資源簡介

3.3 海水“制堿”
教學目標
1．了解氨堿法制純堿的原料和步驟。
2．知道氨堿法制純堿的化學反應原理。
3．培養學生的基本實驗技能、協作能力。
4．培養學生分析問題、解決問題的能力以及比較、歸納的能力。
5．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。
6．通過純堿的性質探究初步學會運用觀察、實驗等方法獲取信息。
7．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。
8．發展善于合作勤于思考、嚴謹求實、勇于創新和實踐的科學精神。
教學重難點
【教學重點】
碳酸鈉的化學性質。
【教學難點】
1．氨堿法制純堿的化學反應原理。
2．用微觀粒子解釋復分解反應的本質原因。
教學突破
1．以熱點問題、科學事例創設情境，吸引學生的注意力，讓學生認識到科學知識在生活中無處不在，激發學生學習的興趣，促使學生主動思考。
2．用氯化鈉制碳酸鈉的教學過程，從元素的角度進行分析，缺少哪些元素，應該加入什么物質等角度來思考原料的來源問題。在此基礎上提出以下幾個思考的問題：①原料來源是否豐富、易得？②價格是否低廉？③工藝過程及設備是否簡單？④生產過程是否安全？⑤是否會造成環境污染？這樣的設置更能讓學生深刻認識氯化鈉制堿的過程與方法。
3．對于碳酸鈉的化學性質，在教學中主要以學生自主探究、分析、歸納總結的方式教學。在學完碳酸鈉的性質之后，再與氫氧化鈉的化學性質進行比較，在上述基礎上，進一步提出思考性問題，例如，如何檢驗長時間敞口放置的氫氧化鈉固體部分發生變質？如何檢驗氫氧化鈉完全變質？這樣更能使學生了解知識，再次體會物質之間轉化的方式和檢驗的方法。
教學準備
氨堿法流程圖、碳酸鈉、石灰水、氯化鋇溶液、酚酞試液、蒸餾水、稀硫酸、試管、膠頭滴管、藥匙。
教學過程
一、開門見山，進入新課
【導入】海水中蘊含著大量的氯化鈉，從海水中得到的食鹽不僅是生活中必不可少的調味品，也是工業上重要的化工原料。碳酸鈉就是由氯化鈉和其他物質轉化而來的。
二、合作交流，探討分析
【多媒體展示】展示碳酸鈉的相關信息。
碳酸鈉的化學式是Na2CO3，其俗稱是純堿或蘇打，生活中常用的堿面的主要成分就是碳酸鈉。
【提問】想一想，由氯化鈉轉變為碳酸鈉，物質的元素組成發生了什么變化？用氯化鈉制碳酸鈉，應該加入含哪些元素的物質？
【講解】氯化鈉中含有鈉元素和氯元素，而碳酸鈉中含有鈉元素、碳元素和氧元素；若想把氯化鈉轉變為碳酸鈉，需要加入含氧元素、碳元素的物質。
【學生活動】指導學生閱讀教材，思考下面的問題。
【提問并多媒體展示】
1．碳酸鈉(俗稱純堿或蘇打)是以___________、____________為原料，以氨為媒介，采用________法制得的。
2．氨堿法制純堿的化學反應原理是什么？
3．氨堿法制純堿的工序是怎樣的？
【小結】
1．原料：氯化鈉、石灰石、水。
2．原理：
3．工藝流程：
4．產物：純堿、氯化銨
【問題情境】
1．石灰石的作用是什么？
2．為什么氨鹽水比食鹽水更容易吸收二氧化碳？
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？
【學生活動】相互交流，討論，歸納。
【歸納與總結】
1．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．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．碳酸氫鈉先析出。在相同溫度下，碳酸氫鈉的溶解度比氯化銨要小得多。
三、自主學習，交流思考
【創設情境】氨堿法制堿工藝有很多優點，但也存在缺點。我國化學家侯德榜針對氨堿法的不足改進了工藝流程，打破了當時西方國家對制堿技術的壟斷。
【學生活動】閱讀教材，教師指導學生閱讀并針對氨堿法的缺點和聯合制堿法的優點進行分析和講解。
四、創設實驗，探究性質
【提問】碳酸鈉和碳酸氫鈉都是我們日常生活中見到或用到的物質，那么它們二者具體有哪些用途呢？
【學生活動】閱讀教材，了解碳酸鈉和碳酸氫鈉的用途。
【小結】碳酸鈉主要用于石油煉制、粗鹽提純、硬水軟化、人造纖維以及玻璃生產等，還廣泛應用于冶金、造紙紡織印染、洗滌劑等；而碳酸氫鈉俗稱小蘇打，主要用于滅火、作發酵粉的主要原料、治療胃酸過多等。
【過渡】既然碳酸鈉有這么多的用途，那么根據“物質的性質決定物質的用途，用途又反映出物質的性質”，碳酸鈉有哪些化學性質呢？
【實驗探究】小組內完成以下實驗，并記錄相關的實驗現象和化學方程式：
實驗內容 實驗現象 結論或化學方程式
碳酸鈉與指示劑作用
碳酸鈉與酸反應 稀鹽酸
稀硫酸
碳酸鈉與氫氧化鈣反應
碳酸鈉與氯化鋇反應
【教師活動】巡視，指導學生的實驗探究，了解學生的實驗結果。完畢后讓學生分析、歸納相關內容。
【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？
【小結】
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。
【多媒體展示】
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑
Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH
Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl
【追問】除了對碳酸鈉的性質有了解外，你還有何體會？（引導學生的思維方向）
【小結】
1．碳酸鹽的檢驗：向待測物中加入稀鹽酸，若生成能使澄清石灰水變渾濁的氣體，則原待測物中含有碳酸根離子，屬于碳酸鹽。
2．鹽溶液并不一定呈中性，有的可能呈堿性或酸性。
五、分析素材，了解分類
【過渡】純堿不是堿，而是鹽，那么純堿又為什么稱為碳酸鹽呢？鹽是如何分類的？
【講解】鹽的分類有多種，如果從溶解性的角度來分類的話，可分為可溶性鹽和不溶性鹽。請同學們看教材，分析《部分酸、堿和鹽的溶解性表》，說說下面哪些鹽可溶，哪些鹽不可溶。
【多媒體展示】請說說下面這些鹽的可溶性。
碳酸鉀、氯化鉀、氯化銅、硫酸鈉、硫酸鋇、氯化銀、硫酸鋅、硝酸鋇。
【小結】鉀、鈉、銨鹽、硝酸鹽，全部溶于水；鹽酸鹽不溶氯化銀，硫酸鹽不溶硫酸鋇；碳酸鹽只溶鉀、鈉、銨，外加微溶碳酸鎂。
【提問】在上述總結的內容中為什么會出現硝酸鹽、鹽酸鹽、碳酸鹽、硫酸鹽呢？鈉鹽、鉀鹽等又是怎么回事？
【講解】鹽是酸和堿發生中和反應的產物，是含有酸根離子和金屬離子的化合物，如硫酸鉀是由硫酸和氫氧化鉀反應生成的。根據陽離子不同，鹽可分為鈉鹽、鉀鹽銅鹽、銨鹽等；根據陰離子不同，鹽可分為硫酸鹽、鹽酸鹽、碳酸鹽、硝酸鹽等。如硝酸銨既屬于硝酸鹽，又屬于銨鹽；碳酸鈉既是碳酸鹽，又是鈉鹽。
六、回顧概念，延伸理解
【過渡】碳酸鈉與酸的反應、與堿的反應、與某些鹽的反應，發生的都是復分解反應。那么是不是所有的酸與堿之間、酸與鹽之間堿與鹽之間、鹽與鹽之間都能發生復分解反應呢？
【多媒體展示】以下反應都是復分解反應，根據這些反應你能說出復分解反應發生的條件嗎？
HCl+NaOH=NaCl+H2O
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑
Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH
Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl
【學生活動】閱讀教材第46頁的“多識一點”欄目，分析下列問題。
【提問】
1．復分解反應發生的實質是什么？
2．硝酸鈉和氯化鉀、氯化鈉與硫酸鋅之間能發生復分解反應嗎？為什么？
【小結】大多數鹽溶解在水里是以自由離子的形式存在的，因此，酸、堿、鹽之間在水溶液中發生的復分解反應實質上是酸、堿、鹽所電離出的離子相互結合，生成沉淀、氣體或水的過程，因此，復分解反應發生的條件是必須生成沉淀、放出氣體或生成水。
七、基礎鞏固，理解掌握
1．我國科學家侯德榜先生以飽和食鹽水、和為原料，發明了“聯合制堿法”。該方法中涉及的反應有：
下列說法不正確的是
A．氯化鈉由鈉離子和氯離子構成
B．碳酸氫鈉可用于治療胃酸過多
C．該生產工藝中可以循環利用
D．副產品氯化銨作氮肥時，應與堿性物質混合施用
【答案】D
2．著名的“侯氏制堿法”的為我國的化學工業做出了巨大的貢獻．有關敘述正確的是
A．是純堿
B．析出晶體后剩余溶液中溶質只有
C．配制飽和食鹽水時，可通過攪拌來提高食鹽的溶解度
D．向飽和食鹽水中先通入氨氣的作用是使溶液呈堿性，促使二氧化碳的吸收
【答案】D
3．下列各組物質在水溶液中能夠共存，而且加入酚酞顯紅色的是
A．NaOH、、 B．NaCl、、
C．NaCl、、HCl D．、NaOH、
【答案】B
4．化學概念間在邏輯上有如圖所示的部分關系，對下列概念間關系的說法中正確的是
A．純凈物與混合物屬于交叉關系
B．分解反應和復分解反應屬于包含關系
C．化合物與氧化物屬于包含關系
D．氧化反應與化合反應屬于并列關系
【答案】C
5．下列依據實驗目的所設計的實驗方案中，正確的是
選項 實驗目的 實驗方案
A 除去NaCl溶液中的 加適量稀硫酸
B 除去CaO中的 加水溶解，過濾
C 除去中的HCl氣體 將混合氣體通入NaOH溶液
D 除去溶液中的KCl 加適量的溶液，過濾
A．A B．B C．C D．D
【答案】D
八、歸納整理，感悟收獲
本節課一共學習了四大板塊的知識:海水“制堿”、碳酸鈉的化學性質、鹽的分類和復分解反應發生的條件。純堿是通過氯化鈉和石灰石、水等物質通過一系列的化學反應獲得的，它的水溶液呈堿性，能與稀鹽酸、石灰水、氯化鋇等物質發生復分解反應。而復分解反應的發生則需要有沉淀、氣體、水的生成，這些都是我們今后學習中必須掌握的知識。
板書設計
第三節 海水“制堿”
海水“制堿”
1．原料：氯化鈉、石灰石、水。
2．原理：
3．工藝流程：
二、碳酸鈉的性質
1．碳酸鈉溶液能使無色酚酞試液變紅色
2．與酸的反應：Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑
3．與澄清石灰水的反應
4．與氯化鋇的反應：Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH
Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl
三、復分解反應發生的條件
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