课题3　纯碱的生产教学设计第一课时

纯碱的生产

授课

时间

06月08号

课题

选修二第一章第三节

纯碱的生产

知识与

技能

1.

了解纯碱的生产及发展过程

2.

了解路布兰法，掌握氨碱法（索尔维法）及联合制碱法（侯氏制碱法）。

教学过程与

通过对索尔维制碱法和侯氏制碱法的对比，提高分析目标

方法

与解决问题的能力

在讨论与交流中培养与别人合作的能力，培养团队精神，并且注意加强化学与生活的联系，激发学生学习化学的兴趣，从而提高学化学、爱化学的自觉性。

情感态度价值观

教学重点

“侯氏制碱法”原理的理解。

复杂盐溶液体系中固体物质的析出结晶即离子反应的实教学难点

质

教法：采用情境式教学、多媒体教学、小组讨论相结合的方法进行讲解，让学生积极主动学习，利用小组讨论的方法让学生对旧知识进行回顾同时培养学生合作学习意识教学方法

以及总结归纳的能力。

学法：以“教为主导，学为主体”的原则通过学生积极主动的学习，自己归纳总结，更好的掌握氨碱法和联合制碱法的生产原理。

1

学生已经体验了通过科学探究来认识酸和碱的性质的过程，在此基础上进行分组合作探究盐类物质的性质。本节课的难点是理解复分解反应的实质。复分解反应的定义在教学对象

酸碱部分已经学过，学生对于反应的条件有了一定的认识，但是，从微观粒子的角度理解复分解反应的实质，对于学生来说，比较抽象，难度较大

教学过程

教学内容

学生活动

学生分享侯德榜资料

纯碱化学式：Na2CO3

纯碱的用途：发酵粉、洗涤剂、制玻璃、制药、金属冶炼、含钠化合物的制备等。

学生观看PPT

思考、回答

NaCl 和CaCO3

2 教学意图

学生动手查阅资料，考察学生收集资料、整合资料的能力

吸引学生注意力，激发学生学习兴趣

引入

上节课老师让大家回去收集有关侯德榜的资料大家都收集了么？哪位同学愿意给大家分享下？

【讲述】侯德榜先生的最大贡献就是他发明了联合制碱法，也叫侯氏制碱法法，这里的碱指的就是纯碱。本节课我们来学习纯碱的生产。

【提问】大家知道纯碱的化学式是什么吗？

请同学们根据生活实际和现有的知识回答纯碱有哪些用途。

既然纯碱有这么多用途，自然界中是否存在天然的纯碱呢？

【PPT展示】如图，青海湖---中国最大的内陆湖泊，素有夏天晒盐冬天捞碱之说，这里的碱指的就是纯碱；内蒙古的呼吉仁诺尔湖也是中国著名的碱湖。

【过渡】18世纪中期工业革命以后，天然碱的存在已经不能满足工业生产的需要，世界各地的制碱工业开始发展起来。

【思考】根据天然碱的存在及其化学组成，设想工业生产碳酸钠的主要原料是什么？为什么？（提示学生从阳离子角度和阴离子角度进行分析）

资料卡片

学生观看PPT 【过渡】世界上最早实现纯碱工业生产的路布兰法原料就选用NaCl和CaCO3，我们先来简单了解下。

1.

用硫酸将食盐转变成硫酸钠

120℃

NaCl+H2SO4=======NaHSO4+HCl↑

600～700℃

NaCl+NaHSO4==============Na2SO4+ HCl↑

2.

