海水制碱—1_理化生_初中教育_教育专区。第三节 海水“制碱” （第一课时） 【教学目标】 知识与技能目标 1、认识氨碱法制纯碱的化学反应原理及流程 2、了解纯碱和碳酸氢钠在日常生活和工农业生产中的应用 过程与方法目标 3、通过对氨碱法制取
第三节 海水“制碱” （第一课时） 【教学目标】 知识与技能目标 1、认识氨碱法制纯碱的化学反应原理及流程 2、了解纯碱和碳酸氢钠在日常生活和工农业生产中的应用 过程与方法目标 3、通过对氨碱法制取纯碱的反应原理的分析，学会用元素守恒与的思 想，确立制备化学物质的方法 4．通过氨碱法原理的学习，体会反应媒介促进反应发生和提高生产效率的 方法。 情感态度价值观目标 5、了解侯德榜为制碱工业的发展所作出的贡献，激发学生的爱国热情，树 立正确的科学观和价值观。 6、了解人们如何利用化学反应改善和提高生活质量，认识化学反应与社会 发展的密切关系。 【教学重难点】 氨碱法制取纯碱的反应原理 【教学内容分析】 一、教材内容分析 （一）教材的地位及作用 海水“制碱”是鲁教版第二册第三单元第三节的内容。 从第三单元的知识结构看，本节内容是继第一节海水制镁、海水淡化和第二 节海水晒盐之后， 海洋化学资源利用的又一个组成部分。 从第三节的知识结构看， 本课时既是下一课时纯碱性质的一个价值体现，又为下一节的顺利呈现服务。从 初中的知识体系看， 本节内容既是酸碱盐和溶解度知识的一个实际应用，又是对 盐类知识的丰富提供一个感性认识。从整个中学的知识体系看，本节内容只是简 单介绍制碱的主要原理，重在学习方法、提升观念、情感态度价值观，高中 重点学习制碱的原理和工艺。因此，本节内容有承上启下的作用。 （二）教材主要内容 本节课主要包括以下内容：氨碱法制纯碱的原理、流程和纯碱、小苏打的用 途 二、教学对象分析 在本节课之前，学生学习海水“晒盐”时，教材介绍食盐的用途中有一条是 用食盐制纯碱。当时学生不理解，有进一步学习的愿望，这是这节课学生学习的 切入点。 学生虽然学习了质量守恒定律，但是对质量守恒定律的认识大多停留在 “质量守恒”的层面上， 还没有形成真正意义上的元素守恒观，尚不能从元素守 恒的角度考虑物质制取过程中的原料选择问题。 对纯碱和小苏打的性质还没有学 习，尚不能从性质上推断其用途。制纯碱是一个复杂的工艺，利用了许多化学技 巧，无论是知识储备还是能力水平上，学生都不具备直接探究的能力。 三、教学设计思想 注意从学生已有的生活经验出发，突出学生的自主参与，主动思考。通过学 生的分析、总结，让学生在实验探究中解决问题，充分发挥学生的主观能动性， 突出学生的学习主体地位。 创设条件，利用多等辅助手段帮助学生理解氨碱法制纯碱所需的媒介， 让学生通过分析、比较获得结论，让学生在合作研讨中养成终身学习的习惯。 将化学史作为本节课的一个重点内容，把化学史、化学知识与情感、态度与 价值观教育紧密结合，凸显出爱国主义教育、正确的人生观和价值观教育。 【课型】新授课 【课时安排】一课时 【教学过程】 一、 【知识准备】 1、书写二氧化碳溶于水发生反应的化学方程式。 2、从元素组成上看氯酸钾、高锰酸钾、过氧化氢为什么都可以制氧气？由此给 我们：化学方法制取物质选择药品时应遵循什么原则？ 3、从饱和溶液和不饱和溶液的角度，解释海水晒盐的原理。 设计意图：复习二氧化碳与水反应生成碳酸显酸性，利于后面的教学；认识化学 方法制取物质应遵循的原则；让学生了解从海水中可以获取大量廉价的氯化钠， 进一步海水是一种重要的化学资源】 二、 【导入新课】 1、展示海洋图片 创设情境： 面对的大海， 我们可能更多的是被它壮观、 美丽的景象所吸引。 通过前几节课的学习， 我们了解到海洋是人类天然的聚宝盆，蕴藏着丰富的化学 资源。 