《氯碱工业》的教学设计

中国现代化工之母──氯碱工业-沪科版高一化学上册教
案
一、教学目标
1.了解氯碱工业的发展历史和现状；
2.掌握氯碱工业的原理和技术；
3.学习氯碱工业的应用。

二、教学重难点
•重点：氯碱工业的发展历史和技术原理；
•难点：氯碱工业的设备和安全生产。

三、教学内容及教学步骤
1. 氯碱工业的发展历史
氯碱工业的起源
•安东尼·莱文霍克于1774年用电解法制备了氢氧化钠；
•葛缤德在1886年用电解法制备了氯气。

氯碱工业在中国的发展
•1950年代开展；
•1960年代发展迅速；
•1978年后得到改革和发展。

2. 氯碱工业的技术原理
氯碱工业的原理
氯碱工业是利用电解法将食盐水溶液分离成氯气、氢气和氢氧化钠的生产过程。

氯碱工业的技术流程
① 准备原料
② 电解
③ 分离产物
氯碱工业的设备
•电解槽
•收集器
•氢气收集槽
•离子交换膜
氯碱工业的安全生产
•确保电解槽、收集器的清洁；•保证电解槽的稳定性；
•严格控制温度、电流和电压。

3. 氯碱工业的应用
•氢氧化钠的应用
•氯气的应用
•次氯酸钠的应用
•氢气的应用
四、课后作业
•完成练习题；
•思考氯碱工业的未来发展方向。

五、教学反思
氯碱工业是中国现代化工的重要组成部分。

学生在本节课的学习中，了解了氯碱工业的发展历史、技术原理、设备和安全生产等方面的知识。

通过此次学习，他们对中国现代化工的重要性有了更深刻的理解和认识。

示范教案一第二节氯碱工业第二课时［引言］上节课我们学习了电解饱和食盐水的反应原理，知道其可以得到三种重要的化工原料——氢气、氯气和烧碱。

由于这几种产物混合时易发生化学反应，故需使电解反应在特殊的电解槽(即离子交换膜电解槽)中进行。

但进入电解槽阳极室的饱和食盐水必须是精制的，为什么要精制？粗盐水又应该如何精制？下面我们就来探讨这个问题。

［板书］第二节氯碱工业(第二课时)二、离子交换膜法制烧碱2.食盐水的精制［讲解］由上一节所学知识我们知道，离子交换膜的特点是只允许指定离子通过。

而等杂质，它们的存在会使制得的NaOH 粗盐水中常含有泥沙、Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、SO-24纯度降低，同时会使离子交换膜受到损坏，故在电解前，必须对饱和食盐水进行精制。

等杂质，怎样用［投影］已知粗盐水中常含有泥沙、Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、SO-24BaCl2、Na2CO3、NaOH、盐酸等试剂将其除去？［师］请大家分组讨论，设计除杂方案。

［学生讨论，并设计除杂方案，教师选择有代表性的方案，用来展示和讲解］［教师评讲后总结］对于有关除杂问题的解答，首先应注意：在除去已有杂质的同时，不能带进新的杂质。

因此，在解答此种类型的题目时，一定要“瞻前顾后”，即注意思维的严密性。

其次，对于所提供的试剂，一定要弄清楚使用它的目的。

例如，在本题的，而Na2CO3定然是用来沉淀Ca2＋的，NaOH可使Mg2中，BaCl2显然是用来清除SO-24＋、Fe3＋等以沉淀的形式析出来，盐酸是用来调节溶液的pH的。

在此基础上，再对所加试剂进行合理排序，即可达到实验目的。

［依据以上思路，教师和学生一块设计出以下除杂方案］［板书］［想一想］1.为什么精制盐水时，要使所加BaCl2、NaOH、Na2CO3过量？［议一议］2.若把所加NaOH和Na2CO3的顺序调换一下，对精制结果是否会有影响？［学生思考，讨论后回答］答案：1.加BaCl2过量，可使溶液中的SO-24沉淀完全，加NaOH、Na2CO3过量，是为了使溶液中的Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋和过量的Ba2＋沉淀完全。

