海水制碱教案(两课时

第三节 海水“制碱”第一课时学习目标：（一）知识目标：1、了解氨碱法制纯碱的原料和步骤2、知道氨碱法制纯碱的化学反应原理3、了解纯碱在日常生活和工农业生产中的应用（二）能力目标：培养学生探究、合作、交流、创新的能力以及分析问题、解决问题的能力。(三)情感目标：通过了解侯德榜的事迹，激发爱国热情，树立正确的科学观和人生价值观。教学重点：氨碱法制纯碱的化学反应原理教学难点：树立元素守恒观教学过程：创设情景：同学们好！今天我给大家准备了一份“礼品”，看看是什么？（碳酸钠）碳酸钠俗称纯碱或苏打。你在哪儿见过它？（厨房）它不仅是人们日常生活的常用品，也是重要的化工原料。 20世纪初，中国所需纯碱全部依赖进口。我国有一位专家在1926年采用先进的技术生产出纯碱，打破了西方国家对制碱技术半个多世纪的垄断。这个人是谁？侯德榜。点明课题：这节课我们就沿着科学家的足迹重温如何用海水“制碱”。教师板书：海水“制碱”提出问题：海水中的资源特别丰富，那么海水中有纯碱吗？学生回答：没有教师设问：我们知道，因为海水中有氯化钠，所以我们可以从中晒制食盐，可海水中没有碳酸钠我们怎么“制碱”呢？启发引导：请同学们根据质量守恒定律，从化学反应的实质入手，分析、研究如何以海水资源为基础来获取重要的化工原料纯碱？提出问题：Na2CO3由哪些元素组成？Na2CO3中的哪种成分可以从海水中获得？由NaCl制Na2CO3还需要含什么元素的物质？学生回答：钠、碳、氧；钠（或钠、氧）；含碳、氧元素的物质。提出问题：假如你是一位厂长，你在设计产品生产的方案中，你会考虑什么问题？学生回答：原料来源是否丰富、易得？价格是否低廉？工艺流程及设备（生产方法）是否简单？生产过程是否安全？是否会造成环境污染？是否节约能源？提出问题：常见、廉价的含碳、氧元素的物质是什么？学生回答：二氧化碳。高温提出问题:怎样制取大量二氧化碳？学生回答： CaCO3 = CaO+CO2启发引导：从化学转化角度考虑你认为制取碳酸钠的原料有哪些物质?学生总结：制取碳酸钠的原料：食盐、石灰石。教师引导：在具体的生产过程中又是怎样转化的?学生阅读：请同学们查阅资料。学生活动：相互交流。教师提问：你能说说氨碱法制碱的原理。教师讲解：流程中氨盐水含有几种物质？氨盐水吸收二氧化碳后，除了得到碳酸氢钠还能得到什么物质？提供信息：浓氨水吸收二氧化碳生成一种盐：2NH3 +CO2 +H2O（NH4）2CO3继续吸收二氧化碳可发生反应：（NH4）2CO3+CO2 +H2O2NH4HCO3教师引导：NH3 +CO2 +H2ONH4HCO3 NH4HCO3+ NaClNaHCO3 +NH4Cl学生巩固：写出制碱反应方程式并巩固。检查效果：教师启发：在刚才的学习交流中同学们是否有疑惑？请大家提出来。学生质疑：为什么石灰石是“制碱”的原料？为什么氨盐水比食盐水更容易吸收二氧化碳？为什么以氨为媒介？氨盐水吸收过量的二氧化碳后生成的碳酸氢钠和氯化铵，哪种物质首先结晶析出？为什么？（学生不一定能提的全面，教师可视具体情况灵活处理。对于学生提不出的问题，教师以问题的形式补充）指导方法：问题的解决要依靠我们学过的知识，再就是查阅有关的资料，今天老师也查了一些，运用这些资料和我们所学过的知识，能不能解决我们提出的问题呢？先阅读资料再小组讨论。投影资料：1、气体的溶解度随压强的增大而增大，氨气的溶解度为1702（水和氨气的体积比），二氧化碳的溶解度为11，氨气溶于水生成氨水呈碱性，二氧化碳溶于水生成碳酸呈酸性。2、几种物质的溶解度：10203040NaCl35.836.036.336.6NH4HCO315.821.027.0-NaHCO38.19.611.112.7NH4Cl33.337.241.445.8师生交流：引导学生运用所学知识和有关资料解决问题。（尽可能让学生总结归纳）1、石灰石煅烧产生的二氧化碳作为氧源和碳源。2、氨气易溶于水，使溶液呈碱性，二氧化碳溶于水显酸性，二者能发生中和反应。3、虽然氨气没有对产品提供成分元素，但是为实现氯化钠到碳酸钠的转化提供了反应的条件。