高中化学 人教版选修2 第1单元课题3 纯碱的生产 教学设计、教案、学案

课题3纯碱的生产 [自读教材·夯基础](1)氨碱法也称索尔维制碱法。

(2)原料：食盐、氨和二氧化碳。

(3)生产过程：①生成碳酸氢钠和氯化铵：将二氧化碳通入含氨的饱和食盐溶液中，反应的化学方程式为NH 3＋CO 2＋H 2O===NH 4HCO 3，NH 4HCO 3＋NaCl===NaHCO 3↓＋NH 4Cl 。

②制取碳酸钠：化学方程式为2NaHCO 3=====△Na 2CO 3＋CO 2↑＋H 2O ↑。

母液中的NH 4Cl 加石灰乳可回收氨，以便循环使用。

化学方程式为2NH 4Cl ＋Ca(OH)2=====△CaCl 2＋2NH 3↑＋2H 2O 。

(4)优缺点：①优点：原料便宜易得，产品纯度高，氨和部分二氧化碳可以循环使用，步骤简单。

②缺点：食盐利用率低，只有70%；产生了当时认为无用的氯化钙。

[随师·解疑难](1)氨碱法制纯碱时，应先向饱和食盐水中通氨气，后通二氧化碳气体。

因为氨气在饱和食盐水中的溶解度很大，二氧化碳在饱和食盐水中的溶解度较小。

(2)氨的作用：氨跟水发生反应使溶液显碱性：NH 3＋H 2ONH 3·H 2ONH ＋4＋OH －，OH －与H＋反应生成H 2O 而减小了H ＋的浓度，从而使CO 2＋H 2OH 2CO 3HCO －3＋H ＋的平衡状态向右移动，增大了二氧化碳的溶解量和HCO －3的浓度，因此Na ＋可以与大量的HCO －3结合生成NaHCO 3沉淀。

[剖析典例·探方法][例1] 根据氨碱法的原理，首先配制氨化饱和食盐水，即向饱和食盐水中加入氨水(体积比1∶1)并充分搅拌；再将二氧化碳通入氨化饱和食盐水中，控制一定的温度，直至有碳酸氢钠析出。

请回答下列问题：(1)用化学方程式分别表示出氨和二氧化碳在水中产生NH ＋4、HCO －3的原理________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

1.3纯碱的生产一、纯碱的性质纯碱化学名为碳酸钠，分子式Na2CO3,相对分子质量106，系白色单斜体结晶，比重为2.533；熔点为840~852℃。

纯碱易溶与水。

在35.4℃是溶解度最大，100克水可以溶解49.7克碳酸钠。

纯碱易吸潮，在空气中吸收水蒸气和二氧化碳而结块，生成重碱：Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3纯碱加热至400℃时开始分解，生成氧化钠和二氧化碳：Na2CO3 Na2O+CO2↑纯碱与酸类反应生成盐，并放出二氧化碳：Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+CO2↑+H2O纯碱与石灰水作用生成氢氧化钠------苛化烧碱的反应：Na2CO3+Ca(OH)2=2NaOH+CaCO3↓纯碱与盐类起复分解反应-----氯化钠精制反应之一：Na2CO3+CaSO4=CaCO3↓+Na2SO4二、制碱工业的发展远在几千年前，劳动人民就有使用碱的知识，在没有工业方法生产碱以前人们所需要的碱都取自天然碱和草木灰。

至于应用化学方法制取纯碱，还只是近两百年的事情。

1、路步兰法1791年，法国人路步兰成功地研究出以食盐为原料的制碱法，即路步兰法，该发首先用硫酸和食盐制取硫酸钠、石灰石和炭，按100：100：35.5的重量比混合,在反射炉或回转炉内煅烧（950~1000°C），生成熔块（黑灰），再经浸取、蒸发、短少等过程而得到纯碱。

