10.3 海水制“碱”（教学课件）化学新教材北京版九年级下册

10.3 海水制“碱” 第十章 常见的盐 汇报人 / XXXXXXXX > 学习目标 01 02 根据实验探究碳酸钠和碳酸氢钠的物理性质、化学性质和用途，对比总结含有碳酸根或碳酸氢根的盐类性质。 03 根据史料，了解“侯氏制碱法”的原料、原理和主要流程。 了解元素对植物生长的重要性及常见化肥的种类和作用，以及化肥、农药对环境的影响。 教学重点 教学难点 01 碳酸钠和碳酸氢钠的性质、用途 01 对比碳酸钠和碳酸氢钠的性质 02 纯碱制取方法“侯氏制碱法” 02 理解“侯氏制碱法”的原理 课程导入 我国西北地区有很多盐湖，其中最大的是柴达木盆地的察尔汗盐湖。某盐湖附近的农民通过“冬天捞碱，夏天晒盐”获得大量湖盐。 这里的碱指的是一种水溶液呈碱性的盐，即碳酸钠。你对碳酸钠有哪些了解？碳酸钠是如何生产的呢？ 碳酸钠晶体 察尔汗盐湖 目 录 CONTENTS 1 苏打“两兄弟”——碳酸钠和碳酸氢钠 2 “碱”的生产 3 化学肥料 苏打“两兄弟”——碳酸钠和碳酸氢钠 01 新课探究 一、碳酸钠和碳酸氢钠 碳酸钠 碳酸钠俗称纯碱或苏打，是一种白色粉末，易溶于水，其水溶液呈碱性。 当饱和碳酸钠溶液析出晶体时，晶体会结合一定数目的水分子，化学式为Na2CO3·10H2O。 新课探究 一、碳酸钠和碳酸氢钠 碳酸钠俗称纯碱，碳酸钠是碱吗？ 碳酸钠不是碱，是盐。因为碳酸钠水溶液呈碱性，因此得名“纯碱”。 晶体里含有的水分子称为结晶水，物质称为结晶水合物。类似的还有 CuSO4·5H2O（俗称蓝矾、胆矾）、KAl(SO4)2·12H2O（俗称明矾）等。 碳酸钠有什么化学性质？ 新课探究 一、碳酸钠和碳酸氢钠 探究·实践 探究目的: 探究碳酸钠的物理性质和化学性质。 猜想与假设: 1. 碳酸钠在水中的溶解性：__________，依据是盐湖中存在大量碳酸钠。 2. 碳酸钠溶液的酸碱性：__________，依据是它的俗称是纯碱。 3. 碳酸钠能与稀盐酸、稀硫酸发生化学反应，依据是： ___________________________________________________________________________。 易溶于水 碱性 碳酸钠含有碳酸根，能与稀盐酸、稀硫酸发生复分解反应。 实验操作 实验现象 分析与结论 新课探究 一、碳酸钠和碳酸氢钠 猜想与假设一: 碳酸钠易溶于水 实验操作： 取适量碳酸钠固体于试管中，加入少量水，振荡，观察现象。 实验现象： 碳酸钠固体逐渐溶解，温度升高。 分析与结论： 说明碳酸钠易溶于水，且放热。 新课探究 一、碳酸钠和碳酸氢钠 猜想与假设二: 碳酸钠溶液显碱性 实验操作： 向碳酸钠溶液中滴入几滴酚酞试液，观察现象。 实验现象： 溶液由无色变为红色。 分析与结论： 说明碳酸钠溶液呈碱性。 新课探究 一、碳酸钠和碳酸氢钠 猜想与假设三: 碳酸钠能与稀盐酸、稀硫酸发生化学反应 实验操作： 取适量碳酸钠固体于试管中，分别滴加稀盐酸和稀硫酸，观察现象。 实验现象： 有大量气泡产生，澄清石灰水变浑浊。 分析与结论： 碳酸钠能与强酸反应，生成了二氧化碳气体，符合碳酸盐与酸反应的性质。 新课探究 一、碳酸钠和碳酸氢钠 反思交流： 1. 第九章探究碱的差异性时，曾经做过氢氧化钠溶液、氢氧化钙溶液与碳酸钠溶液反应的实验，你还记得实验现象和结论吗？写出相关反应的化学方程式。 氢氧化钠溶液与碳酸钠溶液不反应，无明显现象。因为氢氧化钠和碳酸钠在溶液中电离出的离子之间不能生成沉淀、气体或水，不满足复分解反应发生的条件。 氢氧化钙溶液与碳酸钠溶液反应，会观察到有白色沉淀生成。因为二者发生反应生成了碳酸钙沉淀，说明氢氧化钙能与碳酸钠发生复分解反应。 Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH 新课探究 一、碳酸钠和碳酸氢钠 反思交流： 2. 碳酸钠和碳酸钙这两种碳酸盐在组成、性质上有什么相同点？有什么不同点？ 相同点 组成上：都含有碳酸根离子（CO32-），都属于碳酸盐 性质上： 都能与强酸发生复分解反应生成二氧化碳气体 都能与某些含钡等离子的可溶性盐或碱反应生成沉淀 不同点 溶解性方面：碳酸钠易溶于水，而碳酸钙难溶于水 用途方面：碳酸钠用途广泛，可用于玻璃、造纸、纺织、洗涤剂等工业；碳酸钙主要用于建筑材料（如石灰石用于建筑）、补钙剂等。 新课探究 一、碳酸钠和碳酸氢钠 碳酸钠的用途 玻璃 造纸 纺织 制药 精炼石油 洗涤剂 新课探究 一、碳酸钠和碳酸氢钠 归纳小结 碳酸钠易溶于水，水溶液显碱性。碳酸钠与碳酸钙都能与稀盐酸、稀硫酸发生复分解反应。 Na2CO3+ 2HC1=2NaCl+CO2↑+H2O Na2CO3+ H2SO4=Na2SO4+CO2↑+H2O 新课探究 一、碳酸钠和碳酸氢钠 碳酸氢钠 像碳酸钠这样的水溶液显碱性的盐还有很多，如碳酸氢钠。碳酸氢钠俗称小苏打，是一种细小的白色晶体，可溶于水。 新课探究 一、碳酸钠和碳酸氢钠 碳酸氢钠溶于水有什么现象？ 实验现象： 碳酸氢钠溶于水，溶液由无色变为浅红色。 分析与结论： 碳酸氢钠可溶于水，溶液呈碱性。 新课探究 一、碳酸钠和碳酸氢钠 探究·实践 探究目的: 探究碳酸氢钠与稀盐酸、稀硫酸的反应。 猜想与假设: 碳酸氢钠能与稀盐酸、稀硫酸发生化学反应，依据是： __________________________________________________________________________________________________________。 碳酸氢钠含有碳酸氢根，能与酸中的氢离子结合生成气体和水，符合复分解反应发生的条件 实验操作 实验现象 分析与结论 新课探究 一、碳酸钠和碳酸氢钠 猜想与假设: 碳酸氢钠能与稀盐酸、稀硫酸发生化学反应 实验操作： 取适量碳酸氢钠固体于试管中，分别滴加稀盐酸和稀硫酸，观察现象。 实验现象： 立即生成大量气体，澄清石灰水变浑浊。 分析与结论： 碳酸氢钠与酸反应生成二氧化碳气体，使澄清石灰水变浑浊。 新课探究 一、碳酸钠和碳酸氢钠 反思交流： 设计实验方案，比较碳酸钠、碳酸氢钠与稀盐酸反应的快慢。 实验方案： 取等质量的碳酸钠、碳酸氢钠粉末，等浓度等体积稀盐酸。 将两种粉末分别放入两支试管，同时倒入稀盐酸，观察气泡产生速度。 产生气泡速度快的反应快。 新课探究 一、碳酸钠和碳酸氢钠 碳酸氢钠的用途 碳酸氢钠是焙制糕点所用的发酵粉的主要成分。在医学上，碳酸氢钠是治疗胃酸过多的一种药剂。此外，碳酸氢钠是干粉灭火器和泡沫灭火器中灭火剂的主要成分。 新课探究 一、碳酸钠和碳酸氢钠 归纳小结 碳酸氢钠易溶于水，水溶液显碱性；可与稀盐酸、稀硫酸发生复分解反应。 NaHCO3 + HCl = NaCl + CO2 ↑ + H2O 2NaHCO3 + H2SO4 = Na2SO4 + 2CO2 ↑ + 2H2O 新课探究 一、碳酸钠和碳酸氢钠 名称 碳酸钠 碳酸氢钠 碳酸钙 俗名 苏打、纯碱 小苏打 大理石、石灰石 性质 易溶于水的白色粉末，水溶液呈碱性，与稀盐酸、稀硫酸反应生成二氧化碳 易溶于水的白色晶体，水溶液呈碱性，与稀盐酸、稀硫酸反应生成二氧化碳 难溶于水的白色固体，与稀盐酸、稀硫酸反应生成二氧化碳 主要用途 用于玻璃、造纸、纺织、洗涤剂的生产 发酵粉的主要成分、治疗胃酸过多的药剂、灭火剂的主要成分 建筑材料，补钙剂 新课探究 一、碳酸钠和碳酸氢钠 归纳小结 对比碳酸钙、碳酸钠与碳酸氢钠三种常见的盐，我们发现含有碳酸根或碳酸氢根的盐都能与盐酸反应生成二氧化碳，利用这一性质可以检验物质中是否含有碳酸根或碳酸氢根。 “碱”的生产 02 新课探究 二、碱的生产 我国很多盐湖或碱性土壤里含有大量的碳酸钠，如内蒙古自治区的某些盐湖就出产天然碱。现代化工生产使用的碳酸钠主要通过化学反应得到。 碳酸钠在不同温度下的溶解度 依据碳酸钠溶解度随温度变化特点，解释“冬天捞碱”的原理。 由于碳酸钠的溶解度随温度降低而减小（0-40℃），当温度降低时，原本溶解在水中的碳酸钠会因为溶解度变小而结晶析出沉积在湖底，因此可以进行捞碱工作。 新课探究 二、碱的生产 从元素守恒角度分析海洋中哪些资源可作为生产碳酸钠的原料？ Na2CO3 海水中的NaCl 贝壳中的CaCO3 水H2O 由于海水中碳酸根的含量极低，很难从海水中直接提取到大量的碳酸钠，但海洋提供了通过化学反应生产碳酸钠的丰富原料。 史实在线 侯德榜与“侯氏制碱法” 最早发明的人工合成纯碱方法，是 18 世纪末法国路布兰用芒硝（Na2SO4·10H2O）与石灰石（主要成分 CaCO3）和煤在高温下反应，得到以含碳酸钠为主的粗制品。1861 年，比利时欧内斯特·索尔维独自发明了制备纯碱的方法并获得专利。由于专利保护一直未能大范围应用，20 世纪20 年代才被突破。直到中国著名的化工专家侯德榜于 1932 年出版了《纯碱制造》一书，才将保密了 70 年的“索尔维法”公布于世。另外，侯德榜于1939—1942 年创建了侯氏制碱法，并在四川建立了中试车间。1952 年在大连化工厂设立了联合制碱车间。 史实在线 侯德榜与“侯氏制碱法” 侯氏制碱法主要流程 史实在线 侯德榜与“侯氏制碱法” 2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2↑ 1.制备碳酸氢钠： NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl 2.加热碳酸氢钠得到碳酸钠： 原理及化学方程式： 加热 侯氏制碱法的主要流程为： 向饱和食盐水中先通入氨气，再通入二氧化碳，发生反应生成碳酸氢钠沉淀，过滤后加热碳酸氢钠得到纯碱（碳酸钠） 史实在线 侯德榜与“侯氏制碱法” 1.制碱的核心反应之一是碳酸氢铵与氯化钠发生的复分解反应，生成了溶解度低的碳酸氢钠，请写出这个反应的化学方程式。 NH4HCO3+NaCl= NaHCO3↓+NH4Cl 2. 与索尔维制碱法相比，侯氏制碱法更大程度实现了物质循环利用。分析说明哪些物质可以循环利用。 ①二氧化碳：在反应过程中，碳酸氢钠加热分解生成的二氧化碳可以重新通入到饱和食盐水中，与氨气、食盐水反应，实现循环利用。 ②饱和食盐水：在整个制碱过程中，未反应完的饱和食盐水经过处理后可以再次用于吸收氨气和二氧化碳，继续参与反应，实现循环利用。 3. 侯氏制碱法的主要产品是纯碱（Na2CO3），主要副产品是什么？该产品对中国农业经济发展具有哪些重要意义和价值？ 侯氏制碱法的主要副产品是氯化铵（NH4Cl）。 意义和价值： ①肥料作用：氯化铵是一种重要的氮肥，氮元素是植物生长必需的营养元素之一，能促进植物茎叶生长茂盛。对于中国这种农业大国，充足的氮肥供应有助于保障粮食安全，促进农业生产的稳定发展。 ②成本优势：侯氏制碱法将氯化铵作为副产品，实现了资源的综合利用，降低了生产成本。相比于单独生产氮肥，这种联产方式使得制碱过程中的废弃物得到了有效利用，提高了经济效益。 ③产业带动：氯化铵的生产和应用带动了相关产业的发展，如化肥的生产、运输、销售等环节，促进了就业和经济增长。 史实在线 侯德榜与“侯氏制碱法” 化学肥料 03 新课探究 三、化学肥料 农作物生长需要营养成分，土壤能够提供的养分是有限的，要提高农作物的产量，通常采用施肥的方法给土壤补充养分。能够给农作物提供养分的化学物质，我们称之为化学肥料（简称化肥）。 