第二单元氯碱工业[知识回顾]1.粗盐中含有钙离子、镁离子、硫酸根离子应该如何除去？2.电解硫酸铜、氯化钠、氯化铜、氢氧化钠的电极反应以及总反应如何书写？阴极的放电顺序为？阳极的放电顺序为？3.电解饱和食盐水时可能存在的副反应有哪些？〔知识学习〕完成活动与探究食盐思考1.该装置的阴极区与阳极区分别的位置如何？阴阳极材料是否可以交换？3.如何检验阳极产物？如何检验阴极产物？，本装置如何避免副反应发生？8.观察图２－９石棉隔膜电解食盐水装置，分析其工作原理，阅读相应内容，思考该装置的缺点是什么？12.利用上述方法电解食盐水时必须要进行粗盐的提纯原因是什么？，如何进行粗盐的提纯？请写出食盐的步骤，指出步骤的关键？15.分析离子膜法电解槽的工作原理，其与隔膜法的不同有几点？改进在那里？16.法拉第定律的内容是什么？习题巩固：1. 离子膜法制烧碱示意图如右图所示，2. 有关说法正确的是A、a口进水B、b口进精制饱和食盐水C、c口出的是Cl—是由b口进入的D、d口出的是H23. 从H+、Na+、Cu2+、Cl-、OH-、SO42-六种离子中恰当地组成电解质，4. 按下列要求进行电解.⑴以碳棒为电极，5. 使电解质质量减小，6. 水量不7. 变进行电解，8. 则采用的电解质是⑵以碳棒为电极，9. 使电解质质量不10. 变，11. 水量减小进行电解，12. 则采用的电解质是⑶以碳棒为电极，13. 使电解质和水都减少且溶液的PH值降低；则采用的电解质是14.氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程示意图如下：依据上图，15. 完成下列填空：（1）在电解过程中，16. 与电源正极相连的电极上所发生反应的化学方程式为，17. 与电源负极相连的电极附近，18. 溶液pH值（选填：不19. 变．升高或下降）（2）工业食盐含Ca2+．Mg2+等杂质。

精制过程发生反应的离子方程式为，20. （3）如果粗盐中SO-24含量较高，21. 必须添加钡式剂除去SO-24，22. 该钡试剂可以是（选填a．b．c，23. 多选扣分）A．Ba(OH)2 B．Ba(NO3)2 C．BaCl2(4)为有效除去Ca2+．Mg2+．SO-24，24. 加入试剂的合理顺序为（选填a，25.b，26. c多选扣分）A．先加NaOH，27. 后加Na2CO3，28. 再加钡试剂B．先加NaOH，29. 后加钡试剂，30. 再加Na2CO3C．先加钡试剂，31. 后加NaOH，32. 再加Na2CO3（5）脱盐工序中利用NaoH和NaCl在溶解度上的差异，33. 通过．冷却．（填写操作名34. 称）除去NaCl（6）在隔膜法电解食盐水时，35. 电解槽分隔为阳极区和阴极区，36. 防止Cl2与NaOH 反应；采用无隔膜电解冷的食盐水时，37. Cl2与NaOH充分接触，38. 产物仅是NaClO和H2，39. 相应的化学方程式为40.某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，41. 用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液，42.通电时，43. 为使Cl2被完全吸收，44. 制得有较强杀菌能力的消毒液，45. 设计了如图的装置，46. 则对电源电极名47. 称和消毒液的主要成分判断正确的是A．a为正极，48. b为负极；NaClO和NaClB．a为负极，49. b为正极；NaClO和NaCl C．a为阳极，50. b为阴极；HClO和NaCl D．a为阴极，51. b为阳极；HClO和NaCl52. 如图所示装置中，53. a、b都是惰性电极，54. 通电一段时间后，55. b极附近溶液呈蓝色。

氯碱工业——基于化工发展史的教学设计作者：王建军来源：《化学教学》2010年第10期文章编号:1005-6629(2010)10-0044-03 中图分类号:G633.8 文献标识码:B1 教材内容分析及教学设计构思氯碱工业是无机化工的支柱产业之一,在我国的化工产业中占有重要地位。

