第三节海水“制碱”
第一课时）蓬莱市郝斌中学刘以强。
教学目标。知识与技能目标。
1、了解氨碱法制纯碱的原料和生产流程。
2、认识氨碱法制纯碱的化学反应原理
3、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。
4、通过对氨碱法制取纯碱的反应原理的分析，学会用元素守恒与转化的观念，确立制备化学物质的方法。
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。
6、培养学生“环境（媒介）对化学反应的促进与抑制”的科学意识。
教学重难点。
氨碱法制取纯碱的反应原理。
教学内容分析。
通过前面的学习，学生已学习了从资源的角度认识海洋，并了解海水“晒盐” 及海水制镁的原理，对可以从海水中获取有用的物质有一定的知识经验。但利用海水制取纯碱还是非常陌生的。本节课题——海水“制碱”本身对学生就是一种吸引，可以激发学生学习的欲望。
对氨碱法制取纯碱的反应原理的建立是本节学习的重点，也是本节的难点。学生虽然以前学习了质量守恒定律，但对质量守恒定律的认识大多停留在“质量守恒”的层面上，尚未完全建立化学反应元素守恒的观念，还未形成从元素守恒与转化的角度考虑物质制取以及选取制备物质原料的能力。应先引导学生从由食盐制取纯碱时需要补充的元素入手分析，树立正确的元素守恒观，再引导学生认识氨碱法制纯碱的步骤和反应原理，并从原料是否廉价易得，工艺过程是否简单可行，生产过程是否会造成污染等多个角度来分析原料得选取，最后要引导学生明白氨盐水比食盐水更容易吸收二氧化碳的原因及碳酸氢钠先析出的原因。
教材这样层层递进安排内容，更符合学生由浅入深的认知规律，利于突出重点，分散难点。
对侯氏制碱法的学习，主要目的是让学生要学会全面辨证地认识氨碱法的优缺点，了解侯氏制碱法的优点，认识到科学方法在人们的实践过程中是不断发展的。并通过了解侯德榜的事迹，激发学生爱国热情，树立正确的科学观和人生价值观。
对纯碱和碳酸氢钠用途的学习，既引领学生从化学走进生活、生产，帮助学生认识化学的应用价值，又为下节课学习埋下伏笔。
教学过程。一、知识准备。
1、海水中蕴藏着丰富的食盐资源，人们是如何从海水转化得到食盐的？
2、用化学方法制备物质时应考虑哪些因素？
出示投影：（1）原料**丰富、易得，**低廉。
2）工艺过程及设备简单。
3）生产过程安全，无污染。
设计意图：让学生了解从海水中可以获取大量廉价的氯化钠，进一步感悟海水是一种重要的化学资源，第二个问题的设计是进一步巩固原料选择的原则，利于后面的教学】
二、导入新课。
1、出示纯碱。
创设情境：纯碱——化学名称碳酸钠、俗名纯碱或苏打，是家庭厨房中不可缺少的物质，蒸馒头时加入它，可使馒头不发酸更松软。同学们想了解纯碱哪些方面的化学知识？
这节课让我们先来**纯碱是如何制取的。（设计意图：从生活走进化学，利用用途激发学生学习的兴趣）
2、创设情境，激发兴趣。
教师引导：要制取碱，首先必须知道它的元素组成。请同学们根据我前面的提示试着写出纯碱的化学式，并说出的它的化学元素组成。
学生活动：书写纯碱化学式，表达其化学元素组成。
板书：na2co3）
教师活动：钠元素，在自然界中**含量最丰富？本节课让我们走进第三节，学会怎样利用海洋中蕴含的丰富的钠元素来制取纯碱（板书：第三节海水“制碱”）
从海洋中我们可以获取大量廉价的nacl，（板书：nacl）象我们环黄渤海地区的天津制碱厂、大连制碱厂、青岛制碱厂等都是以nacl为原料制取纯碱的，可以说食盐是一种重要的化工原料。
设计意图：引导学生学会从元素守恒的角度思考原料的选择，树立元素守恒观】
三、**活动——**（海水）制碱的化学原理。
1、选择原料。
教师引导：海水中的nacl并没有达到饱和状态，要提高产品的转化率，我们必须用什么状态的食盐水？
教师启发：由nacl变为na2co3还需要引进哪两种元素？很自然会想到哪种气体？
学生思考回答——由co2来提供。
教师活动：实验室制取的二氧化碳远远不能满足工业生产，那么工业是如何制取二氧化碳的？
学生板演：高温分解石灰石的方程式。
设计意图：既让学生了解工业制取二氧化碳的方法，又使学生认识到石灰石是海水制碱的一种廉价的原料】
2、分析原理。
1）**饱和氨盐水吸收co2的反应实质。
问题情境：根据co2的有关物理、化学性质分析一下nacl溶液与co2能否发生化学反应产生na2co3？
学生活动：思考、讨论、交流。
教师活动：二氧化碳与水发生了反应生成了碳酸，碳酸电离产生了h+和hco3,虽然不能产生碳酸钠，但是我们得到了碳酸氢根离子，碳酸氢根离子与碳酸根离子非常接近。所以我们要在食盐水中溶解大量的二氧化碳气体，以得到更多的碳酸氢根离子。
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。
教师点拨：物质的水溶液分成酸性、碱性和中性，哪种性质的溶液能吸收大量的二氧化碳气体？
教师引导：从常见的碱溶液：氢氧化钠溶液，氨水，石灰水中选择一种原料。
学生活动：思考交流——选择氨水为原料。
问题情境： 现在，让我们共同见证氨水与二氧化碳气体的反应现象。
教师演示实验：向集满等体积二氧化碳气体的两个矿泉水瓶内分别加入40毫升水、10毫升氨水。
