法的優(yōu)點是：原料(食鹽和石灰石)便宜；產(chǎn)品侯氏制堿法與氨堿法相比較，其優(yōu)點是食鹽的利用率大大提高，用等量的食鹽可生產(chǎn)更多的純堿，同時得到氮肥氯化銨，不再產(chǎn)生廢渣氯化鈣，減少了對環(huán)境的污染，并且大大降低了純堿和氮肥的成本，充分體現(xiàn)了大規(guī)模聯(lián)合生產(chǎn)的優(yōu)越性。2．從生態(tài)文明建設(shè)的角度，思考侯氏制堿法的意義。提示減少了對環(huán)境的污染，有助于環(huán)境保護和生態(tài)文明建設(shè)，利用率高，產(chǎn)率高，降低了成本，減少了資源的浪費和能源的消耗。【結(jié)果與討論】1．侯氏制堿法的原理反應(yīng)能發(fā)生的原因是什么？提示碳酸氫鈉溶解度小，在此條件下可以生成沉淀，從而使反應(yīng)發(fā)生。2．從原材料的角度綜合考慮，你認(rèn)為制堿工廠可以與哪些工廠就近建設(shè)。提示合成氨、石灰、水泥廠等。3．侯氏制堿法中先通氨氣至飽和再通二氧化碳的優(yōu)點是什么？提示氨氣易溶于水，且溶于水后顯堿性，有助于吸收二氧化碳，從而析出更多的碳酸氫鈉。環(huán)節(jié)2：碳酸鈉與碳酸氫鈉的相關(guān)計算1.Na2CO3、NaHCO3與足量鹽酸反應(yīng)的定量關(guān)系①生成CO2的速率NaHCO3快②耗酸量等質(zhì)量Na2CO3耗酸多相同數(shù)目Na2CO3耗酸多③生成CO2的體積等質(zhì)量NaHCO3產(chǎn)生的多相同數(shù)目相等在反應(yīng)前后，物質(zhì)的質(zhì)量差和參加該反應(yīng)的反應(yīng)物或生成物的質(zhì)量成正比關(guān)系。2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2OΔm168g106g62gNaHCO3受熱分解時，當(dāng)168gNaHCO3反應(yīng)后，固體質(zhì)量減少62g，實際參與反應(yīng)的各物質(zhì)的質(zhì)量對應(yīng)成比例?！舅伎肌咳魧?4g碳酸氫鈉和78g過氧化鈉置于密閉容器中，加熱一段時間后，容器中的固體是什么？固體的質(zhì)量是多少？2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O84g53g22g9g2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O222g39g53g2H2O＋2Na2O2===4NaOH＋O2↑9g39g40g綜上所述，加熱一段時間后，容器中的固體及質(zhì)量分別是碳酸鈉106g、氫氧化鈉40g。(1)向Na2CO3溶液中逐滴滴入鹽酸①Na2CO3＋HCl===NaCl＋NaHCO3，②NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑。(2)向NaHCO3溶液中逐滴滴入鹽酸NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑?！舅伎肌咳粝騈aOH、Na2CO3混合液中滴加鹽酸，依據(jù)反應(yīng)的先后