课题3　纯碱的生产设计意图

《纯水溶液主题的工业制碱》翻转课堂教学设计

1. 高二学生仅关注几大平衡的概念理解，

缺少对水溶液问题的整体认识与反思

2. 分析和推理思路不外显，

复杂情境过分依赖某些固有策略

3. 复习教学中的学生发展点不清晰，

往往采用知识回顾+典型习题讲解+变式训练的

方式，

练习缺乏诊断性与发展性

通过前测题批阅分析，学生存在的认知障碍点：

1.不具备进一步找出主要平衡，分析平衡间的二次作用的思路和能力

2.缺少将离子反应和3大离子平衡有机融合的统一的的认识模型

3.第一次系统地通过离子平衡和平衡原理制备物质

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三、教学目标和重难点

1、通过运用水溶液认识模型分析工业制纯碱的原理和应用平衡思想对制备纯碱工业的条件进行调控和优化，建立研究复杂多平衡水溶液体系的分析模型，发展对变化观念和平衡思想的认识；

2、通过学习纯碱的工业制法和侯德榜的事迹，体会化学对社会发展的重大贡献，学习侯德榜勤于钻研、勇于创新实践的科学精神，树立绿色化学观念和社会责任感。

四、教学过程及意图

（一）、教学模式的设计

本节课的教学内容选自人教版化学选修二《化学与技术》第一章第三节《纯碱的生产》。该内容在普通高中化学的课程标准中的要求表现为了解化学在资源利用、材料制造、工农业生产中的具体应用，在更加广阔的视野下，认识化学科学与技术进步和社会发展的关系，培养社会责任感和创新精神。

高中化学教学注重培养学生的自主观察、分析与探究的能力，因此本节课采取翻转课堂的教学模式，把知识掌握的环节放在课前，给学生以充分的时间自主学习，把握自己的学习进度。将知识深化迁移应用的环节放在课堂上，通过老师的引导和小组协作活动的开展来巩固学习的效果。指导的学习理论为建构主义和掌握学习的学习理论。

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具体驱动任务如下：

其中，环节一在自学质疑课完成，环节二、三在训练展示课完成

任务一：探究纯碱制备的原理

碳酸钠，又名苏打或纯碱，是一种十分重要的化工产品，是玻璃、肥皂、纺织、造纸、制革等工业的重要原料。冶金工业以及净化水也都用到它。它还可用于其他钠化合物的制造。早在十八世纪，它就和硫酸、盐酸、硝酸、烧碱并列为基础化工原料--三酸两碱之一。在日常生活中，苏打也有很多用途，比如它可以直接作为洗涤剂使用，在蒸馒头时加一些苏打，可以中和发酵过程中产生的酸性物质。一些生长在盐碱地和海岸附近的植物中含有碳酸钠，可以从植物的灰烬中提取。当冬季来临时，碱湖中所含的碳酸钠结晶析出，经过简单的加工就可以使用。历史上，一般经过张家口和古北口转运到全国各地，因此，在我国素有“口碱”之说。请你思考下面问题：

1. 根据天然碱的存在及其主要化学成分，请你设想工业生产碳酸钠的主要原料是什么? 为什么? 2. 在实际工业生产中，将CO2和NH3通入食盐水中，先析出NaHCO3沉淀，再对其加热，分解生成Na2CO3。

物质

溶解度/20℃

mol/L

CO2

V

HO:V CO2 2NH3

V水:V氨气=1:700NaCl 35.9 5 NaHCO3

Na2CO3

9.6g 1 20g 1.98 NH4Cl 37.7g 5.5 NH4HCO3

21.7g 2.4 =1:1

（1）请讨论分析，NaHCO3可溶于水，为什么在水溶液中能得到NaHCO3沉淀？

（2）制备纯碱过程中，通常是先将NH3

通入饱和NaCl溶液制备氨盐水，再通入CO2，而不能采用相反的顺序，请你解释其中的原因。

【微课助学】观看微课1《工业制碱原料选取及原理初探》

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3. 请你利用水溶液认识模型分析一下两个问题

（1）在含有四种原料的混合体系中，各微粒发生了什么相互作用？

（2）请根据微粒间的相互作用，分析溶液中存在的主要微粒种类以及数量关系。

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【微课助学】观看微课2《利用水溶液认知模型探究纯碱制备原理》并完善以上二维图。

4.【实验探究】先观看微课3，掌握实验室模拟工业制碱的方法。

甲探究小组在进行实验时，先向制得的氨盐水中滴加酚酞，再通CO2，发现氨盐水会逐渐褪色，褪色之后才开始逐渐开始有浑浊产生，请分析产生该现象的原因，并用方程式表示NaHCO3是如何析出的。

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【小结】根据以上信息，请画出简单的工业制碱流程图。（小组展示并说明设计意图）

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任务二：制备纯碱的条件优化

任务三：工业制碱的绿色化

【阅读资料1】第一次世界大战后，中国从欧洲进口纯碱的道路被阻断，而当时垄断中国纯碱市场的英国卜内门洋碱公司却囤积居奇，碱价暴涨。看到这种情况，范旭东先生于1917年在实验室成功制出了碱。1920年成立“永利制碱公司”，1922年请来侯德榜先生作为技术指导，他全身心的投入制碱工艺和设备的改进上，终于摸索出了索尔维法的各项生产技术。1924年8月，塘沽碱厂正式投产。1926年，中国生产的“红三角”牌纯碱在美国费城的万国博览会上获得金质奖章。产品不但畅销国内，而且远销日本和东南亚。

1937年日本帝国主义发动了侵华战争，工厂迁到四川，新建了永利川西化工厂。

制碱的主要原料是氯化钠，而四川的盐都是井盐，要用竹筒从很深很深的井底一桶桶吊出来。由于浓度稀，还要经过浓缩才能成为原料，这样食盐成本就太高了，因此侯德榜不得不另辟新路，他带领技术人员，做起了实验。一直进行了500多次试验，还分析了2000多个样品，才把试验搞成功，使设想成为了现实。

这个制碱新方法被命名为“侯氏制碱法”，它的优越性大大超过了索尔维制碱法，从而开创了世界制碱工业的新纪元。

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五、教学设计特色说明

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备注：该课程是在北师大专家指导下完成，故本节课部分思想和内容来自北师大专家，特此感谢各位专家的亲自指导！

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