纯碱的化工生产

上海市朱家角中学 刘 岩

【教学目标】

『知识目标』 1. 掌握氨碱法制纯碱原理。

2. 引导学生掌握化工生产流程原理的基本设计方法。

『能力目标』 1. 通过对纯碱生产原理的讨论，培养学生的逻辑思维能力，达到学知

养智的目的。

2. 通过化工生产的意义和有关的重要基本指导思想的学习，使学生学会用辩证的观点分析处理生产问题。

『情感目标』 通过对我国化学家侯德榜的介绍，激发学生勇于探索的精神，培养学生

的爱国主义情感。

【重点难点】氨碱法制纯碱原理。

【教学流程】

创设问题情景 提出问题 启发引导 评价鼓励 得出结论 反思知识迁移 【教学工具】多媒体

【教学过程】 教师活动 学生活动 教学设计 意图 展示纯碱样品 观察样品 增强学生感官认识。 这种白色物质离我们的生活 并不遥远，同学们知道纯碱有什学生上网查阅资料，汇报。 么用途吗？ 拓展学生视野，媒体展示能够通过纯碱得到激发学生的学的物质的图片。 习兴趣。 小结：纯碱用途广泛，全世界每年需要纯碱4700多万吨。 纯碱的用途广泛自然界中有小结：井水和碱胡。 纯碱吗？ 媒体展示西部天然碱湖图片 人们最早认识纯碱是由于冬 天天气冷从碱湖中析出，我们从使学生对纯碱湖中提取出的纯碱中含有硫碱有更深入的酸钠、氯化钠等物质。因此称之了解。 为天然碱。 既然纯碱的用途非常广泛，从思考 碱湖中提取出的天然碱，能满足小结：通过人工合成纯碱。 引起学生思考 生产需要吗？ 媒体展示纯碱生产车间图片。 我国有很多这样的纯碱车间，每年生产纯碱1000多万吨居世界第二位，仅次于美国。同学们想知道在这个纯碱车间如何生产出纯碱的吗？ ① 同学们想一想哪些化学反应能直接得到纯碱？ ② 这些反应都能得到纯碱，现在要把这些反应应用在化工生产中，如果你是一个厂长或设计师要考虑哪些问题？ ③ 从碳酸钠的元素组成上分析，所需原料是什么？ 综合以上因素（原料低廉，产品纯度高，能量损耗较少，循环使用，生产步骤少，环保污染小等），分析哪个反应可能更适合应用于化工生产？（教师适当点拨） ④ 碳酸氢钠如何获得呢？ （提示：碳酸氢钠和碳酸钠物理性质的主要区别？） 创设研究情学生思考 景，激发学生好探讨纯碱的化工生产反应原理 奇心，引发学生思考。 培养学生的爱国主义情感。 学生分组讨论 写出得到纯碱的化学方程式 培养学生的投影展示化学方程式 归纳总结能力 可能出现： 2 NaHCO3 Na2CO3+CO2+H2O 2 NaOH+CO2 Na2CO3+H2O Na2O+CO2 Na2CO3 2Na2O2+2CO2 2 Na2CO3+O2 NaOH+NaHCO3 Na2CO3+H2O 学生评价方程式的正误 思考回答 培养学生的小结：原料低廉，产品纯度高，能量逻辑思维能力 损耗较少，循环使用，生产步骤少， 环保污染小。 思考讨论 小结：碳酸钙、氯化钠 （自然界中含量高） 小组讨论，分析评价 小结： 2 NaHCO3 Na2CO3+CO2+H2O 可能更适合应用于化工生产。使学生学会（NaHCO3固体加热到一百多度时分用辩证的观点解得到纯碱，能量损耗较小，且产品分析处理生产纯度较高。其他方程式中NaOH是由问题。 电解饱和食盐水得到;Na2O和 Na2O2都是先电解熔融态的氯化钠得单质 钠，再与氧气反应得到。电解的过程需要消耗大量的电能，能量损耗较大， 不适合投入化工生产。） 思考回答 小结：碳酸氢钠的溶解度小 小组分析讨论 点拨：碳酸氢钠的溶解度小，说小结：钠离子由氯化钠提供。 明溶液中有大量钠离子和碳酸碳酸氢根离子由碳酸氢氨提供。 氢根离子时，碳酸氢钠会从溶液（教师适当引导：碳酸钙分解产生二中结晶析出，以碳酸钙、氯化钠氧化碳，二氧化碳和某种碱反应生成为原料谁会在溶液中提供大量碳酸氢盐，这种碱要求价格低廉且溶钠离子和碳酸氢根离子？ 解度较大，讨论出二氧化碳和氨水反 应生成碳酸氢氨。） ⑤ 为了便于碳酸氢钠从溶液思考回答 中析出，对氯化钠和碳酸氢小结：饱和食盐水， 氨的浓度有要求吗？ 碳酸氢氨的浓度尽量大一些 ⑥ 为了操作简便，生产中直接小组讨论 向饱和氯化钠溶液中通入小结：先通氨气再通二氧化碳（氨气氨气和二氧化碳，通入气体的溶解度大，容易吸收更多的二氧化有先后顺序吗？ 为什么？ 碳，形成大量的碳酸氢根离子，最终 可以得到更多的碳酸氢钠从溶液中析指出总反应式： 出） NaCl + NH3 + CO2 + H2O NaHCO3 + NH4Cl ⑦ 在这一过程中除了有碳酸思考回答 钠生成外还有什么物质产小结：CaO 、NH4Cl CaO + H2O Ca(OH)2 生？能否利用？ 2NH 4Cl + Ca(OH)2 CaCl2 + 2NH3 + 2H2O 在纯碱的生产过程中哪些物质得到了循环使用？ 在纯碱的生产过程中NaCl是否被充分利用？ 思考小组讨论 小结：氨气、部分二氧化碳、水 培养学生实验设计能力 总之，在纯碱的化工生产反应原理讨论过程中，使学生逐步体会化工生产的意义和有关的重要基本指导思想。 加深学生化工生产中循环使用的意识 培养学生分析和研究问题的能力 使学生感受到把已有的化学知识转化为实际生产过程的乐趣，激发学生的成就感。 学生小组讨论回答 小结：没有反应的NaCl和NH4Cl滤液一起与Ca(OH)2作用，NaCl随废弃物CaCl2（当时人们认为无用）被一起扔掉。（教师适当引导 ） 展示氨碱法生产纯碱的流程图。 学生分析,并上台讲解 分析纯碱的生产过程 请分析氨碱法的优点？ 有不足之处吗？ 索尔维提出的氨碱法在当时起了非常重要的作用，但随着科学技术的发展，我国著名化工学家侯得榜先生对这种方法进行改进，提出了著名的联合制碱法，对我国的工业发展起了非常重要的作用。。 上网查资料：1、我国纯碱生产现状？ 2、现阶段氯化钙的新用途？

