高中化學(xué)《純堿的生產(chǎn)》教案7 新人教版選修2

1、第一單元 走進(jìn)化學(xué)工業(yè)課題1 純堿的生產(chǎn)教學(xué)目標(biāo)知識與技能1. 了解純堿的生產(chǎn)及發(fā)展過程。2. 了解體驗(yàn)天然堿的生產(chǎn)與化工生產(chǎn)之間的聯(lián)系及體驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展過程。3. 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）。過程與方法學(xué)會運(yùn)用觀察、實(shí)驗(yàn)、查閱資料等多種手段獲取信息，并運(yùn)用比較、分類、歸納、概括等方法對知識進(jìn)行加工分析，逐步培養(yǎng)獨(dú)立思考的能力和提高自主學(xué)習(xí)化學(xué)的能力。情感態(tài)度與價(jià)值觀在討論與交流中培養(yǎng)與別人合作的能力，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)精神，并且注意加強(qiáng)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(diǎn)氨堿法的生產(chǎn)原理教學(xué)難點(diǎn)復(fù)雜鹽溶液體系中固體物質(zhì)的析

2、出結(jié)晶即離子反應(yīng)的實(shí)質(zhì)教學(xué)工具多媒體課件 黑板教學(xué)方法講授法 討論法 分析法 總結(jié)法 教學(xué)設(shè)計(jì)【引課】這一節(jié)課，我們一起來討論“純堿的生產(chǎn)”的相關(guān)問題?！景鍟?課題3 純堿的生產(chǎn)純堿的化學(xué)名稱是？（碳酸鈉）那碳酸鈉有哪些用途呢？（圖片）發(fā)酵粉、洗碗、制肥皂、制藥、制松花蛋、紡織、玻璃、造紙、漂染，還可以用于其他含鈉化合物的制備。自然界中是否存在天然的碳酸鈉？（圖片）堿湖。我們?nèi)绾文軌颢@得這些天然的純堿呢？（1） 一些生長在鹽堿地和海岸附近的植物中含有碳酸鈉，可以從植物的灰燼中提取。（2） 當(dāng)冬季來臨時，堿湖中所含的碳酸鈉結(jié)晶析出，經(jīng)過簡單的加工就可以使用。歷史上，一般經(jīng)過張家口和古北口轉(zhuǎn)運(yùn)到

3、全國各地，因此，在我國素有“口堿”之說?！舅伎寂c交流】 1.從天然堿的形成推測碳酸鈉在水中結(jié)晶析出主要受到哪些因素的影響？改變溫度、結(jié)晶水合物的組成以及溶劑水的質(zhì)量等因素，可以改變碳酸鈉在水中的溶解情況，提高結(jié)晶析出的速率和質(zhì)量（純度）?！具^渡】18世界中期工業(yè)革命以后，天然堿和從植物的灰燼中提取的堿已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)發(fā)展的需要，純堿工業(yè)隨之發(fā)展起來。2.根據(jù)天然堿的存在及其主要化學(xué)成分，請你設(shè)想工業(yè)生產(chǎn)碳酸鈉的主要原料是什么？為什么？碳酸鈉中含有鈉離子和碳酸根離子。自然界中存在的含鈉離子的化合物很多，大量存在的、最常見的是氯化鈉；因此，氯化鈉是比較理想的生產(chǎn)原料之一。碳酸根可以有碳酸鹽直接提供

4、，也可有由二氧化碳制取，較為理想的原料是碳酸鈣。【過渡】世界上最早實(shí)現(xiàn)碳酸鈉的工業(yè)生產(chǎn)的路布蘭法的原料就是用的氯化鈉和碳酸鈣。我們簡單的了解一下：【資料卡片】世界上最早是通過路布蘭法實(shí)現(xiàn)了碳酸鈉的工業(yè)生產(chǎn)。其生產(chǎn)原理是：1. 用硫酸將食鹽轉(zhuǎn)變成硫酸鈉120 NaCl+H2SO4=NaHSO4+HCl600700 NaCl+NaHSO4=Na2SO4+ HCl2. 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1000Na2SO4+2C=Na2S+2CO21000Na2S+CaCO3=Na2CO3+CaS從反應(yīng)原理上，同學(xué)們分析一下這個方法有哪些缺點(diǎn)？原料利用不充分、成本較高、設(shè)備腐蝕嚴(yán)