产品中含碳酸钠约为95%左右。

该法的主要化学反应为：H2SO4+2NaCl=Na2SO4+2HClNa2SO4+CaCO3+2C高温Na2CO3+CaS+2CO2制取硫酸钠时产生的氯化氢气体，经水吸收制成或用氧化法制成氯气。

浸取“黑灰”后的废渣，经与二氧化碳作用可得到硫化氢；从硫化氢中可回收硫磺。

路步兰法盛行一时。

但其放的主要生产过程系在固相中进行，并且需要高温，生产不能、连续，原料利用不充分，设备腐蚀严重。

因此，人们除了改进路步兰法之外，又在探索新的制碱方法。

课题3 纯碱的生产-人教版选修2 化学与技术教案
一、课程内容
本节课我们将学习关于纯碱生产的相关知识，包括纯碱的定义、生产过程、应用等方面的内容，以及有关于易制毒化学品的探究。

二、学习目标
1.了解纯碱的定义和生产过程
2.掌握纯碱的应用和市场价值
3.了解易制毒化学品如何制约纯碱生产
三、教学重点
1.纯碱的定义和生产过程
2.纯碱的应用和市场价值
四、教学难点
1.易制毒化学品的制约对纯碱生产的影响
五、教学方法
1.讲解演示；
2.课堂讨论；
六、教学程序
（一）引入
教师引入本单元话题，并简要介绍纯碱的定义和生产过程。

（二）学习内容
1.纯碱的定义
2.纯碱的生产过程
3.纯碱的应用和市场价值
4.易制毒化学品如何制约纯碱生产
（三）学习方式
1.讲解演示：教师通过讲解和演示纯碱的生产过程、易制毒化学品对纯碱生产的影响等方面的知识，向学生传达纯碱生产的相关知识点。

2.课堂讨论：教师组织学生展开讨论，就纯碱的应用、市场价值等方面的内容展开交流，引导学生深入思考纯碱生产的实际意义和应用前景。

（四）教学总结
教师对本节课的内容和知识点进行梳理、总结和回顾，引导学生对所学知识进行思考和总结，让他们加深对本节课内容的理解和记忆，提高知识运用能力。

七、课后作业
1.阅读相关文献，进一步了解纯碱及其市场价值；
2.讨论纯碱应用的前景，并撰写相关报告；
3.总结易制毒化学品对纯碱生产的掌控情况，分析其局限性。

教学设计普通高中化学人教版选修2 第一章第三节纯碱的生产一．教学目标与评价目标（1）教学目标1.通过纯碱的生产的视频资料了解纯碱的生产历史和生产过程，了解侯得榜的钻研过程的艰辛，将知识以化工业为背景引出，是化学课堂更生动，更贴近生活。

2.通过青海湖的变化图片的展示，以及碳酸钠的生活中的应用实例，引导学生从生活中学习化学，从生活中来，再回到生活中去。

3.通过天然碱的制得让学生发现盐碱地和盐碱湖的存在已经给我们人类敲响了警钟，倡导学生保护环境退耕还湖势在必行，激发学生环保意识。

4.通过路布兰法制碱.索尔维法制碱和侯德榜制碱法的方法的讲解，使学生体会到科学发展是循序渐进的，不断探索不断完善的。

5.通过索尔维法制碱和侯德榜制碱法的优缺点的对比，总结分析两种方法的不同，掌握化学工业的生产流程，提升化学学习的应用性。

6.通过侯德榜制碱法在化工业的作用和地位的视频，了解侯德榜的伟大成就，激发学生的爱国热情，鼓励学生为国争光，为人类做贡献。

（2）评价目标1. 通过纯碱的生产的视频的观看了解中国历史，培养爱国情怀，激发学习热情。

2. 通过碳酸钠的存在和生活中的应用实例，提高学生观察生活，从生活中发现问题，努力钻研解决问题的意识。

3. 通过天然碱的制得倡导学生保护环境，从我做起，对学生生活中的一点一滴的行动予以肯定和鼓励。

4. 通过路布兰法制碱.索尔维法制碱和侯德榜制碱法的对比，一表格对比的形式，检验学生运用对比区分的方法的掌握能力，并增强学生将所学知识联系到化学工业生产的意识，学以致用。

