資源簡介

第三節 海水“制堿”
學生雖然學習了質量守恒定律，但對其認識大多僅停留在“質量守恒”的層面上，還沒形成真正意義上的元素守恒觀。對于鹽的認識也僅局限于幾種具體物質（如接觸的氯化鈉、硝酸鉀、硫酸銅等）的物理性質，而對鹽的化學性質知之甚少，更無法根據化學性質推斷用途。教材從由氯化鈉制碳酸鈉還需要含什么元素的物質問題入手，引起學生對質量守恒的深入思考，形成真正意義上的元素守恒觀；由學生較了解的鹽——碳酸鈉入手探究鹽的化學性質，既體現了鹽的共性，又點明了個性，使學生有全面認識。復分解反應是重要的四種基本化學反應類型之一，同時它也是酸、堿、鹽相互反應的核心內容。本節知識的掌握有利于學生從更高的宏觀角度把握酸堿鹽之間的反應規律，有利于學生對復分解反應的實質理解，即復分解反應是電解質在溶液中發生的離子間的互換反應。
第1課時 氨堿法制純堿 純堿的性質
【教學目標】
1.知識與技能
（1）理解氨堿法制純堿的思路和反應原理。
（2）純堿和碳酸氫鈉的用途。
（3）掌握純堿的性質，了解純堿的用途。
（4）學會碳酸根離子的檢驗方法。
2.過程與方法通過對氨堿法制取純堿的反應原理的分析，樹立元素守恒觀。
3.情感、態度與價值觀通過了解侯德榜的事跡，激發愛國熱情，樹立正確的科學觀和人生價值觀。
【教學重點】
（1）氨堿法制純堿的化學反應原理。
（2）侯氏制堿法的優點。
【教學難點】氨在氨堿法制純堿的過程中所起的作用。
【教學準備】本節課課前主要應做好兩方面準備：多媒體課件準備；課堂學生探究實驗的分組準備。實驗用品：試管、膠頭滴管、藥匙；碳酸鈉、稀鹽酸、石灰水、氯化鋇溶液、酚酞試液、蒸餾水、稀鹽酸、稀硫酸。
一、導入新課
堿是許多工業部門，尤其是紡織、肥皂、造紙、玻璃、火藥等行業大量采用的原料。古代那種從草木灰中提取堿液，從鹽湖水中取得天然堿的方法已遠遠不能滿足現代化的需求。1775年，法國科學院曾用10萬法郎的懸賞征求工業化的制堿方法。1788年，勒布蘭提出了以氯化鈉為原料的制堿法，經過4年的努力，創制了一套完整的生產流程。到了1862年，比利時化學家索爾維實現了氨堿法的工業化。由于這種新方法能連續生產，產量大，質量高，省勞動力，廢物容易處理，成本低廉，它很快取代了勒布蘭制堿法。然而，掌握索爾維制堿法的公司為了獨享此項技術成果，他們采取了嚴密的保密措施，使外人對此新技術一無所知。一些技術專家想探索此項技術秘密，大都以失敗告終。不料這一秘密竟被一個中國人運用智慧摸索出來了，這個人就是侯德榜。這是我們這節課要學習的內容。
二、推進新課
活動1 知識回顧
（1）粗鹽提純的步驟。
（2）影響固體物質在水中的溶解度的因素。
（3）常見的堿（氫氧化鈉、氫氧化鈣、氨水）。
活動2 探究氨堿法制純堿的原理和方法
【多媒體展示】提出問題：你知道是什么物質讓這些食品松軟可口嗎？
【觀看媒體展示】了解純堿。
【板書】一、氨堿法制純堿
【播放】氨堿法制堿的影像資料。
【提問】由氯化鈉到碳酸鈉元素組成發生了什么變化？變化是如何進行的？
【分析】NaCl→Na2CO3（需要補充哪些元素？［C、O］）依據質量守恒定律，加入含C、O元素的物質CaCO3(石灰石)廉價易得。
【歸納】制堿原料為食鹽、石灰石，以氨為媒介。
【板書】氨堿法制純堿（多媒體展示）
（1）原料：食鹽、石灰石、水。
（2）媒介：氨。
（3）原理：在食鹽水中通入氨氣使其變成飽和的氨鹽水，然后在氨鹽水中通入足量的CO2生成NaHCO3，由于NaHCO3在該狀態下溶解度很小，呈晶體析出，同時NaHCO3不穩定，受熱后生成純堿、水和二氧化碳。
相關反應的化學方程式：NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3+NH4Cl2