将硫酸钠与木炭、石灰石一起加热，反应生成

碳酸钠和硫化钙

1000℃

Na2SO4+2C=========Na2S+2CO2↑

1000℃

Na2S+CaCO3=========Na2CO3+CaS

【思考】思考从原料成本，反应条件及原料利用等方面分析这个方法有哪些不足之处？

不足：原料利用不充分、成本较高、设备腐蚀严重

等

思考、讨论、回答

氨碱法生产纯碱

【过渡】正是因为如此，促使人们研究新的的制碱

方法，直到19世纪60年代被氨碱法所取代。氨碱

法是由比利时人索尔维发明的，所以也叫索尔维制

碱法。氨碱法以CaCO3和NaCl为原料，不同的是他

还使用到了NH3。为了更好的理解氨碱法我们先来

完成一个探究实验。

【实验探究】将NH4HCO3与饱和NaCl溶液混合，会动手实验，观察现象

有什么现象？结合下表的数据分析为何会出现这分析原因

样的现象？

20℃时一些物质在水中的溶解度/g

NaCl

35.9

NH4Cl

37.2

Na2CO3

21.5

NaHCO3

9.6

NH4HCO3

21.7

思考、回答

1.

产生白色沉淀

2.

NaHCO3在水中溶解度较小

3

拓宽学生知识面，激发学生学习兴趣

培养学生团体协作意识，激发学生学习兴趣，同时

培养学生归纳总结能力

培养学生动手实验能力以及设计实验方案的能力

通过实验培养学生的观察能力。

【提问】

1.

实验现象

2.

原因分析

3.

写出反应的化学方程式

【过渡】请大家观察此反应方程式，谈一谈你对物质的溶解性和离子反应的实质是否有新的认识？

【过渡】根据此反应如何制备Na2CO3？利用CaCO3

NH3如何制备NH4HCO3？

如果把NaCl+NH4HCO3===NaHCO3↓＋NH4Cl和NH3＋CO2＋H2O===NH4HCO3加合的话的会有什么结果？

【PPT演示】接下来我们共同来分析氨碱法流程中的物料转化。

【交流讨论】分析氨碱法的优点和不足之处。

3.

NaCl+NH4HCO3=== NaHCO3↓＋NH4Cl

思考、回答

物质溶于不溶都是相对的；离子反应的实质使离子浓度减小。

思考、回答

△2NaHCO3=====Na2CO3＋CO2↑＋H2O↑

NH3＋CO2＋H2O=== NH4HCO3

思考、回答

NH3＋CO2＋H2O＋NaCl===NaHCO3↓＋NH4Cl

小组讨论

思考、回答

氨碱法的优点：原料便宜易得，氨和部分二氧化碳

可循环利用，产品纯度高，步骤简单。

氨碱法的缺点：副产物氯化钙的处理问题，氯化钠

的利用率低。

【过渡】当年用氨碱法生产纯碱一直被西方国家所

掌控，而且掌握了长达60几年，直到1920年侯德

榜回国专心研究我们自己的制碱工业，发明了联合

制碱法也叫侯氏制碱法法，为我国的制碱工业打开

了一扇新的大门。

联合制碱法

联合制碱法制碱原理和氨碱法相似，也是用NH3＋思考、回答

CO2＋H2O＋NaCl===NaHCO3↓＋NH4Cl，不同的是NH3可以用作氮肥。

和CO2都来自于工业合成氨，省去了碳酸钙高温分

解制备二氧化碳的过程。在此过程中，NH4Cl在水

溶液中以离子的形式存在，当我们在溶液中加入

NaCl晶体并通入氨气时，NH4Cl会以晶体的形式析

出。

[思考]析出的NH4Cl晶体有什么用途？

NH4Cl可以用作氮肥，这样就可以提高NaCl的利用

率，使NaCl的利用率提高到96%左右。

4

培养学生团体协作意识，激发学生学习兴趣，同时培养学生归纳总结能力

思考、回答

应该先通入氨气，氨气易溶于水，二氧化碳不易溶于水。

归纳总结

思考、回答

通过本节课的学习，你学到了哪些知识？或者有哪学到了氨碱法和侯氏制些心得体会？

碱法的原料以及制碱过重点：氨碱法的生产原理

程，了解了纯碱的发展历NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl 史。

2NaHCO3==== Na2CO3+CO2↑+H2O

课堂练习

1. 下列反应原理在索尔维制碱法中没有使用的是

巩固练习

A.2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O

B.NH4ClNH3↑+HCl↑

C.2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O↑

D.NH3+CO2+NaCl+H2ONaHCO3↓+NH4Cl

(

)