正常小麦（左）与缺磷小麦（右）对比 由于缺钾导致某植物的叶片干枯卷曲 新课探究 三、化学肥料 化肥的分类 农作物的生长需要较多的 碳、氢、氧、氮、磷、钾、钙、镁、硫、铁等元素，其中氮、磷、钾需要量较大，而土壤里最缺乏的是氮、磷、钾元素。 按肥料提供的元素将化肥划分为氮肥、磷肥、钾肥和复合肥料。 新课探究 三、化学肥料 常见的氮肥： 尿素：CO(NH2)2 氨水：（NH3·H2O） 铵盐：NH4HCO3、NH4Cl、(NH4)2SO4 硝酸盐：NH4NO3、NaNO3 常见的磷肥： 磷矿粉：Ca3(PO4)2 钙镁磷肥：钙和镁的磷酸盐 过磷酸钙：Ca(H2PO4)2+CaSO4 常见的钾肥： 硫酸钾（K2SO4）、氯化钾（KCl） 复合肥料： 含两种或两种以上营养元素的化肥。 如：硝酸钾 KNO3 磷酸氢二铵 (NH4)2HPO4 磷酸二氢铵 NH4H2PO4 新课探究 三、化学肥料 化肥虽然有利于提高农作物产量，但若施用不合理，一方面造成经济浪费，另一方面可带来环境问题，例如，土壤污染、土壤酸化、有害气体的排放、水质富营养化等。因此，施用化肥时一定要切合农作物需求，同时适当施用绿色环保的农家肥。 课堂小结 海水制“碱” 碳酸钠和碳酸氢钠 “碱”的生产 1.碳酸钠：苏打、纯碱。易溶于水的白色粉末，水溶液呈碱性，与稀盐酸、稀硫酸反应生成二氧化碳，用于玻璃、造纸、纺织、洗涤剂的生产。 2.碳酸氢钠：小苏打。易溶于水的白色晶体，水溶液呈碱性，与稀盐酸、稀硫酸反应生成二氧化碳，发酵粉的主要成分、治疗胃酸过多的药剂、灭火剂的主要成分 化学肥料 “侯氏制碱法” NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl 2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2↑ 1.农作物需要的元素：碳、氢、氧、氮、磷、钾、钙、镁、硫、铁等。 2.需要量较大的为：氮、磷、钾。 3.土壤里最缺乏的是：氮、磷、钾元素。 4.按肥料提供的元素将化肥划分为：氮肥、磷肥、钾肥和复合肥料。 加热 课堂检测 【检测题1】碳酸钠可用于制造玻璃，其俗称是（ ） A.小苏打 B.熟石灰 C.生石灰 D.纯碱 D 【检测题2】梳理和归纳是一种行之有效的学习方法。下列关于NaHCO3的描述错误的是（ ） A.俗称:苏打 B.用途:可作发酵粉 C.物理性质:白色固体 D.化学性质:可与稀HC1、稀H2SO4 反应 A 课堂检测 【检测题3】下列说法不正确的是（ ） A.纯碱属于碱类，可用于玻璃、造纸、纺织、洗涤剂的生产 B.小苏打是制造发酵粉的主要成分之一，还可以治疗胃酸过多症 C.大理石、石灰石的主要成分相同，都是重要的建筑材料 D.胃酸中含有适量的盐酸，帮助消化，增加食欲 A 课堂检测 【检测题4】“侯氏制碱法”是我国著名科学家侯德榜发明的一种连续生产纯碱与氯化铵的联合制碱工艺 ①生产原理:反应Ⅰ——NaCl(饱和溶液)+NH3+CO2+H2O=NaHCO3(固体)↓+NH4CI ②主要生产流程如下图所示: 课堂检测 下列叙述错误的是 A.生产流程中，操作Ⅰ的名称是过滤 B.反应Ⅰ中，涉及的物质氮元素的化合价发生了改变 C.反应Ⅰ中，碳酸氢钠晶体析出后，剩余的液体是碳酸氢钠的饱和溶液 D.反应Ⅱ的化学方程式是2NaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H2O B 课堂检测 【检测题5】（多选）下列说法正确的是（ ） A.硝酸钾属于复合肥料 B.将氨气转化为碳酸氢铵属于氮的固定 C.过磷酸钙［Ca(H2PO4)2和CaSO4的混合物］属于复合肥料 D.氯化铵与熟石灰混合研磨能放出氨气，因此氯化铵不能与熟石灰混合施用 AD 谢谢您的观看 THANKS 分层作业见见同课时word文档 $$