内容正文:
第三单元 海水中的化学
第三节 海水“制碱”
教学设计
教学目标
1、认识纯碱的重要性质,了解纯碱的应用。
2、知道工业制碱的反应原理;
3、通过对氨碱法制碱反应原理的分析,树立元素守恒观。
4、归纳盐的化学性质,理解复分解反应的实质。
教学重难点
1、重点:
(1)纯碱性质的探究;
(2)碳酸根离子的检验。
2、难点:
(1)氨碱法制纯碱的原理;
(2)盐的性质;
(3)元素守恒观的建立。
教学过程
一、导入新课
[教师活动]展示一袋纯碱,指出不是前面学习的碱,出示俗称。
[提问]这袋纯碱在家里可用来干什么?
[学生活动]结合自己的学习和理解,畅所欲言,交流纯碱在生活中的用途。
[导入]那么工业上是如何制取纯碱的呢?下面让我们一起来学习!
二、新课讲授
知识点一 氨碱法制纯碱
[师]从元素守恒的角度,用化学方法制取纯碱,应该选用含哪些元素的物质呢?
[生]钠元素来自NaCl,碳和氧元素来自于CO2。
[补充]NH3是作为氨碱法的媒介。
[讲解]氨碱法制纯碱是将饱和的食盐溶液在冷却时用氨饱和,后在加压下通入CO2,则会反应生成碳酸氢钠。然后再通过加热碳酸氢钠,即可得到纯碱固体。制取工艺流程主要有:盐水---精盐水----氨盐水----碳酸氢钠-----纯碱。
[师]那么氨碱法的反应原理是怎样的呢?
[投影并讲解]
NaCl+NH3+CO2+H2O === NaHCO3+NH4Cl↓
2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
【交流共享】
[提问]氨溶于水后会与水反应生成一水合氨(NH3·H2O),请从酸碱反应的角度分析:在用氨碱法生产纯碱的过程中,为什么要先向饱和食盐水中通入氨气,制成饱和氨盐水,再向其中通入二氧化碳?
[提示]氨水显碱性、二氧化碳溶于水生成碳酸,两者之间能发生中和反应。
[提问]氨盐水吸收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?
[提示]NaCl 、NaHCO3、NH4Cl 和NH4HCO3同时存在于水溶液中。这四种物质在室温条件下, NaHCO3的溶解度最小,先析出晶体。
[学生活动]阅读课本多识一点。
[介绍]联合制碱法是我国化学家侯德榜先生于四十年代研究成功的制碱新工艺,又称"侯氏制碱法".与氨碱法相比,联合制碱法工艺进步了很多。此法保持了氨碱法的优点,消除了它的缺点。一方面使食盐的利用率提高到96%;另一方面生产出的NH4Cl可做氮肥,是一种制碱和制氨相结合的联合生产方法。
[思考]索尔维的制碱法有哪些优点和缺点?侯德榜是如何改进的?
[生1]氨碱法的优点是原料经济易得,二氧化碳和氨能循环利用,能连续生产。
缺点是氯化钠利用率不高,产生的氯化钙污染环境。
[生2]侯氏制碱法是在氯化铵溶液中加入氯化钠,使氯化铵单独结晶析出,用作氮肥。优点是原料经济易得,二氧化碳和氯化钠溶液能循环利用,氯化钠利用率高,能连续生产,不污染环境。
[讲解]二氧化碳可由CaCO3分解而来。在反应NaCl+NH3+H2O+CO2=NH4Cl+NaHCO3中由于NaHCO3溶解度较小而析出,此时氯化铵的溶解度相对较大,不析出。制取过程中先通往氨气形成氨盐水,溶液呈碱性,有利于吸入(溶解)更多的二氧化碳气体。
[过渡]碳酸钠和碳酸氢钠都是我们日常生活中见到或者用到的物质,那么两者具有哪些用途呢?
[投影]碳酸钠和碳酸氢钠的用途
[讲解]碳酸钠(俗称纯碱、苏打)是白色固体,易溶于水。其水溶液呈碱性。广泛应用于生产玻璃、造纸、纺织、洗涤剂等,还常用于食品工业等。碳酸氢钠,(俗称小苏打)是白色固体,易溶于水。受热或高温时能够分解出二氧化碳,是焙制糕点所常用的发酵粉的主要成分之一;在医疗上,它是治疗胃酸过多症的一种药剂;它还被用于生产汽水、干粉灭火器等。
[投影]碳酸钠和碳酸氢钠的性质与用途
碳酸钠
碳酸氢钠
化学式
Na2CO3
NaHCO3
俗名
纯碱、苏打
小苏打、酸式碳酸钠
颜色、状态
白色粉末
白色晶体
溶解性
易溶
可溶
水溶液酸碱性
显碱性
显弱碱性
用途
石油精炼、洗涤剂、制造玻璃等
灭火器、制饮料、发酵粉、治疗胃酸
知识点二 纯碱的性质
【实验探究3-2】
实验目的:纯碱的性质
实验仪器:试管、胶头滴管、药匙;
实验药品:碳酸钠、稀盐酸、石灰水、氯化钡溶液、酚酞试液、蒸馏水、稀硫酸。
1、与指示剂的作用
[学生实验]取少量碳酸钠固体加入试管中,加少量蒸馏水取后震荡,观察溶解情况;再滴入几滴酚酞试液观察现象。
[生]碳酸钠溶解,溶液颜色变红。
[师]碳酸钠易 (难、易)溶于水,溶液呈碱性。
2、与酸反应
[学生实验]取少量碳酸钠固体加入试管中,然后滴加稀盐酸,观察现象。迅速将燃着的木条伸进试管口,观察现象。
[生]试管中有气泡产生,燃着的木条熄灭。