答案：B

2. 工业上常用氨碱法制碳酸钠，但却不能用氨碱

法制碳酸钾，这是因为在溶液中（ ）

A.KHCO3溶解度较大

B.KHCO3溶解度较小

C.K2CO3溶解度较大

D.K2CO3溶解度较小

巩固练习

答案：A

3. 反应NaCl+CO2+NH3+H2O = NaHCO3↓+NH4Cl是著

5 【思考】根据联合制碱法生产原理示意图，分析比较它与氨碱法有哪些异同？优点有哪些？

优点：综合利用了合成氨反应生产中的物料，提高了NaCl的利用率，减少了环境污染，更符合现代化工业生产的设计要求

相同点：原理相同

NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl 2NaHCO3==== Na2CO3+CO2↑+H2O↑

不同点：

原料的来源和副产物不同

【思考】在纯碱的生产过程中是先通入NH3还是CO2？

小组讨论

思考、回答

培养学生团体协作意识，激发学生学习兴趣，同时

培养学生归纳总结能力

培养学生分析问题解决问题的能力

引导学生总结知识

，找到知识间的内在联系，使零乱的知识有序化

、系统化、结构化

，并由部分向整体深化

名的“侯氏制碱法”的重要反应。下面是4位同学

对该反应涉及的有关知识发表的部分见解。其中错

误的是(

)

巩固练习

答案：C

4. 纯碱是一种重要的化工原料。目前制碱工业主

要有“氨碱法”和“联合制碱法”两种工艺。下列

说法不正确的是 ( )。

A．“联合制碱法”和“氨碱法”的化学反应原理

中都有下列化学反应

NH3＋CO2＋NaCl＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl

2NaHCO3 == Na2CO3＋H2O↑＋CO2↑

B．“联合制碱法”生产中有氨的循环利用工艺

C．“氨碱法”生产中有氨的循环利用工艺

D．“联合制碱法”和“氨碱法”都有一定的局限

性

答案：B

5. 侯德榜制碱法,也叫联合制碱法,其生产流程可简要

表示为下图:

(1)向沉淀池中通入CO2和NH3时,应先通入

。

原因是

。

(2)沉淀池中发生反应的化学方程式

是

;煅烧炉中发生反应的化学方程式

是

。

答案：

（1）NH3；CO2在水中溶解度小， NH3极易溶于水先

通氨气有利于CO2吸收。

（2）NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl

2NaHCO3==== Na2CO3+CO2↑+H2O 6. 我国化工专家侯德榜根据NaHCO3溶解度比

NaCl、Na2CO3、NH4HCO3、NH4Cl溶解度都小的性质，

6 巩固练习

巩固练习

运用CO2＋NH3＋H2O＋NaCl===NaHCO3↓＋NH4Cl的反应原理制备纯碱。下面是在实验室进行模拟实验的生产流程示意图: 气体A的饱和溶液―加入食盐Ⅰ―→A和食盐的饱和溶液―通入足量气体Ⅱ―→悬浊液―过滤Ⅲ―→晶体―Ⅳ―→ 纯碱

则下列叙述错误的是( ) A．A气体是NH3，B气体是CO2

B．第Ⅲ步得到的晶体是发酵粉的主要成分

C．第Ⅲ步操作用到的主要玻璃仪器是烧杯、漏斗、玻璃棒

D．第Ⅳ步操作的主要过程有溶解、蒸发、结晶

答案：D

巩固练习

板书设计

1.3纯碱的生产

一、氨碱法生产纯碱

1.原料：NaCl CaCO3 NH3

2.原理：NH3＋CO2＋H2O===NH4HCO3

NaCl＋NH4HCO3===NaHCO3↓＋NH4Cl △2NaHCO3=====Na2CO3＋CO2↑＋H2O↑

二、联合制碱法

1.原料：NaCl CO2 NH3

2.原理：NH3＋CO2＋H2O＋NaCl===NaHCO3↓＋NH4Cl

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