利用一定的方法可以从海水中直接提取这些资源供人们使用，比如海水制 镁、海水淡化、海水晒盐等、还可以将这些资源成其它的物质比如纯碱，如 何利用海水资源制取纯碱呢？这节课我们共同学习第三节海水“制碱” （板书：第三节 海水“制碱” ） 【设计意图：引领学生逐渐走进研究内容，使学生体会到研究的目标性】 2、创设情境，呈现新知 教师引导：碱指的是纯碱，化学名称碳酸钠，结合纯碱的化学式想一想你会从 海水中选取哪种物质作制碱原料？选择的理由是什么？用 NaCl 来制取碳酸钠还 需要什么元素？ 学生活动：思考回答 教师引导： 假设你是一家制碱厂的厂长， 为了企业的发展， 在选择原料问题上， 你还会考虑哪些因素？（学生回答，可适时、鼓励）根据这些原则，提供 C、 O 元素的物质你会选择什么？ 【设计意图：引导学生会从元素守恒的角度思考原料的选择，树立元素守恒观】 三、 【合作探究，表达交流】探究活动——探究（海水）制碱的化学原理 1、分析原理 （1）探究饱和氨盐水吸收 CO2 的反应实质。 问题情境：工业上正是用氯化钠、二氧化碳为原料制取纯碱。但氯化钠溶液与 二氧化碳反应很困难，如何促进反应的发生呢？ 教师活动：增大反应物浓度有利于反应发生，对于氯化钠，最好用什么状态的 食盐水？二氧化碳溶于水与水反应生成碳酸，只有碳酸不断被消耗掉，二氧化碳 才能更多的进入溶液中参与反应。 创设情境：采用哪些方法来吸收更多的二氧化碳气体？并解释原理（从物理、 化学方法来考虑） 学生活动：思考交流 教师引导：引入氨气这种廉价的物质，利用氨水显碱性，生产纯碱过程，先向饱 和食盐水中通氨气，再通二氧化碳，从酸碱反应角度分析原因。 教师活动：氨气并不为产物碳酸钠提供组成元素，作用是为了能更多的吸收二 氧化碳，因而我们把氨气称为媒介（板书：媒介：NH3） 过渡：为什么氨盐水能与二氧化碳发生反应？从微观的角度进一步分析？ 投影：几种物质在溶液中的反应过程 【设计意图： 进一步建立化学反应的粒子观， 同时让学生体会到饱和的氨盐水 吸收二氧化碳气体后发生了化学反应】 教师引导： 反应后溶液中还剩下哪些离子？这些离子可能形成哪几种物质？这 四种物质谁能在溶液中首先结晶析出？根据溶解度曲线判断。 学生活动：思考、讨论、交流 教师活动：钠离子与碳酸氢根离子结合生成碳酸氢钠，达到饱和结晶析出，析 出晶体后的溶液称为母液，主要有 NH4+和 Cl-，就是氯化铵溶液。请同学们写出 这个反应的方程式。 学生活动：书写反应方程式。 【设计意图： 引领让学生从粒子的角度来认识饱和氨盐水吸收二氧化碳后的反 应实质， 联系溶解度使学生认识到在低温的条件下， 由于碳酸氢钠的溶解度很小， 所以首先结晶析出。 】 （2）探究碳酸氢钠制取碳酸钠的方法。 问题情境： 生成物中并没有纯碱，如何利用碳酸氢钠这种中间产物获得纯碱呢？ 观察二者在组成上有什么不同？（生答）参照碳酸氢钠的溶解度曲线，同学们 猜想用什么方法能将碳酸氢钠为碳酸钠呢？ 学生活动：观察、思考、交流 教师活动: 通过实验来验证。 请同学们按照屏幕的提示小组合作组装仪器，完 成实验。 学生实验：观察并描述实验现象、书写化学方程式 2NaHCO3 === △ Na2CO3 + CO2↑+ H2O 【设计意图：通过动手实验，加深对碳酸氢钠受热分解的认识】 教师活动： 这个反应中产生了大量的二氧化碳气体， 能白白排放到空气中吗？ （生 答）你们准备怎么处理？利用上述反应原理生产纯碱的方法称为氨碱法制纯碱 （板书：氨碱法） ，是早在 1862 年，比利时化学家索尔维发明的。知道反应原理 还不够，怎么应用到具体的工业生产中呢？自学课本 70 页，了解氨碱法制纯碱 的步骤及流程。 