【设计说明】

小组讨论 小结： 优点：原料便宜；产品纯度高；氨、部分二氧化碳、水可以循环使用；制作步骤简单。 不足：氯化钠的利用率低；产生了当时认为无用的氯化钙。 使学生学会用辩证的观点分析评价生产问题。 激发学生的爱国热情， 培养学生的科学研究精神 拓展学生视野 1、 本节课教材的设置意图，一方面是出于培养学生的爱国主义情感的需要；另外

也是出于使学生理解和建立化工生产的基本指导思想的需要。

2、本节课之前学生学习了硫酸、氨的工业制法，以及氯碱工业。学生对于化工生产的意义和有关的重要基本指导思想有了初步的了解和认识，在此基础上分析讨论纯碱的化工生产问题。

3、本节课设计的基本指导思想，在学生已有知识的基础上，尽量把思考的空间留给学生，体现以学生为本的思想；为了激发学生学习兴趣尽量创设跟生活实际贴近的问题情境；在讨论纯碱生产的化学反应原理时，把学生定位在一个厂长或设计师的角度，让学生放开思路大胆设想，找到得到纯碱的方法，当然由于学生的知识毕竟有限，教师要适度引领点拨，逐步引导学生解决化工生产中的实际问题。

【教学反思】

1、 创设情景

这是一节限定拓展课，学生对化工生产比较陌生而且知识内容也很枯燥，为了调动学生的学习热情，我尽量创设跟生活实际贴近的问题情境，比如引入纯碱时出示样品，并提出纯碱又名苏打，细心的同学会在厨房里发现它的身影，你们知道家里用它做什么吗？使学生感觉到这种物质很熟悉，引发学生对这种物质的好奇心，为讨论纯碱的化工生产埋下伏笔。在实际教学过程中， 同学们的学习热情被充分调动，纯碱的化工生产原理以及实际生产流程讨论出后，学生知道了身边的纯碱是如何得到的，让学生感受到化工生产与我们的生活密切相关。

2、 自主探究

刚开始设定纯碱的化工生产这个课题时，我觉得这节课很难上，不仅学生对化工生产比较陌生；而且有一些是同学们没有涉及过的问题。按照以往的教学，可能教师直接把这些化学反应告诉学生，让学生机械记忆。但这种方法不利于培养学生解决问题的能力，更不利于学生的长远发展.因此根据二期课改的教学新理念，我更注重于引导学生的探究过程，尝试着把学生定位在一个厂长或设计师的位置，让学生亲身感受化工生产原理的基本设计方法和指导思想，学生从中学会了用辩证唯物主义观点分析处理生产问题，培养了学生的分析解决问题的逻辑思维能力，这也是素质教育的根本要求。其中的向饱和氯化钠溶液中通入足量的氨气，然后在加压条件下通入二氧化碳这一环节，更是重点中的难点，因为它涉及到碳酸氢钠的溶解度较小，并且氨气和二氧化碳的通入顺序也有严格要求等问题。 因此在教学过程中我把问题细化，把大的问题分解成若干个小问题，逐步引导学生找到获到碳酸氢钠的合理方法。在实施过程中学生的研究热情和参与热情被充分调动，课堂气氛活跃，课堂教学效果较好。在学生的分组讨论过程中，学生增强了协作意识，增强了集体荣誉感。 3、 媒体运用

这节课利用媒体展示了大量图片。在学生收集并汇报纯碱的用途资料后，我展示了以纯碱为原料得到的生活用品的图片（松花蛋、肥皂、造纸、玻璃、药品），

激发了学生的学习兴趣，让学生感受到化学在生活中无处不在，改变学生认为化学

都是有毒有害的这种传统的错误观点，使学生体会到只要合理运用化学知识她会造福人类；在讨论纯碱的化工生产原理之前，展示了一幅纯碱生产车间的图片，给学生创设了问题情景，激发学生的探究意识（这个车间如何生产出纯碱呢？）；在讨论纯碱的化工生产原理之后，展示了纯碱的化工生产的流程图，不仅起到了总结的作用，并且使学生感受到把已有的化学知识转化为实际生产过程的乐趣，激发了学生的成就感。