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第八单元第三节
海水“制碱”
鲁教版 九年级下册
新知导入
第八单元第三节
海水“制碱”
鲁教版 九年级下册
盐!
Na2CO3
俗称:纯碱或苏打
认定目标
1.认识纯碱(碳酸钠)等盐类物质的重要性质,能运用比较、归纳等方法对盐的性质、溶解性进行归纳;知道工业制取纯碱的化学原理;了解纯碱在日常生活和工业生产中的应用。
2.通过对氨碱法制纯碱的反应原理分析,树立元素守恒观,使学生进一步认识质量守恒定律,能用微观的观点对反应作出解释。
3.通过了解纯碱在日常生活中的用途,了解人们如何利用化学反应改善和提高生活质量;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。
怎么办?
如果要你来制备纯碱,你会考虑哪些方面?
新知探究1
物质制备的一般思路
新知探究1
CO2
加C、O
去Cl
向饱和食盐水中通入CO2
向饱和食盐水中先通入NH3制成饱和氨盐水
氨气溶于水显碱性,氨盐水比食盐水更易吸收CO2
中和反应原理!
加压
石灰石
元素守恒
NaCl
Na2CO3
原料的选择:
?
新知探究1
海水制碱的原料:
食盐、石灰石和氨气
成果共享
↓ ↓ ↓
CO2 使CO2更易 被食盐水吸收
NaCl
新知探究1
NaCl +H2O + NH3+CO2 NaHCO3+ NH4Cl
2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+ H2O
明确反应原理:
碳酸氢钠或小苏打
纯碱或苏打
碳酸氢根离子HCO3-
奥秘揭示
反应为什么能发生呢?
吸氨
碳酸化
过滤
热解
新知探究1
思考:
1、在生产过程中为什么要先通入氨气得到饱和的氨盐水后再通入二氧化碳?
氨气易溶于水,使溶液呈碱性,有利于二氧化碳的吸收,生成较多量的碳酸氢钠。
新知探究1
2、氨盐水吸收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?
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。
新知探究1
NaHCO3
加热
饱和食盐水
通入
饱和氨盐水
氨气
二氧化碳过滤
NH4Cl
Na2CO3
NH3
熟石灰
氨碱法制纯碱的流程
新知探究1
探究升级
1.析出NaHCO3后的溶液中是否含有NaHCO3
含有NaHCO3
2.析出NaHCO3后的溶液是NaHCO3的饱和溶液吗
是饱和溶液
3.析出NaHCO3后的溶液中除了含有NaHCO3外,主
要还含有什么物质
还含有NH4Cl
讨论分析后回答:
新知探究1
到了1862年,比利时化学家索尔维实现了氨碱法的工业化。由于这种新方法能连续生产,产量大,质量高,省劳动力,废物容易处理,成本低廉,它很快取代了勒布兰法。掌握索尔维制碱法的资本家为了独享此项技术成果,他们采取了严密的保密措施,使外人对此新技术一无所知。一些技术专家想探索此项技术秘密,大都以失败告终。不料这一秘密竟被一个中国人运用智慧摸索出来了。这个人就是侯德榜。
闪光的足迹
多识一点
红三角牌纯碱
永利化工厂
侯德榜(1890-1974)
1890年8月9日出生于福建的一个农民家庭,就读于福州英华书院和沪皖两省路矿学堂,1910年考入清华留美预备学堂,1913年公费赴美留学,1917~1921年先后获得麻省理工学院化学工程学学士学位、哥伦比亚大学硕士学位和该校哲学博士学位。
多识一点
阅读课本44页多识一点:侯氏制碱法
问题:
1、氨碱法制纯碱的优、缺点?
2、侯氏制碱法优于氨碱法之处是什么?
多识一点
有利有弊
扬长避短
氨碱法
联碱法
评价方案
多识一点
1、碳酸钠( 化学式):
俗名:
物理性质:
用途:
纯碱、苏打
白色粉末状固体,易溶于水,其水溶液呈碱性。纯碱不是碱,是盐。
Na2CO3
玻璃纤维
工业纯碱(Na2CO3)主要用于玻璃、化工、冶金、造纸、印染、合成洗涤剂、石油化工等工业。
食用纯碱(Na2CO3)主要用于食品工业。
二、碳酸钠和碳酸氢钠的用途
新知探究2
知识拓展
清洗餐具
蒸馒头
碳酸钠在生活中的用途
新知探究2
清洗蔬菜表
面的农药
清洗鱼胆的苦味
新知探究2
纳米自净玻璃
玻璃纤维
各种药物
各种合成洗涤剂
食品工业
Na2CO3
新知探究2
2、碳酸氢钠 (化学式):
俗名:
物理性质:
用途:
化学性质:
NaHCO3
白色粉末状固体,易溶于水,其水溶液呈碱性。
作食品添加剂、治疗胃酸过多、做灭火剂等。
2NaHCO3 == Na2CO3 + H2O + CO2↑
NaHCO3 + 2HCl == 2NaCl + H2O + CO2↑
小苏打
新知探究2
小苏打在生产和生活中的用途
NaHCO3
盐
新知探究2
实验:用试管取适量的碳酸钠溶液,向试管中滴加酚酞试液。
现象: .