5. 通过索尔维法制碱和侯德榜制碱法的优缺点的对比，检验掌握化学工业的生产流程的成都，提高学生应用所学知识到化工生产的能力。

6. 通过侯德榜制碱法在化工业的作用和地位的介绍，激励学生努力为国家贡献力量的决心，展开对学生的殷切期望。

二．教学与评价思路1. 实验探究索尔维法的方法时从实验入手，循序渐进，将实验中适合的反应原理应用到工业生产中，在应用过程中，转化为大量生产，兼顾的因素很多，极大的锻炼学生多方面的考虑问题，也引领学生体会化学科学的探索过程，结合侯德榜的研究历程，得出任何科研成果都是经历很多失败最后才成功的。

选修2 第一单元走进化学工业课题3 纯碱的生产第一课时《侯德榜与纯碱的生产》一、主题内容分析《普通高中化学课程标准（2017年版）》在对选修课程中“化学与技术”这一主题的“内容建议”中指出：要“认识化学工业在国民经济发展中的地位；认识化学科学发展对技术进步的促进作用，强化技术意识。

”在中国近代工业艰难起步的背景下，制碱工业的发展过程无疑是对“化学与技术”这一主题的详尽诠释以及进行相关爱国主义教育的重要素材。

本节课通过结合侯德榜对中国制碱工业发展的重要贡献这一史实，通过侯德榜在不同阶段的探索，依次开展实验室模拟氨碱法制备NaHCO3、对氨碱法生产流程图的认识、对侯氏制碱法生产流程图以及对二者进行比较等活动。

从而深化学生对氨碱法以及侯氏制碱法的理解，在此基础上，提炼化工生产的基本流程以及创新切入点；同时渗透相关化学史教育，使学生在充分感悟历史的过程中受到“家国情怀”、“社会责任”等美好品格的熏陶。

在素养落实层面，通过引导学生亲历中国制碱工业的发展历程以及技术革新的过程，落实对学生“科学探究与创新意识”、“科学态度与社会责任”等核心素养的培养。

二、学生情况分析学生在过往的学习中，知道Na2CO3、NaHCO3的相关物理化学知识以及相关反应的原理知识，同时具备一定实验探究能力，故而能较好理解氨碱法的反应原理，并初步设计实验模拟氨碱法制备NaHCO3，从而获得Na2CO3。

但由于学生缺乏相关的综合实验设计能力以及对实验制备到化工生产的转变的认识，对氨碱法、侯氏制碱法以及二者间的异同点等相关细节不能很好地理解，从而对实验设计的相关细节以及对化工流程图的阅读存在困难。

因此，通过创设真实历史情境，引导学生亲历“实验室模拟→投入生产→技术革新”这一逐层加深的活动过程，可帮助学生实现认识进阶，并最终建构起化工生产基本流程的认知模型，从而使学生对化工生产作为系统工程有初步了解，为学生对化工生产的后续学习打下基础。

三、教学目标与评价目标（一）教学目标（1）通过实验模拟氨碱法制备NaHCO3，深化学生对氨碱法反应原理的理解；（2）通过讨论从实验室到化工生产的转变需注意的问题，完善实验流程图，深化学生对氨碱法的化工流程的认识，在此基础上建构化工流程认知模型；（3）通过对侯氏制碱法化工流程图相关细节的讨论，深化学生对侯氏制碱法化工流程的认识；（4）通过比较侯氏制碱法与氨碱法的异同点，深化学生对侯氏制碱法的优势的认识并进一步深化对化工流程认知模型应用的理解。