学生活动：观察并描述现象，获取结论：二氧化碳能与氨水反应。
设计意图：此实验的演示，使学生充分认识到氨水吸收二氧化碳气体的能力，激发了学生从粒子角度来继续**该反应实质的兴趣】
教师活动：为什么氨水能与二氧化碳发生反应？让我们从粒子的角度来分析？
出示投影：教师点拨：二氧化碳溶于水后，与水反应生成碳酸，碳酸电离产生氢离子和碳酸氢根离子，使溶液呈酸性，氨水是氨气的水溶液，氨气与水反应生成一水合氨，电离产生铵根离子和氢氧根离子，使溶液显碱性。
问题情境：①从粒子角度来看，二氧化碳气体与氨水的反应属于哪种反应？
溶液中还存在哪两种离子？
学生活动：思考、讨论、交流：
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】
教师活动：下面，请同学们在小组内总结交流：怎样在饱和食盐水中获取更多的碳酸氢根离子。
学生活动：思考、讨论、交流。
教师活动：（出示投影）现在溶液中还剩下哪四种离子？要制取碳酸钠，你最希望它们结合生成什么物质？
正如你们所希望的，只要我们控制好反应的条件就能得到碳酸氢钠和氯化铵。请同学们先写出这个反应的方程式。
学生板演方程式——nacl+nh3+co2+h2o==nahco3+nh4cl
问题情境：（出示投影：氯化铵和碳酸氢钠溶解度曲线）可溶性物质达到什么状态以后会从溶液中结晶析出？
要让生成物的质量不断增多达到饱和状态，就需要不停的加入反应物，使反应不断进行。那么nahco3与nh4cl，哪种物质首先结晶析出？为什么？
学生活动：观察、思考、讨论、交流——交流共享。
教师小结：所以在这个反应中，我们要控制好温度，并且让氯化钠、氨气和二氧化碳始终处于饱和状态，使生成物的量不断增大，首先达到碳酸氢钠的饱和状态。这样碳酸氢钠就源源不断的从溶液中结晶析出。
问题情境：①采用什么操作将结晶析出的碳酸氢钠与溶液分离。
首先结晶析出的碳酸氢钠作为一种中间产物，不是我们所需要的碳酸钠，那么如何才能获得碳酸钠呢？请同学们看大屏幕 ，继续观察碳酸氢钠的溶解度曲线，你会发现了一个奇怪的现象。大胆推测碳酸氢钠有什么性质？
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。】
学生活动：观察、思考、讨论、交流——交流共享。
2）**碳酸氢钠制取碳酸钠的方法。
教师活动：根据碳酸氢钠的组成元素，猜测碳酸氢钠受热分解的产物、如何验证。指导实验。
学生实验：观察并描述实验现象、书写化学方程式。
2nahco3 na2co3 + co2↑+ h2o
问题情境：在该反应过程中产生了大量的二氧化碳气体，能不能直接排放到空气中？如果不能，你们准备怎么处理？
（设计意图：通过动手实验，加深对碳酸氢钠受热分解的认识；最后问题的设计，培养学生的环保意识。）
教师活动：现在我们明白了海水制碱的反应原理（板书1、反应原理），那么海水制碱的反应原料是哪些物质？（板书2、海水石灰石）其实由氯化钠变成碳酸钠，根本不需要氮氢元素，但是由于氨气的存在，使氯化钠溶液由中性变为碱性，吸收了更多的二氧化碳气体，使本来不能发生的反应发生了，促进了氯化钠的转化，因而我们把氨气在这里所起到的作用称为媒介（板书）那么生产中按怎样的流程来生产纯碱的呢？
（出示投影）
教师活动：**氨碱法制造纯碱的流程。
精制饱和食盐水。
用泵把提纯的饱和食盐水提升到高位槽内储存，便于其能自动流入吸氨塔。
将干燥的氨气由塔底通入吸氨塔，同时将饱和食盐水从吸氨塔顶部淋下，使氨气溶解在饱和食盐水并达到饱和（控制氨气的压强，以增大其浓度）
用泵将氨化盐水提升到碳酸塔并使其从塔顶淋下，同时用增大压强的方法，从塔底部通入过量的co2（加快nahco3的转化，以增加产量），此过程要控制温度在30℃～35℃，以控制反应速率。
将碳酸塔底部流出的悬浮有nahco3晶体的溶液，送入过滤机转化进行分离，得到nahco3 晶体，同时得到含有nacl（占原料30%）和nh4cl的母液。
将从过滤机内得到的nahco3晶体送入转炉中加热煅烧，使之分解得到na2co3(纯碱)
向母液中加入石灰乳[ca(oh)2],可**nh3并使之重复使用，将转炉中产生的co2再送回碳酸塔以循环使用。
请同学们书写用熟石灰吸收母液中nh4cl的化学方程式。
学生活动：书写2nh4cl + ca(oh)2 2nh3↑+ cacl2 +2h2o
四、师生互动，多识一点。
1、介绍纯碱的由来。
上述生产na2co3(纯碱)的方法被称之为氨碱法，是由比利时化学家索尔维发明的，在此以前，人们使用的是天然碱，由于天然碱的产量低，纯度不高，满足不了化工生产的需求，氨碱法可以连续生产且产品纯净故被称之为“纯碱”。
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生活与哲学 第一单元生活智慧与时代精神。第一课美好生活的向导第一课时生活处处有哲学。班级小组号姓名2014年5月19日。温馨提示 我的课堂我作主，自主 合作 是能力培养的关键。学习中要充分发挥个体和小组的聪明才智，学会与同学交流 讨论 共享，达到共同提高，是学习的最高境界。一 考点要求 本课时无具体...
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