课题3　纯碱的生产优秀教学设计

课题3

纯碱的生产

一、教学目标

（一）知识与技能

1.了解纯碱的生产及发展过程。

2.了解体验天然碱的生产和化工生产之间的联系及体验技术的发展过程。

3．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）。

（二）过程与方法

学会运用观察、是呀、查阅资料等多种手段获取信息，并运用比较、分类、归纳、概括等方法进行加工分析，逐步培养独立思考的能力和提高自主学习化学的能力。

（三）情感态度与价值观

1．在讨论与交流中培养与别人合作的能力，培养团队精神。

2.培养学生绿色化学、节约能源、环境保护、科学发展的意识。

二、教学重点：氨碱法的生产原理

三、教学难点:复杂盐溶液体系中固体物质结晶的析出即离子反应的实质

四、教学用具：多媒体

黑板

五、教学过程

【导入】纯碱这个物质，大家应该都不陌生了。之前我们在必修1教材中就学习过了。那么纯碱是什么？

【学生回答】碳酸钠

【问】那么你知道纯碱的用途吗？

【学生回答】纯碱可以制玻璃，做肥皂……

【展示】纯碱用途的图片

【讲解】Na2CO3可以用做发酵粉、洗碗、制肥皂、制药、制松花蛋、纺织、造纸漂染等，也可以用于其他含钠化合物的制备。

【问】如此重要的化工原料在自然界有没有呢？

【学生活动】学生阅读教材并回答问题

【展示】纯碱在自然界存在的图片

【讲解】一些生长在盐碱地和海岸附近的植物中含有碳酸钠。

【问】那么我们怎么样可以获得纯碱这个物质呢？

【学生回答】可以从自然界提取。

【讲解】可以盐碱地和海岸附近的植物的灰烬中提取。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。

【过渡】天然获得的纯碱的量是有限的，不能满足我们工业生产所需要。故我们还可以进行工业制备纯碱。

【思考与交流】1.从天然碱的形成推测碳酸钠在水中结晶析出主要受到哪些因素的影响？

2.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？

【学生思考并讨论】

【讲解】1.根据影响固体物质在水中溶解度的因素可知,温度、结晶水合物的组成及溶剂的质量等因素影响Na2CO3在水中的结晶析出。

2.Na2CO3晶体中含有Na+和C

。由Na+可推知,原料之一是自然界中大量存在且 最常见的NaCl。由C

可推知,原料之二是CO2或能够产生CO2的碳酸盐,因此可选用CaCO3提供CO2。

【过渡】请同学们阅读书本上的资料与卡片，总结一下工业生产纯碱的方式。

【学生阅读并回答】

【展示】路布兰法生产纯碱的工业原理。

【问】路布兰法生产纯碱有哪些缺点呢？

【答】原料利用不充分、成本较高，设备腐蚀严重等。

【过渡】由于路布兰法存在这样的缺点，促使人们研究新的制碱法。目前两种最著名的就是氨碱法制纯碱（索尔维制碱法）和联合制碱法（侯氏制碱法）。

【展示】氨碱法制备纯碱的工业流程以及工业原理。

【讲解并板书】

氨碱法制碱原理

原料三种：碳酸钙 氯化钠 氨气

1、碳酸氢钠和氯化铵

NH3+CO2+H2O==NH4HCO3

NaCl+ NH4HCO3== NaHCO3+CO2↑+NH4Cl 2、制取碳酸钠

2NaHCO3=== Na2CO3+CO2↑+H2O↑

【问】氨碱法有什么优点？有什么缺点？

【学生思考并回答问题】

【总结】

优点：

1、原料便宜；

2、产品纯度高；

3、氨和部分二氧化碳可循环使用。 1、

制做步骤简单。

不足：

1、氯化钠利用率不高。

2、产生了当时被认作没用的氯化钙。

【过渡】这两个问题被我国化学家侯德榜解决了。合成氨工艺中需要将CO转化为CO2除去，排空的二氧化碳使原料的利用不尽合理，还会对大气造成一定影响。

为解决这一问题，我国化工专家侯德榜提出了将氨碱法与联合生产的改进工艺，这就是联合制碱法，也称侯氏制碱法。

【展示】侯氏制碱法的工艺流程和制备原理。

【问】阅读图1-11和图1-12,总结这两种方法的有何相同?

【学生思考并回答】

【总结】总原理相同：

NH3+CO2+H2O==NH4HCO3

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

原料来源和副产品不同: CO2和NH3的来源不一样。最后的副产物也不一样。

【问】1.在纯碱的生产过程中是先通入NH3还是 CO2？

2.

在纯碱的生产过程中NaCl是否被充分利用？

3. 在纯碱的生产过程中哪些物质得到了循环利用？

【学生思考并回答】

【问】联合制碱法有哪些优缺点？

【学生思考并回答】

【总结】特点：生产过程中所需的氨和二氧化碳都是由合成氨厂提供的，从滤出碳酸氢钠后所得的母液中可回收氯化铵，因此，它保留了氨碱法的优点，克服了它的缺点使氯化钠的利用率提高到了96％以上，尽管增加了设备循环处理的量，也会加重设备的腐蚀，但经济上完全可以补偿此法的不足。

联合制碱法既体现了大规模联合生产的优越性，也是综合利用原料、降低成本、

减少环境污染的典型代表。

【问】人类历史上，科学技术的突破性重大发现和成果总是与一些伟大的名字联系在一起，路布兰（1791）、索尔维（1862）和侯德榜（1924）的名字都铭刻在人类制碱技术发展的历史上，你知道吗？路布兰是一名医生，索尔维是在工作中学习化学的，侯德榜是化学工程学博士。根据三个人所处的年代及学习经历，你对技术与科学的关系有哪些新的认识？

【学生思考并回答】

【问】从纯碱的生产工艺中，我们可以发现离子反应的实质是什么？

【学生思考并回答】

【总结】离子反应的实质就是离子浓度的减少。

【总结】综合这节课的学习，你认为你学到了哪些内容？重点是什么？难点是什么？

六、练习

1.下列属于侯氏制碱法的优点的是（

）

A.氨和二氧化碳由合成氨厂提供

B.母液可回收氯化铵

C.氯化钠的利用率达96% D.以上全是

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溶解度较大

3.为了检验纯碱的质量（可能含有少量小苏打），取少量样品进行实验，可以采用的方法是（

）

A.加热后通入澄清石灰水，观察现象

B.滴加盐酸，观察现象

C.溶于水中，滴加少量BaCl2溶液，观察现象

D.溶于水中，滴加少量澄清的石灰水，观察现象