NaHCO3△Na2CO3+H2O+CO2↑
4.產物：純堿、氨化銨
【討論】（多媒體展示）
(1)石灰石的作用是什么？（石灰石煅燒產生的二氧化碳作為氧源和碳源，氧化鈣轉化為氫氧化鈣后再與氯化銨反應放出氨氣，從而實現氨的循環利用。）
(2)為什么氨鹽水比食鹽水更容易吸收CO2 （因為氨氣易溶于水，使溶液呈堿性，有利于二氧化碳的吸收，生成較多量的碳酸氫鈉。）
(3)氨鹽水吸收二氧化碳后生成的碳酸氫鈉和氯化銨，哪種物質首先結晶析出，為什么？（NaHCO3先析出。在相同溫度下，NaHCO3的溶解度比NH4Cl小得多，，在溶液中首先達到飽和而結晶析出。）
(4)NH4Cl溶液的處理：加熟石灰回收氨，使之循環使用
【點撥】氨堿法制純堿的優缺點。
【提問】我國的哪位科學家改進了制堿技術？
【介紹】侯德榜的求學生涯和成就，引導學生閱讀課本44頁，了解碳酸鈉的用途。
【小結】碳酸鈉的用途。
活動3：探究純堿的性質
【導入】純堿這么重要，我們馬上來研究它的性質。
【板書】二、純堿的性質
1.物理性質
【觀察】純堿的顏色、狀態，試驗其溶解性：白色粉末，易溶于水，溶解時放出少量熱。
【引入】Na2CO3俗稱純堿，“堿”是否有堿的性質？我們共同探討一下。回憶堿溶液中都有共同的什么？可以使酚酞試液變紅！碳酸鈉是否也有此特性？如何證明？
2.化學性質
【開始實驗】明確探究要求，鼓勵學生仔細觀察現象，認真填表，填寫實驗記錄。（注：分別準備飽和碳酸鈉和稀的碳酸鈉）
【交流共享】
（1）各組同學回顧并交流實驗現象，教師以填表方式展示。
（2）引導學生談探究體會。
【提問】通過以上實驗，你對碳酸鈉的化學性質有了什么樣的認識呢？
【交流】（1）碳酸鈉的水溶液呈堿性。
（2）碳酸鈉可與酸反應，生成能使澄清石灰水變混濁的氣體——二氧化碳。
（3）碳酸鈉可與氫氧化鈣反應。
（4）碳酸鈉可與氯化鋇反應。
【追問】除了對碳酸鈉的性質有了解外，你還有何體會？
【交流】（1）鹽溶液好像不全是中性。
（2）具有碳酸根的鹽是不是都可與酸反應并產生二氧化碳氣體，可否應此方法檢驗碳酸根離子。
（3）做實驗時，取用藥品的量會影響到實驗效果和安全。（實驗稀鹽酸和碳酸鈉應取用最少量，以防氣體沖出；碳酸鈉和氫氧化鈣反應，應用飽和碳酸鈉，因為氫氧化鈣在水中的溶解度小，溶液濃度低，用稀的碳酸鈉生成沉淀量少，現象不明顯）。
（4）知道酵母的作用原理，發現性質決定用途、用途體現性質。
【提問】加了酵母的面團蒸出的饅頭沒有酸味且疏松多孔，因為碳酸鈉可與酸反應。碳酸鈉的水溶液呈堿性，碳酸鈉可與氫氧化鈣反應在生活生產中又有何用途？
【介紹】廚房洗滌劑呈堿性，去油污，因為其中含碳酸鈉。碳酸鈉可與氫氧化鈣反應在工業上利用其制燒堿。加了酵母的面團蒸出的饅頭沒有酸味且疏松多孔，因為碳酸鈉可與酸反應。碳酸鈉的水溶液呈堿性，碳酸鈉可與氫氧化鈣反應在生活生產中又有何用途。
【引入】初步了解碳酸鈉的化學性質，我們看看這些現象背后，究竟發生了怎樣的化學變化呢？
【投影】（反應原理學習）請同學們寫出碳酸鈉和鹽酸、硫酸、氫氧化鈣、氯化鋇反應的化學方程式。（學生完成后投影）
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+CO2↑+H2O
Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH
BaCl2+Na2CO3=BaCO3↓+2NaCl
三、典例剖析
例 我國化工專家侯德榜先生發明的“侯氏制堿法”的基本原理是：在濃氨水中通入足量的CO2生成一種鹽，然后在此溶液中加入細小食鹽粉末，由于NaHCO3在該狀態下溶解度很小，呈晶體析出，同時由于NaHCO3不穩定，加熱后生成純堿、水和二氧化碳。根據以上敘述簡要回答問題：
