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。
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+H2O=2NH4HCO3教师引导:NH3 +CO2+H2O=NH4HCO3NH4HCO3+ NaCl=NaHCO3+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)高温指导方法: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1︰702(水和氨气的体积比),二氧化碳的溶解度为1︰1,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: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:⑴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)⑵最终产品是。
⑶有关的化学方程式是、、。
⑷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:⑴实验过程中注意安全,正确使用仪器;⑵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;⑶在实验探究3和4中,碳酸钠溶液的量取约1~2毫升。
(鼓励学生合作完成,边实验边记录实验现象。
)交流共享:(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+,可统称为铵盐;再看第二列的盐都含有相同的阴有相同的阳离子,它是——NH4-,这些盐可统称为硝酸盐;以此类推,第三列的盐可统称为—离子,它是——NO3—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③、④反应的化学方程式①氢氧化钠溶液与盐酸②碳酸钠溶液与盐酸③硫酸铜溶液和氢氧化钠溶液________ __________________。
④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2-,③中有___ ____, ④中有____ 。
子,如①中有H+和OH-,②中有H+和CO3[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,2-、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+、SO4 +,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NH4网络。