4、碳酸氢钠先析出，在相同温度下，碳酸氢钠的溶解度比氯化铵要小得多。投影资料：纯碱生产车间；氨碱法生产纯碱的流程图。（供学生学习参考）教师引导：你打算怎样处理最后生成的二氧化碳？学生回答：循环利用教师引导：化工产品的生产是利用原料最大限度的获取产物，尽量做到物尽其用。应怎样处理氯化铵呢？1、在纯碱的生产过程中哪些物质得到了循环使用? 2、分析氨碱法有什么优点和不足？3、为什么说侯氏制碱法促进了世界制碱技术的发展？学生阅读：多识一点。学生总结：高温煅烧石灰石生成的氧化钙加水可生成氢氧化钙，然后与氯化铵反应生成氨气循环利用。教师讲述：侯氏制碱法相对于氨碱法的两大优点：一是氯化铵直接作产品用作氮肥；二是把氯化钠的利用率由70%提高到96%。学生欣赏：侯德榜简介导入用途：前面提到纯碱被誉为“化工之母”，那么纯碱有什么用途呢？学生自学：查一下资料，体会纯碱和碳酸氢钠的用途。应用拓展：1926年，我国化学家侯德榜先生发明了“侯氏制碱法”，它的基本原理是：在浓氨水中通入足量的CO2生成一种盐；然后在此溶液中加入细小食盐粉末，由于NaHCO3在该状态下溶解度很小，呈晶体析出；同时由于NaHCO3不稳定，加热后生成纯碱、水和二氧化碳。根据以上叙述简要回答问题：用上述方法进行生产时，所用的起始原料为 （写出它们的化学式，下同）最终产品是 。有关的化学方程式是 、 、 。有人认为侯氏制碱法的优点有四个：你认为其中不正确的是( ) A.生产过程中部分产品可选为起始原料使用B.副产品是一种可利用的氮肥C.反应不需要加热 D.副产物不会造成污染环境 学生总结：谈谈本节课你有什么收获？教师小结：本节课我们重点学习了海水制碱的原理，了解了侯氏制碱法以及纯碱碳酸氢钠的用途。同学们可以从侯德榜身上看到中国人的智慧与勤劳,希望你们能真正体会科学探究过程中的艰辛与成功来之不易，学习侯德榜那种勤奋、创新、爱国的科学精神。第三节 海水“制碱”第二课时一、学习目标：（一）知识目标：1、认识纯碱（碳酸钠）等盐类物质的重要性质。2、了解常见盐的溶解性。3、理解复分解反应的实质。（二）能力目标：培养学生自主、探究、合作、交流、创新能力以及观察、动手、分析问题、解决问题的能力。(三)情感目标：通过老师和学生共同合作，从中体会到交流、合作、探究的乐趣，培养学习兴趣。二、教学重点：实验探究纯碱的性质。三、教学难点：理解复分解反应的实质。四、教法：实验探究、多媒体教学五、教学过程：情景引入：同学吃过馒头吗？可你知道做馒头之前需要对面粉发酵吗？当面团发酵时间过长，会散发出什么气味？这时应加入什么物质？学生回答：酸味；纯碱（碳酸钠、苏打）提出问题： 加入碳酸钠的面团蒸出的馒头没有酸味且疏松多孔，为什么？学生交流： 猜测可能是碳酸钠和酸反应生成气体。鼓励引入新课：同学们回答得很好，敢于提出自己的想法。我们知道性质决定用途，如果大家想知道猜测的对不对，那就需要我们对碳酸钠的性质有更多的了解。点明课题：这节课我们学习纯碱的性质。导入探究：刚才我们猜测碳酸钠可能和酸反应生成气体，利用现有的仪器和药品如何证明？学生设计：分别取少量碳酸钠固体于试管中，分别加入稀盐酸和稀硫酸，观察现象。提出问题：教师引导：根据提供的药品你还可以设计哪些实验？学生设计：与酚酞、与氢氧化钙、与氯化钡（所有实验均让学生设计方案，教师补充纠正。）教师鼓励：同学们想不想完成你设计的实验？想。但在实验时一定要注意以下问题：实验过程中注意安全，正确使用仪器；在实验探究1和2中，碳酸钠固体的量取约四分之一药匙，水或稀盐酸约2毫升；在实验探究3和4中，碳酸钠溶液的量取约12毫升。（鼓励学生合作完成，边实验边记录实验现象。）交流共享：1. 各组同学回顾并交流实验现象，教师以填表方式展示。