.《纯碱的生产》翻转课堂教学设计方案小组成员：徐颖欣周宝媚柳嘉欣刘济棠一、教学内容（一）、课程来源教学内容选自人教版化学选修二第一章第三节课题《纯碱的生产》。

（二）、教学重难点二、教学目标（一）、知识与技能目标➢识记制碱工艺的发展历程。

➢熟练掌握氨碱法的反应原理和化工流程，能正确写出每一步的反应方程式。

➢能利用实验室模拟氨碱法制碱的过程，正确选择仪器并进行组装，观察并记录实验现象。

（二）、过程与方法目标➢利用flash课件的实验动画交互，激起学生强烈的探究动机。

➢学会运用观察、总结经验、查阅资料等多种手段获取信息，并运用比较、分类、归纳等方法对知识进行加工分析，逐步培养独立思考能力和提高自主学习化学的能力。

（三）、情感态度与价值观目标➢通过分析实验的原理和过程，树立学生的科学探究精神。

➢通过了解制碱工艺的发展历程，学习科学家锲而不舍的探索精神和创新精神。

➢通过师生和生生之间的交流，加强与人合作的能力，同时引发学生积极思考、独立思考、独立解决问题的能力。

三、学习者特征分析（一）、学习起点水平分析1一般特征高中学生学习自觉性强，自学能力较高。

经过高一一年的学习，高二学生基本上已经适应了高中的学习，具有一定的知识基础，对实验操作有一定的了解。

2 起点水平（1）认知结构➢在学习本课之前，学生已经学习了关于纯碱的课程，并且在经过一定量的练习之后，能够比较好的把握纯碱的相关性质。

➢学生已基本掌握纯碱的基本结构和性质，但对现实中的制碱工艺缺乏了解，无法将理论与实际应用结合起来。

➢学生已经掌握了鼠标和键盘的操作，对flash学习课件有了初步的认识，具有一定的自主学习的经验，对计算机操作熟练。

（2）认知能力➢16-18岁的学生思维活跃，课堂上喜欢表现自己，愿意在课堂上与同学和老师进行交流，展示自己小组协作的成果。

➢学生自主学习能力强，能通过操作flash课件接收新的知识点。

➢学生对抽象的理论及相关知识点（如化工流程）理解能力较弱，而对具体直观的操作性知识技能的接受程度更高（如利用多媒体课件将化工流程以模拟实验的形式进行展示）。

第一单元 走进化学工业课题三 纯碱的生产第1课时教学目标（1） 理解“氨碱”的原理。

（2） 尝试实验模拟，体验化学实验设计的过程。

教学重点（1）“氨碱法”原理的理解。

（2）模拟实验的设计和流程的改进。

课时安排2课时教学过程优点：不足：原料便宜成品纯度高氯化钠利用率低氨和部分二氧化碳可循环使用制作步骤简单产生了当时认为无用的氯化钙课堂小结：氨碱法制碱法概述又称索尔维法。