学生活动：自学课本并归纳氨碱法制碱流程 教师总结：通过化学反应，可以把廉价的氯化钠成重要化工原料碳酸钠。 【设计意图：通过介绍索尔维的有关事迹，使学生感受到科学家的伟大】 四、师生互动，多识一点 1、从氨碱法生产纯碱的全过程来分析其优点与缺点。 （1）教师活动：指导看书 P71——“多识一点” ，巡回指导 （2）学生活动：思考讨论交流 优点：原料经济易得，CO2 与 NH3 可回收利用，能连续生产 缺点：原料 NaCl 的利用率不高；产物 CaCl2 的量大、污染 【设计意图】 引导学生学习氨气的回收利用以及学习索尔维制碱法的优点和缺 点，增强学生的自学能力。 2、介绍侯氏制碱，激发爱国热情。 （1）创设情境：氨碱法制纯碱发明以后，英法美德相继建厂投产，为谋取暴利， 这些国家组织了索尔维工会，设计图纸只向会员国公开，对外绝对保密，也不申 请专利，以防泄密，中国的纯碱市场也被英国公司独占，一个伟大的中国人揭 开了氨碱法的秘密， 并对制碱技术加以改进，他就是我国民族化工专家——侯德 榜先生，他是如何改进氨碱法的？我们共同了解侯德榜的事迹。 （2）出示资料——认识侯氏联合制碱法 侯德榜于 1921 年在美国获博士学位，当他得知帝国主义国家对我国采取技术 ，毅然放弃国外舒适的生活，立即返回祖国。经过 600 多次研究实验，1926 年他终于探索到改进氨碱法制纯碱的技术奥秘， 即向滤出碳酸氢钠晶体后的氯化 铵溶液中加入食盐,使其中的氯化铵单独结晶析出，用作氮肥，氯化钠溶液则可 循环利用，大大提高了原料利用率，降低了成本,称之为“侯氏联合制碱法”。 为中国民族化工赢得了声誉， 结束列强龚断纯碱生产的局面。本可以高价出售这 一专利而获得巨额财富的侯德榜却毫无保留地把它公布于众， 把世界制碱技术水 平推向了一个新的高度。 （3）问题情境：①侯德榜是怎么改进氨碱法的？ ②了解侯德榜的事迹，你有何？ （4）学生活动：思考交流 【设计意图】通过对侯徳榜事迹的了解，激发学生的爱国热情，使学生认识到科 学的方法是在实践中不断发展的，科学技术是第一生产力。 】 五、从化学生活——认识 Na2CO3 与 NaHCO3 用途 学生活动：看书 P71—认识 Na2CO3 与 NaHCO3 用途 六、当堂 1、下列不属于氨碱法制纯碱所需的原料是 A .二氧化碳 B .氯化钠 C. 氢氧化钠 D .水 2、 工业上采用氨碱法生产纯碱的的工艺是先向饱和食盐水中通入较多 NH3 （溶 液显碱性），再通入足量的 CO2 的原因是 A.使 CO2 更易被吸收 的密度比 NH3 大 B.NH3 比 CO2 更易制取 D.为了增大 NaHCO3 的溶解度 B.副产品是一种可利用的氮肥 3、侯氏制碱的优点有四，你认为错误的是 A.生成过程中部分产品可选为初始原料使用 C.反应不需加热 课堂小结： D.副产品不会造成污染 展望：本单元“海水中的化学”的学习已接近尾声，我们知道了海洋蕴藏着丰富 的资源，我国是名副其实的海洋大国、蓝色大国，21 世纪是海洋的世纪，海洋 资源的开发利用和“蓝色国土”的安全事关中华民族未来的繁荣富强，同学们，你 们作为 21 世纪的建设者一定要认真学习，掌握高新技术，为祖国的海洋事业贡 献自己的一份力量。 板书设计： 海水“制碱” 一、氨碱法制纯碱 1、原料：NaCl 和 CO2 氨为媒介 2、原理 ： NaCl+ NH3+H2O+CO2 === NaHCO3+ NH4Cl △ 2NaHCO3 ==== Na2CO3+H2O+CO2↑ 3、流程： 4、优缺点： 二、用途 作业： 巩固型：用自己的语言简述氨碱法制碱的步骤、原理； 拓展型：从资源开发利用的角度，谈谈你对海洋化学资源的认识。 实践型：上网查阅侯德榜的资料；