实验现象结论或化学方程式与稀盐酸反应有气泡产生Na2CO3 + 2HCl =2NaCl + CO2 +H2O与稀硫酸反应有气泡产生Na2CO3+H2SO4 =Na2SO4+ CO2 +H2O与氢氧化钙反应石灰水变浑浊Na2CO3+Ca（OH）2=CaCO3 + 2NaOH与氯化钡反应产生白色沉淀Na2CO3 + BaCl2 =BaCO3 + 2NaCl与酚酞试液作用酚酞试液变红(说明：性质形成于活动与探究的过程中，通过学生自己对实验的独立观察和解释，初步形成对碳酸钠化学性质的认识。借助观察、实验、记录、结论等不同手段，将科学方法的学习与科学探究活动的开展、科学知识的获得紧密结合起来，探究中同学们情绪兴奋，达到预想效果。)（引导学生谈探究体会）提出问题：通过以上实验，你对碳酸钠俗称纯碱是怎样理解呢？学生回答： 碳酸钠的水溶液呈碱性（俗名纯碱的原因）；盐溶液不一定显中性。提出问题：碳酸钠与稀盐酸、稀硫酸生成的气体可用什么物质证明？学生回答：澄清的石灰水。教师提问：具有CO32-离子的盐是不是都可与酸反应并产生二氧化碳气体，可否用此方法检验碳酸根离子。（回顾碳酸钙与盐酸的反应）学生交流：可以。教师启发：归纳总结纯碱等盐类的化学反应规律。（可通过酸和碱的通性总结归纳盐的两条通性。）（说明：通过引导设计和开放性的探究，引导学生对学习内容和学习结果进行反思、整理，培养学生自我反思的意识和能力。）点明任务：在第一单元学过三类化合物酸、碱、盐，教师出示几种物质的化学式，请同学们说出这几种物质的类别。NaCl、KNO3、FeCl2、FeCl3、FeSO4、Na2CO3、CaCO3教师提问：根据组成元素把这些盐分类吗？学生交流：教师讲解：我们可以根据盐中是否含氧把盐分为无氧酸盐和含氧酸盐。无氧酸盐读作某化某，含氧酸盐读作某酸某。盐的种类非常多，也可以根据盐含有的相同离子给一统称。同学们请看“部分盐的溶解性表”中的第二行的盐依次是硝酸铵、氯化铵、硫酸铵和碳酸铵都含有相同的阳离子，它是NH4+,可统称为铵盐；再看第二列的盐都含有相同的阴离子，它是NO3-,这些盐可统称为硝酸盐；以此类推，第三列的盐可统称为盐酸盐。不同的盐在水中的溶解性是不同的。我们可以结合“表”，总结盐的溶解性规律（顺口溜）。附：钾钠铵盐硝酸盐，全部溶于水中间； 盐酸盐不溶氯化银，硫酸盐不溶硫酸钡； 碳酸盐只溶钾钠铵。导入复分解反应实质：在实验探究中碳酸钠与稀盐酸、稀硫酸、氢氧化钙、氯化钡反应的基本类型是什么？学生回答：复分解反应多媒体展示：演示氢氧化钠与盐酸、硝酸银与氯化钠、碳酸钠与稀盐酸反应的过程。归纳总结：复分解反应的实质是酸、碱、盐电离出的离子之间的相互结合，两种离子之间若能结合生成沉淀、气体或水，反应便能发生，否则不能。请同学们根据复分解反应的实质完成下面的习题。反馈练习：1、实验中学的同学开展复分解反应研究性学习，设计了如下研究性学习思路：练习质疑下列各组物质间均能反应，写出、反应的化学方程式氢氧化钠溶液与盐酸碳酸钠溶液与盐酸硫酸铜溶液和氢氧化钠溶液_ _。硝酸银溶液与氯化钠溶液_ _。研究讨论上述反应为什么能够发生?是因为这些反应物中含有特殊的阴、阳离子，如中有H+和OH-，中有H+和CO32-，中有_ _, 中有_ 。构建网络按照一定的顺序排列这些离子,就可以形成一种网络形式.在网络中,用短线相连的这些阴阳离子能两两结合生成沉淀或气体或水.现有Ca2+、SO42-、NH4+，请将它们填入下面合适的“（ ）”中，形成一个更为完整的复分解反应网络。（ ） （ ） OH-H+CO32-Ba2+（ ） Cu2+拓展运用通过形成的网络，可以判断化合物间能否共存，进行物质的鉴别，用于物质的除杂等。如敞口放置氢氧化钠溶液部分变质，可以加入_（填化学式）除去杂质。2、工业上可用石灰石、纯碱和水为原料制取烧碱，请你写出制取过程中发生反应的化学方程式。 、 、 。 3、厨房中有两种白色固体，只知道它们分别是食盐和碳酸钠中的某一种，请你利用厨房中现有的条件，用化学方法把它们区别出来。4、实验室里有一瓶氢氧化钠溶液长时间未盖瓶塞，现欲证明氢氧化钠溶液已变质，你打算怎样证明？学生总结：谈谈本节课你有什么收获？ 教师小结：本节课我们主要通过实验探究了纯碱的化学性质，总结出盐的一些通性，加深了对复分解反应实质的理解。课后作业：挑战自我1、2、3、4。