5、重等【過渡】正是因?yàn)槿绱耍偈谷藗冄芯啃碌闹茐A方法，知道19世紀(jì)60年代后逐漸被氨堿法所取代。一、 氨堿法生產(chǎn)硫酸氨堿法是由比利時人索爾維發(fā)明的，所以，氨堿法也稱為索爾維制堿法。氨堿法的原料也是氯化鈉和碳酸鈣，不同的是它還使用了煉焦的副產(chǎn)品氨。原料：CaCO3、NaCl 、NH3【過渡】為了更好的理解氨堿法的原理，我們進(jìn)行這樣一個探究：【科學(xué)探究】1、 向AgNO3溶液中滴加KCl溶液會有什么現(xiàn)象？會有白色沉淀生成。白色沉淀是什么？（氯化銀）溶液中應(yīng)該含有哪些溶質(zhì)離子？（銀例子、鉀離子、硝酸根、氯離子）它們能夠組成哪些溶質(zhì)?（硝酸銀、氯化鉀、硝酸鉀、氯化銀）那析出的為什么不是其他的溶質(zhì)粒子呢？

6、（因?yàn)槁然y的溶解度很?。┻@個反應(yīng)的離子方程式為：Ag+Cl-=AgCl【過渡】很好！現(xiàn)在我們來分析第二個問題。2、20時，把碳酸氫銨、氯化鈉和水配制成一混合溶液，當(dāng)把溶液加熱蒸發(fā)后冷卻至20，首先析出的物質(zhì)是什么？是溶解度較小的那種物質(zhì)。那么，溶液中的離子能夠形成哪些溶質(zhì)粒子呢？（碳酸氫銨、氯化鈉、碳酸氫鈉、氯化銨）大家參照“溶解度表”，看析出的物質(zhì)是什么啊？（碳酸氫鈉）很好！這個反應(yīng)的化學(xué)方程式該怎么寫呢？大家試著寫一下。NH4HCO3+NaCl=NaHCO3+NH4Cl離子方程式為： HCO3-+Na+=NaHCO3通過這兩個反應(yīng)，大家談一下你對物質(zhì)的溶解性和離子反應(yīng)的實(shí)質(zhì)的認(rèn)識？物質(zhì)溶

7、和不溶是相對的，離子反應(yīng)的實(shí)質(zhì)就是向著離子濃度減小的方向進(jìn)行?！具^渡】根據(jù)這個反應(yīng)，我們該怎么得到純堿呢？2NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2O那我如何利用原料制取碳酸氫鈣？（CaCO3=CaO+CO2）CO2+H2O+NH3= NH4HCO3好！現(xiàn)在我們把兩個方程式疊加得到的方程式是怎樣的？NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3+NH4Cl反應(yīng)原理的方程式分布寫和寫總反應(yīng)式都可以?！具^渡】現(xiàn)在我們來分析氨堿法流程中的物料轉(zhuǎn)化。CaCO3=CaO+CO2 CaO+H2O=Ca(OH)2NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3+NH4Cl2NaHCO3=Na2CO3+CO2+

8、H2O2NH4Cl +Ca(OH)2=CaCl2+NH3+H2O氨堿法的優(yōu)點(diǎn)：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(diǎn)：副產(chǎn)物氯化鈣的處理問題，氯化鈉的利用率低。【過渡】這兩個問題被我國化學(xué)家侯德榜解決了，他發(fā)明了聯(lián)合制堿法，也稱為侯氏制堿法。二、聯(lián)合制堿法現(xiàn)在我們先來認(rèn)識一下我們的國寶級任務(wù)。個人簡歷：1890年 出生1911年 考入清華留美預(yù)備學(xué)校，后以10門功課 1000分的優(yōu)異成績被保送到美國留學(xué)1916年 獲美國麻省理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位1919年 獲美國哥倫比亞大學(xué)碩士學(xué)位1921年 獲博士學(xué)位【過渡】現(xiàn)在讓我們一起來認(rèn)識這個偉大的發(fā)明，解開它神秘的面