（1）用上述方法進行生產時，所用的起始原料 （寫出它們的化學式，下同）
（2）最終產品是 。
（3）有關的化學方程是 ； ； 。
（4）該生產過程中沒有涉及的基本反應類型是 。
（5）有人認為侯氏制堿法的優點有四：
A.生產過程中部分產品可選為起始原料使用
B.副產品是一種可利用的氮肥
C.反應不需要加熱
D.副產物不會造成環境污染
你認為其中正確的是 （用代號回答）。
【解析】本題是信息給予題，依據課本中制純堿的反應原理及本題敘述將原料和產物找出來，根據所發生的化學反應正確寫出化學方程式，然后判斷反應類型。同時明確：生成的CO2可以作為原料；產物中的NH4Cl可以作為氮肥；產物中無污染物，不會造成環境污染；但NaHCO3制純堿時需要加熱。
【答案】（1）NH3·H2O、CO2、NaCl、H2O （2）Na2CO3、NH4Cl
（3）NH3+H2O+CO2=NH4HCO3 NH4HCO3+NaCl=NH4Cl+NaHCO3
2NaHCO3加熱Na2CO3+H2O+CO2↑ （4）置換反應 （5）ABD
四、課堂小結
【提問】通過學習你有什么收獲？
【小結】1．生產純堿的流程
2.純堿的化學性質
（1）碳酸鈉的水溶液呈堿性。
（2）碳酸鈉可與酸反應，生成能使澄清石灰水變渾濁的氣體——二氧化碳。
（3）碳酸鈉可與氫氧化鈣反應產生白色沉淀。
（4）碳酸鈉可與氯化鋇反應產生白色沉淀。
五、布置作業
1.完成本課時相關練習。
2.課本P47挑戰自我1、2、3、4、5題。
第三節 海水“制堿”
第1課時 氨堿法制純堿純堿的性質
（多媒體展示）一、氨堿法制純堿
1.原料：食鹽、石灰石、水。
2.媒介：氨。
3.原理：在食鹽水中通入氨氣變成飽和的氨鹽水，然后在氨鹽水中通入足量的CO2生成NaHCO3，由于NaHCO3在該狀態下溶解度很小，呈晶體析出，同時NaHCO3不穩定，受熱后生成純堿、水和二氧化碳。
相關反應的化學方程式：NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3+NH4Cl
2NaHCO3加熱Na2CO3+H2O+CO2↑
4.產物：純堿、氯化銨。
二、純堿的性質
1.碳酸鈉的水溶液呈堿性。
2.碳酸鈉可與酸反應，生成能使澄清石灰水變混濁的氣體——二氧化碳。
3.碳酸鈉可與氫氧化鈣反應。
4.碳酸鈉可與氯化鋇反應。
通過本節課的學習，既提高了學生實驗操作能力，又培養了學生的科學探究能力，使學生真正學到解決問題的方法。在以后的教學中要進一步加強實驗探究教學。所有的知識都盡量讓學生通過已有經驗自行體會，通過實驗的探究形成直觀形象后，再來進行新知識的構建。不斷引導學生對自己實驗現象、實驗結論、實驗過程進行反思、對本節課的知識與以前知識的聯系進行反思。
從學生生活經驗出發，使之明確化學來源于生活，又反作用于生活，增強學生學習化學的興趣。同時有意設置的知識沖突，也有助于幫助學生鞏固舊知識、學習新知識，把已有知識經驗的復習與解決問題活動有機結合，引導學生積極主動，并有成效地建構化學知識。
性質形成于活動與探究的過程中，由學生根據自行設計、實驗、匯報，盡可能符合其認知規律，力求通過學生自己對實驗的獨立觀察和解釋，初步對碳酸鈉化學性質的認識。借助觀察、實驗、記錄、結論等不同手段，將科學方法的學習與科學探究活動的開展、科學知識的獲得緊密結合起來，探究中學生們情緒興奮，達到預想效果。

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