其反应原理是电解原理的重要应用,也是高中化学中出现的为数不多的重要化工知识之一。

离子交换膜法制烧碱的精巧设计,代表了目前工业制烧碱的先进技术,也是制碱工业长期发展、变化的结果,更是人类知识进步和智慧的结晶。

我国氯碱工业在近年的发展中取得了长足的进步,但在某些方面还存在着一定的问题。

在氯碱工业的电解原理和工业装置的学习过程中,融入对其化工发展史的了解,一方面可加深学生对电解原理应用的理解,另一方面可以在对原理与设备的改进过程中,提高分析、对比和思辨能力,体会科技进步对工业发展的巨大推动力,同时,在对我国氯碱工业发展取得的成绩和存在问题的思考中,增强为科技进步和祖国强盛而学习的动力。

电解原理一节[(苏教版)化学反应原理模块:化学反应与能量变化第二单元,电解原理及其应用(第二课时)]通常设计为两课时,但从实际教学效果看,时间较紧,不利于学生系统深入地掌握相关知识和发展能力。

基于氯碱工业在教材和工业生产中的特殊地位,为了体现其重要性及其蕴含的化学科学的人文内涵,结合普通高中化学课程标准:“通过化学发展史的线索,使学生认识化学概念和化学原理是不断发展和深化的”的建议,为有效体现情感、态度和价值观的教育,将其单独列为一课时。

将后面的电镀与精炼铜与后面的习题课并为一课时,统筹安排。

2教学目标[知识与技能](1)进一步了解电解池的工作原理。

(2)了解氯碱工业的反应原理和工业装置原理。

[过程与方法]通过实验分析、对比、讨论,思考历史上关于氯碱工业原理的优点与缺点,培养概括能力和分析能力,加深对氯碱工业原理与装置的认识和理解,在反思和比较中体会科技创新的过程与方法。

氯碱工业学习目标1．掌握电解饱和食盐水的基本原理及其产品的主要用途。

2．了解先进的电解制碱技术离子交换膜法。

3．巩固工业制碱原理。

了解以氯碱工业为基础的化工生产及产品的主要用途。

4．了解以氯碱工业为基础的化工生产过程的污染及其产品对环境污染。

培养学生的良好的环保意识。

学习过程一、自学探究1．（课本56页图4---7）⑴一根碳棒作阳极，一根铁棒作阴极，即电极为_______电极，溶液中存在的离子有_________。

根据放电的先后顺序，阳极电极反应式为______________。

阴极电极反应式为_______________。

总反应式为：________________。

⑵电解前向溶液中滴加酚酞，现象_____________，随着电解反应的进行，溶液颜色由_______________，两极极板上都有_______________产生，如何检验气体的种类？（可再思考一下：若是阴、阳极都用铁电极或都用石墨电极时所发生的电极反应有什么差异？电解过程中溶液中各种离子的浓度会怎样变化？电解时阴阳两极分别产生氯气和氢气，理论上生成的氢气的体积、氯气的体积应该相等，但实验可观察到阳极上产生的气泡明显比阴极产生的气泡少，为什么？）2．见教材61页图4-13电解饱和食盐水装置。

(1)碳棒和铁钉可以交换使用吗？为什么？(2)教材第61页讨论2。

二、总结与评价[总结]1．在0饱和食盐水中接通直流电源后，溶液中带负电的OH—、和Cl—向阳极移动，由于Cl—比OH—容易失去电子，在阳极被氧化成氯原子，氯原子结合成氯分子放出；溶液中带正电的Na+、和H+向阴极移动，由于H+比Na+容易失去电子，在阴极被还原成氢原子，氢原子结合成氢分子放出；在阴极上得到NaOH。

2．氯碱工业所得的NaOH、Cl2、H2 都是重要的化工生产原料，进一步加工可得多种化工产品，涉及多种化工行业，如：有机合成、医药、农药、造纸、纺织等，与人们的生活息息相关。

中国现代化工之母──氯碱工业一、概述氯碱工业是指利用电解的方法在氯化钠溶液中分离氯、氢氧化钠和氢氧化氢等化学品的工业。

它是中国现代化工的代表之一，也是我们国家二十世纪六七十年代以来大力发展的重要工业。

氯碱工业对于国民经济的发展和人民生活的改善起着重要的作用。

二、工业过程氯碱工业是由三步反应组成的电化学反应：1. 氯化钠的电解电解池正极通入氯化钠溶液，负极通入水蒸气或饱和氢氧化钠溶液。

在电解过程中，氯化钠的分子在正极被氧化成氯气、钠离子和电子，同时在负极发生还原反应，水分子或氢氧化钠被还原成氢气和氢氧化钠离子。

电解反应的化学方程式为：$$\\text{2NaCl + 2H}_2\\text{O} \\rightarrow \\text{Cl}_2\\text{(气) +H}_2\\text{(气) + 2NaOH}$$2. 氢氧化钠的脱水在电解产生的氢氧化钠溶液中加入一定量的热量就会发生脱水反应，水分子与氢氧化钠分子结合生成水合离子。