9、紗？聯(lián)合制堿法是什么樣的呢？聯(lián)合制堿法的原理和氨堿法一樣，大家很失望吧？其實(shí)，氨堿法一直被西方的一些國家所控制，當(dāng)時并為公布于世。聯(lián)合制堿法與氨堿法有自己的不同之處：氨堿法的原料來自于合成氨（二氧化碳、氨氣），同時得到的副產(chǎn)品是氯化銨，氯化銨有什么用途呢？（氮肥，焊藥，電解液）這里面氯化銨是以溶液的形式存在的，如何讓它析出呢？氯化銨析出和溶解存在溶解平衡。所以，加入氯離子或者銨根離子均可以使其析出。事實(shí)工業(yè)上也是這么做的，向里面通入氨氣或者加入食鹽顆粒，析出氯化銨后的溶液含有氨水和氯化鈉，又可以作什么呢？（返回做反應(yīng)物）這樣的話，氯化鈉的利用率怎么樣了呢？（提高了）提高到了96%。綜合以上的分

10、析，大家總結(jié)一下，聯(lián)合制堿法有哪些優(yōu)點(diǎn)呢？綜合利用了合成氨的原料，提高了氯化鈉的利用率，減少了環(huán)境污染?！具^渡】綜合以上內(nèi)容，大家總結(jié)一下聯(lián)合制堿法與氨堿法有哪些異同？相同點(diǎn)：原理相同不同點(diǎn)：原料來源不同，副產(chǎn)物不同思考題：在生產(chǎn)過程中，是先通入氨氣，還是先通入二氧化碳？提示：考慮氨氣和二氧化碳的溶解度大小。先通入二氧化碳，溶液中存在碳酸，碳酸的量比較少；再通入氨氣，氨氣易溶于水，一水合氨的量比較多；此時產(chǎn)物應(yīng)該是碳酸銨而不是碳酸氫銨。反過來，如果我們先通入氨氣，溶液中會存在較多的一水合氨，再通入二氧化碳時，二氧化碳和一水合氨反應(yīng)，通入的二氧化碳過量就會生成碳酸氫銨，也就是說，此時二氧化碳溶解

11、的多少不是受溶解度限制，而是受反應(yīng)控制。那么，先通入氨氣起到的作用就是為了更多的溶有二氧化碳。【思考與交流】人類歷史上，科學(xué)技術(shù)的突破性重大發(fā)現(xiàn)和成果總是與一些偉大的名字聯(lián)系在一起，路布蘭（1791）、索爾維（1862）和侯德榜（1924）的名字都銘刻在人類制堿技術(shù)發(fā)展的歷史上，你知道嗎？路布蘭是一名醫(yī)生，索爾維是在工作中學(xué)習(xí)化學(xué)的，侯德榜是化學(xué)工程學(xué)博士。根據(jù)三個人所處的年代及學(xué)習(xí)經(jīng)歷，你對技術(shù)與科學(xué)的關(guān)系有哪些新的認(rèn)識？課下大家查閱資料，下節(jié)課之前我們來討論。【總結(jié)】綜合這節(jié)課的學(xué)習(xí)，你認(rèn)為你學(xué)到哪些內(nèi)容？重點(diǎn)是什么？難點(diǎn)是什么？【習(xí)題】1.下列屬于侯氏制堿法的優(yōu)點(diǎn)的是（ D ）A.氨和二氧化碳由合成氨廠提供B.母液可回收氯化銨C.氯化鈉的利用率達(dá)96%D.以上全是2.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?yàn)樵谌芤褐校?A）A