是比利时工业化学家索尔维（Ernest Solvay ）首先发明的纯碱工业制法。

以食盐、石灰石（经煅烧生成生石灰和二氧化碳）和氨为原料。

先使氨通入饱和食盐水中制成氨盐水，再通入二氧化碳以发生碳酸化反应，析出碳酸氢钠固体和含氯化铵的母液；经过滤、洗涤后，将碳酸氢钠煅烧得到产品纯碱。

滤液中含大量的氯化铵，与石灰乳混和，加热产生的氨以及煅烧碳酸氢钠时产生的二氧化碳都可循环使用。

此法氯化钠的利用率仅为72～74％左右，同时有大量的氯化钙作为废液排出，未加以利用。

课外拓展无水碳酸钠，俗名纯碱、苏打。

它是玻璃、造纸、肥皂、洗涤剂、纺织、制革等工业的重要原料，还常用作硬水的软化剂，也用于制造钠的化合物。

它的工业制法主要有氨碱法和联合制碱法两种。

氨碱法（又称索尔维法）它是比利时工程师苏尔维（1838～1922）于1892年发明的纯碱制法。

他以食盐（氯化钠）、石灰石（经煅烧生成生石灰和二氧化碳）、氨气为原料来制取纯碱。

先使氨气通入饱和食盐水中而成氨盐水，再通入二氧化碳生成溶解度较小的碳酸氢钠沉淀和氯化铵溶液。

其化学反应原理是：NaCl＋NH3＋H2O＋CO2＝NaHCO3↓＋NH4Cl将经过滤、洗涤得到的NaHCO3微小晶体，再加热煅烧制得纯碱产品。

2NaHCO3＝Na2CO3＋H2O＋CO2↑放出的二氧化碳气体可回收循环使用。

含有氯化铵的滤液与石灰乳[Ca(OH)2]混合加热，所放出的氨气可回收循环使用。

CaO＋H2O＝Ca(OH)2，2NH4Cl＋Ca(OH)2＝CaCl2＋2NH3↑＋2H2O其工业生产的简单流程如图所示。

第一单元课题3 纯碱的生产教学目标1、掌握氨碱法生产纯碱的原理。

2、了解联合制碱法、氨碱法的异同。

教学重点：氨碱法的生产原理教学难点：复杂盐溶液体系中固体物质的结晶、分离和提纯教学用具：PPT课件课时安排： 1课时教学过程【进行新课】[设问]你知道纯碱的用途吗？[展示]胶片 3[讲述] 很多工业都要用到纯碱，如：玻璃、制皂、造纸、纺织和漂染等。

纯碱也被大量地应用于生活中；还可以用于生产其他含钠化合物。

如：以纯碱、生石灰和水为原料生产烧碱CaO+H2O==Ca(OH)2Ca(OH)2+Na2CO3==CaCO3↓+2NaOH[过渡]获得纯碱的方法有哪些？自然界中天然存在：①一些生长于盐碱地和海岸附近的植物中含有Na2CO3，可以从植物灰烬中提取。

②天然纯碱主要存在于一些地表碱湖，当冬季到来时，湖水所含Na2CO3结晶析出，经简单加工就可以用。

[图片展示]鄂尔多斯天然碱厂[过渡]18世纪中期工业革命以后，天然碱和从植物灰烬中提取的碱已不能满足生产发展的需要，纯碱工业随之发展起来。

两种著名制碱技术：氨碱法和联合制碱法[板书]一、氨碱法生产纯碱（索尔维制碱法）氨碱法制碱原理原料三种：碳酸钙氯化钠氨气1、生成碳酸氢钠和氯化铵NH3+CO2+H2O==NH4HCO3NaCl+ NH4HCO3== NaHCO3↓+NH4Cl2、制取碳酸钠2NaHCO3=== Na2CO3+CO2↑+H2O↑CO2来自碳酸钙；NH3来自炼焦副产品。

[展示]氨碱法生产原理示意图如胶片[思考]在此生产过程中哪些物质得到了循环使用？[讨论并回答]氨和部分CO2的循环使用。

[讲述]在纯碱生产过程中氯化钠是否被充分利用？利用率不高，大约只有70%。

[分析]分析氨碱法的优点和不足。

优点：1、原料便宜；2、产品纯度高；3、氨和部分二氧化碳可循环使用。

4、制造步骤简单。

不足：1、氯化钠利用率不高。

2、产生了当时被认为没用的氯化钙。

如何克服上述不足？我国化工专家侯德榜设计的联合制碱法，成功地解决了这个问题。

第一单元走进化学工业教案课题3纯碱地生产【教学目标】知识与技能：1、了解纯碱的生产及发展过程。

2、了解体验天然碱的生产与化工生产Z间的联系及体验技术的发展过程。

3、了解路布兰法，掌握氨碱法（索尔维法）及联合制碱法（侯氏制碱法）。

过程与方法：学会运用观察、实验、查阅资料等多种手段获収信息，并运用比较、分类、归纳、概括等方法对知识进行加工分析，逐步培养独立思考的能力和提高自主学习化学的能力。