化学方程式为：$$\\text{NaOH} + \\text{H}_2\\text{O} \\rightarrow \\text{Na+} +\\text{OH}-\\text{(氢氧根离子)}$$3. 氢氧化钠的吸湿氢氧化钠吸收大量的湿气，形成固体氢氧化钠。

化学方程式为：$$\\text{NaOH} + \\text{H}_2\\text{O} + \\text{CO}_2 \\rightarrow\\text{NaHCO}_3$$三、应用氯碱工业的产物包括氯气、氢气和氢氧化钠。

这些产品是众多工业的重要原材料，主要用于制造氯化物、药品、塑料、纤维、合成橡胶和化学肥料等产品。

另外，氯碱工业还可以提供氯气和氢气，这两种气体也是制造许多有机化学品的基础原料，如乙烯、丙烯、丁二烯等。

这些化学品广泛应用于生产塑料、纤维、橡胶、合成洗涤剂等产品，是现代工业中非常重要的化学品。

四、现状目前，我国在氯碱工业领域的技术水平已相对成熟，成为维持国内化工产业顺利发展的有力保障。

氯碱工业［教学目标］1．使学生了解氯碱工业反应原理。

2．使学生了解电解槽。

3．常识性介绍氯碱工业中食盐水的精制。

4．使学生了解氯碱工业为基础的化工产品。

［重点、难点］氯碱工业的反应原理。

［教学准备］U形管、电源、电流计、碳棒；饱和食盐水、淀粉KI试纸、酚酞试液。

［教学过程］［复习］电解原理有关内容。

［引入］工业上用电解饱和食盐水法来制取NaOH、H2、Cl2，并以它们为原料生一系列化工产品，称为氯碱工业。

本节我们主要研究氯碱工业的化学原理。

［板书］第二节氯碱工业一、电解饱和食盐水反应原理［讲解］在前面们学习了电解、电镀，在学习中我们知道电解时，阴极区聚集阳离子，阳极区聚集阴离子。

依据氧化性、还原性强弱顺序电解出不同的产物。

电解饱和食盐水，［思考］饱和氯化钠溶液中的成分？［分析］氯化钠电离：NaCl ＝Na+＋Cl－阳离子：Na+、H+（少量）；阴离子：Cl－、OH—（少量）［演示实验］［观察现象］（两电极均有气体产生，且在阴极区可看到溶液颜色变红――事先滴加有酚酞；在阳极区，即生成氯气的U形管一侧的管口，放置的湿润的淀粉KI试纸变蓝。

）［思考］为什么？［分析］溶液中：阳离子：Na+、H+（少量），氧化性：H+ > Na+。

氢离子易失去电子，生成氢气。

阴离子：Cl—、OH—。

还原性：Cl—> OH—。

氯离子易失去电子，生成氯气。

阳极反应：2Cl——2e—＝Cl2↑阴极反应：2H++ 2e—＝H2↑随着溶液中H+的大量消耗，使溶液中氢氧根离子浓度大于OH—离子的浓度，溶液显碱性，所以酚酞试液变红。

［板书］阳极反应：2Cl——2e—＝Cl2↑阴极反应：2H++ 2e—＝H2↑总反应：2NaCl＋2H2O 电解2NaOH＋H2↑＋Cl2↑［小结］氯碱工业的化学原理2NaCl＋2H2O 电解2NaOH＋H2↑＋Cl2↑［思考］1．氯气的尾气是如何处理的？2．氯气与氢气能否混合收集？［过渡］氯气可以与碱反应，氢气与氯气混合是一件很危险的事情。

