纯碱的工业制法 教案.doc

纯碱的工业制法教案

上海交通大学附属中学嘉定分校蔡茂强

一、教学目标
（一）知识与技能
1、了解纯碱的生产的发展过程及简单工艺流程。
2、理解侯氏制碱法的原理。
3、掌握索尔维制碱法与侯氏制碱法的差异。
（二）过程与方法
1、通过纯碱的化学组成推测生产原料，进行初步设计。
2、通过溶解度数据及化工生产实际问题的分析，写出索尔维制碱法与侯氏制碱法基本化学原理，了解基础化学知识在生产实际中的应用。
3、通过索尔维制碱法与侯氏制碱法工业制备流程进行设计，实现对氨碱法和联氨法两种工艺优缺点的评价。
（三）情感态度与价值观
1、在讨论与交流中培养严谨求实的科学精神、团队精神。
2、结合侯德榜经历弘扬民族精神，培养学生勤于钻研、勇于创新实践的意识。
3、渗透绿色化学、科学发展的理念。
二、教学重点：
索尔维制碱法与侯氏制碱法的化学反应化学原理。
三、教学难点：
1、碳酸氢钠的制取。
2、纯碱工业生产的流程。
四、教学工具：
多媒体课件
五、教学方法：
讲授法讨论法分析法总结法
六、教学过程：
教师活动学生活动设计意图[引入]
给出提示：
1、他是中国化学工业史上一位杰出的科学家；
2、他所著的《纯碱制造》被世界各国化工界公认为制碱工业的权威专著。

猜出人名——侯德榜

引起学生关注。[展示图片]
生活中纯碱的应用
一、纯碱的应用：
了解纯碱不仅可用于玻璃、化工、冶金、造纸、印染、合成洗涤剂等工业。还可用于食品工业。关注化学在生活中应用。[过渡]纯碱是如此重要的工业原料，如何实现其工业化生产？
二、纯碱的工业生产方法：
[引导]
自然界是否存在纯碱？

在青海湖一带流传这样一句话“夏天晒盐，冬天捞碱”，有何化学原理？
[展示]鄂尔多斯天然碱厂

1、天然碱加工法

讨论后回答：
盐碱湖中存在纯碱

盐溶解度受温度变化影响较小，要提取，只能采用蒸发结晶。而碱溶解度随温度下降显著降低，冬天很易达到饱和，所以用冷却结晶的方法。
打开学生思路，运用化学原理解释生活中的问题，增强学生学习化学成就感。[过渡]依靠自然界中的碱不能满足人类需求，工业上如何通过化学反应去制备碳酸钠呢？
[引导]
要制备碳酸钠，得找生产原料。为适合大规模的生产，所找的原料应是广泛、廉价的。
2、勒布朗法
简单介绍以氯化钠和石灰石为原料的勒布朗法物质转化。

[提问]从原料成本，反应条件及原料利用率等方面分析此方法有哪些不足之处？

碳酸钠含有钠离子和碳酸根离子。含有钠离子的化合物自然界中最常见的是------氯化钠，提供碳酸根最廉价的原料是------石灰石(碳酸钙)。因此，我们可利用氯化钠和碳酸钙作为生产原料。

原料利用不充分、成本较高、设备腐蚀严重等。

培养学生辩证看待问题。3、索尔维法
[情境]在0℃下，将少量NH4HCO3固体加入到饱和食盐水中，保持温度不变，有何现象？
根据以下原料，写出得到纯碱的化学方程式。
CaCO3NaClNH3H2O

[展示]索尔维制碱法化学原理示意图。

[过渡]在由反应原理转化为工业生产须进行工艺设计。

[提问]为制备更多的碳酸氢钠，在饱和氯化钠溶液中，应先通氨气还是二氧化碳？有固体析出，NaHCO3溶解度较小。

写出方程式。

补充物质循环利用过程。

完成学案流程图

氨气和二氧化碳的溶解度不同。应先通入氨气，因为氨气极易溶于水，通入氨气后的溶液呈碱性，碱性溶液能吸收更多地二氧化碳
将理论运用到实际。

培养严谨求实的科学精神。
4、侯氏制碱法
[介绍]
侯德榜研发联合制碱法背景

[展示]联合制碱法核心原理

[提问]如何与合成氨厂联合？

[展示]联合制碱法主要流程图

[提问]分析为提高氯化钠的利用率，同时生产出有用的化肥氯化铵，可如何处理滤液？

[讲解]低温条件下，向滤液中加入细粉状的氯化钠，并通入氨气，使氯化铵单独结晶析出，经过滤、洗涤和干燥得氯化铵产品，制成化工原料或氮肥；滤出氯化铵以后的滤液，基本被氯化钠饱和，可循环使用。
[提问]为什么在低温条件下，能使氯化铵单独结晶析出？

感受科学技术对一个国家的重要性

书写合成氨工厂的反应方程式

讨论后回答：通入氨气加入氯化钠，增大离子浓度，使平衡向沉淀析出方向移动。

温度较低时，氯化铵溶解度更小，利于析出。

总结通入氨气目的。

进行爱国主义教育。

学习化学家勤于钻研、勇于创新实践的精神。
三、对比分析及评价

[布置任务]请同学们分析索尔维制碱法与侯氏制碱法异同处和优缺点。
补充学案中索尔维制碱法与侯氏制碱法流程图并进行对比分析。

滤液处理、原料来源、物质循环不同。
索尔维制碱法的优缺点:
优点：1、原料便宜
2、产品纯度高
3、氨和二氧化碳都可回收循环使