情感态度与价值观：在讨论与交流屮培养与别人合作的能力，培养团队精神，并且注意加强化学与生活的联系，激发学生学习化学的兴趣，从而提高学化学、爱化学的自觉性。

【教学重点】氨碱法的生产原理【教学难点】复杂盐溶液体系中固体物质的析出结晶即离子反应的实质【教学工具】多媒体课件黑板【教学方法】讲授法讨论法分析法总结法【教学设计】【引课】这一节课，我们一起來讨论“纯碱的生产”的相关问题。

【板书】课题3纯碱的生产纯碱的化学名称是？（碳酸钠）那碳酸钠有哪些用途呢？（图片）发酵粉、洗碗、制肥皂、制药、制松花蛋、纺织、玻璃、造纸、漂染，还可以用于其他含钠化合物的制备。

自然界中是否存在天然的碳酸钠？（图片）碱湖。

我们如何能够获得这些天然的纯碱呢？（1）一些生长在盐碱地和海岸附近的植物中含有碳酸钠,可以从植物的灰烬中提取。

（2）当冬季来临时，碱湖中所含的碳酸钠结晶析出，经过简单的加工就可以使用。

历史上，一般经过张家口和古北口转运到全国各地，因此，在我国素有“口碱”之说。

【思考与交流】1 •从天然碱的形成推测碳酸钠在水中结晶析出主要受到哪些因素的影响？改变温度、结晶水合物的组成以及溶剂水的质量等因素，可以改变碳酸钠在水中的溶解情况，提高结晶析出的速率和质量（纯度）。

【过渡】18世界屮期工业革命以后，天然碱和从植物的灰烬屮提取的碱已经不能满足生产发展的需耍，纯碱工业随之发展起来。

2.根据天然碱的存在及其主要化学成分，请你设想工业生产碳酸钠的主要原料是什么？为什么？碳酸钠中含有钠离子和碳酸根离子。

第一单元走进化学工业课题3纯碱的生产(2)了解纯碱的生产及发展过程；(3)了解体验天然碱的牛产与化工牛产之间的联系及体验技术的发展过程；(4)了解路布兰法，掌握氨碱法(索尔维法)及联合制碱法(侯氏制碱法)。

■点难点氨碱法的生产原理1.碳酸钠的俗名叫_______ ,可用来________ 、_______ 、_______ 、_____ 和_______ , 在我国素有“_______ ”之说。

2.氨碱法是由比利时人________ 发明的，是以________ 和_______ 为原料生产碳酸钠的过程。

氨碱法的副产品是_________ 。

(1) _______________________________________________________________________ 生产碳酸氢钠和氯化钱的化学方程式是_______________________________________________ ,(2) _______________________________________________________________________ 制取碳酸钠的化学方程式是_________________________________________________________ o 2. __________________________________ 联合制碱法是由我国化学家 __________ 发明的，也称________________________________ ,是将与联合生产的改进工艺，其中原料NHs和C02来自 ,其副产品为o1.从天然碱的形成推测碳酸钠在水中结晶析出主要受到哪些因素的影响?2.科学探究(1)向八gNO?溶液中滴加KCI将会看到什么现象？写出相应的离子方程式?(2) 20°C时，由NHiHCOs^aCl和H20配制成一混合溶液，当把溶液加热蒸发后冷却至20°C , 首先析出的程式？20°C时一些物质在水中的溶解度/gNaCl NHiCl Na2C()3NaHC03NH4HCO335.937. 221.59.621. 7（3）通过这两个反应，大家谈一下你对物质的溶解性和离子反应的实质的认识?3.下图是氨碱法生产原理示意图♦1.碳酸钙和氨气的主要作用分别是什么？2.在生产过程屮，那些物质可以循环使用？3.在生产过程中，先通入NHs,述是先通入C02?为什么？4.联合制碱法的生产原理是什么？比较联合制碱法和氨碱法的优缺点?・I1.我国著名的化工专家侯德榜在20世纪20年代所创立的“侯氏制碱法”誉满全球。