沪科版拓展型课程《氯碱工业和联合制碱工业》教案及教学反思一、课程简介本节拓展型课程为沪科版高中化学教材的一部分，主要介绍氯碱工业和联合制碱工业的相关知识。

课程内容包括氯碱化工的基本概念、工艺流程、应用及环保等方面，以及联合制碱工业的概述、发展历史和未来趋势等方面。

二、教学方式本节课程的教学方式主要采用讲授式教学，辅以案例分析、问题解答和小组讨论等互动式教学形式，以激发学生学习的兴趣和积极性，同时促进学生思维的开阔和深入。

三、教案设计第一部分：导入（5分钟）首先，营造好课堂氛围，引导学生进入本节课程的学习状态。

具体做法是利用投影仪呈现氯碱工业和联合制碱工业的图片，引起学生的兴趣，提出一些开放性问题，鼓励学生进行思考和探究。

第二部分：讲授式教学（45分钟）1.氯碱工业概述–意义及发展历程–制盐法与电解法–工艺流程及应用–环保措施和建议2.联合制碱工业概述–意义及发展历程–工艺流程及应用–未来发展趋势3.案例分析：氯碱工业生产及环保问题研究–探究氯碱工业的生产流程及其带来的环境污染问题–讨论现有的环保措施是否有效，是否存在不足之处–提出建议和改进方案–激发学生对于生态环境保护的意识和贡献第三部分：交流与总结（10分钟）使用小组讨论的方式，让学生自由表达自己的想法和观点，引导学生将所学内容与实际生活联系起来，思考如何应用所学知识解决生产和生活中的实际问题。

在课程结束时，给予学生足够的时间让他们总结所学内容并提出问题与疑惑。

同时，老师也应该给予学生充分的时间回答问题并解答疑惑。

四、教学反思1.教学过程中，教师应要挖掘学生的好奇心、想象力和探究欲望，鼓励学生积极参与课堂互动，尤其是在案例分析和小组讨论环节中给予学生足够的自由度和发言时间，从而提高学生的学习效果。

2.针对联合制碱工业的未来趋势方面，老师可以适当引入前沿科技领域的新技术和新理念，以引导学生关注和研究当今世界的科学前沿，从而激发学生的科学思维和创新意识。

氯碱工业和联合制碱工业-沪科版拓展型课程教案一、概述氯碱工业是以钠氢氧化物为核心的重要基础化工原料生产过程，主要产品是氯气和氢气，以及液体氢氧化钠和氯化钠。

联合制碱工业是指采用电渣重熔法从氯化钠和碳酸钠中提取碱。

本课程主要介绍氯碱工业和联合制碱工业的相关知识和技术。

二、知识点1.氯碱工业1.电解池原理–电解池概念–电解池设备–电解池原理2.氯碱工业原理–钠氢氧化物生产过程–氯气制备过程–氢气制备过程–液体氢氧化钠和氯化钠的生产2. 联合制碱工业1.联合制碱法原理–联合制碱法概念–联合制碱法硫酸法和氯化法2.氯化制碱法原理–氯化制碱法概念–氯化制碱工艺过程本课程为拓展型课程，建议授课时数为4节课。

四、教学目标1.了解氯碱工业和联合制碱工业的原理和工艺；2.掌握电解池和氯碱工业的相关知识；3.掌握联合制碱法和氯化制碱法的相关知识。

五、教学内容第一节：氯碱工业概述1.氯碱工业及产生背景2.钠氢氧化物的制备及应用3.电解池及电解反应第二节：氯碱工业的原理与工艺1.氯气的生产及用途2.液体氢氧化钠及氯化钠的生产及应用3.氢气的生产及用途第三节：联合制碱工业1.联合制碱工业的定义和基本概念2.硫酸法联合制碱及其工艺过程3.氯化法联合制碱及其工艺过程第四节：氯碱工业和联合制碱工业的比较1.工业原料成本对比2.生产效率的对比3.环保标准的对比本课程采用多媒体展示、教师讲解、案例分析及讨论等多种教学方法相结合，使学生在接收知识的同时，将理论知识与实际应用相结合，培养其解决实际问题的能力，以满足现实工作的需求。

七、教学评估本课程评估方式包括知识测验、课堂参与、实验报告和个人总结报告。

其中，知识测验占评估的50%，课堂参与占评估的20%，实验报告占评估的20%，个人总结报告占评估的10%。

八、课程参考书目1.《钠氢氧化物生产技术与应用》2.《氯碱工业和联合制碱工业技术指南》3.《化工过程原理与应用》。