可见,碳酸钠 (难、易)溶于水,溶液呈 性。
溶液颜色变红
碱
1、与指示剂的作用
易
三、纯碱的性质
新知探究3
2、与盐酸和稀硫酸的反应
实验:用试管取适量的碳酸钠,向试管中滴加稀盐酸。
现象: .
产生气泡,燃着的木条熄灭
2HCl + Na2CO3 == 2NaCl + H2O + CO2↑
H2SO4 + Na2CO3 == Na2SO4 + H2O + CO2↑
CaCO3 + 2HCl == CaCl 2 + H2O + CO2↑
某物质
+HCl
产生气体
变浑浊
+Ca(OH)2
CO2
CaCO3
碳酸盐
思考:如何鉴别碳酸根离子
取样品于试管中,滴加稀盐酸,可观察到有气泡产生,将产生的气体通入澄清的石灰水中,若石灰水变浑浊,则样品中有碳酸根离子或碳酸氢根离子。
新知探究3
实验:用试管取适量的碳酸钠溶液,向试管中滴加澄清石灰水。
现象: .
3、与氢氧化钙的反应
产生白色沉淀
Ca(OH)2 + Na2CO3= CaCO3 ↓+ 2NaOH
4、与氯化钡的反应
实验:用试管取适量的碳酸钠溶液,向试管中滴加澄清石灰水。
现象: .
产生白色沉淀
Na2CO3 + BaCl2 = BaCO3↓+ 2NaCl
新知探究3
盐的溶解性口诀:
钾、钠、铵、硝酸盐全都溶;氯化物中银不溶,
硫酸盐中钡不溶,硫酸钙、银是微溶;碳酸盐只溶钾、钠、铵。
这些你都记住了吗?
说明:1、钾、钠、铵、硝酸盐都可溶。
2、盐酸盐只有氯化银不溶。
3、硫酸盐只有硫酸钡不溶。
4、碳酸盐只溶钾、钠、铵,碳酸镁微溶,剩下都不溶。
1、酸都溶
2、可溶性溶碱有五位:钾、钠、铵、钙、钡。
新知探究3
常见的沉淀
1、AgCl、BaSO4 白色,既不溶于水也不溶于酸
2、Cu(OH)2、Fe(OH)3
蓝色 红褐色 不溶于水但溶于酸
Mg(OH)2、Al(OH)3
白色 白色
3、CaCO3、BaCO3、Ag2CO3白色,不溶于水可溶于酸且放出使石灰水变浑浊的气体。
新知探究3
纯碱的化学性质
1.碳酸钠溶液呈碱性,能使指示剂变色。
2.碳酸钠能与酸发生复分解反应生成二氧化碳
Na2CO3 + 2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
Na2CO3 + H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑
3.碳酸钠与碱溶液发生复分解反应
Na2CO3 + Ca(OH)2=CaCO3 ↓+2NaOH
4.碳酸钠与盐溶液发生复分解反应
Na2CO3 +BaCl2=BaCO3 ↓+2NaCl
小结
观察这些反
应,它们有
什么共同
点吗?
复分解反应
新知探究3
复分解反应发生的条件:
反应类型 反应物条件 生成物条件
1
2 3 4 5 须二者都可溶
有沉淀生成
或有气体放出
或有水生成
碱 + 盐
盐 + 盐
盐 + 酸
酸 + 碱
酸+金属氧化物
有酸可不溶,无酸必可溶
新知探究4
我的收获
生总结本节课收获及存在问题
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海水“制碱”教学设计
课题 海水“制碱” 单元 八单元 学科 化学 年级 九
学习目标 1.认识纯碱(碳酸钠)等盐类物质的重要性质,能运用比较、归纳等方法对盐的性质、溶解性进行归纳;知道工业制取纯碱的化学原理;了解纯碱在日常生活和工业生产中的应用。2.通过对氨碱法制纯碱的反应原理分析,树立元素守恒观,使学生进一步认识质量守恒定律,能用微观的观点对反应作出解释。3.通过了解纯碱在日常生活中的用途,了解人们如何利用化学反应改善和提高生活质量;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。
重点 1.氨碱法制纯碱的原理、纯碱的性质、常见盐的水溶性应用2.复分解反应发生的条件
难点 1.氨碱法制纯碱的原理2.复分解反应发生的条件
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 生活中蒸馒头面团发酵产生酸,加入纯碱,可以去除酸味,并使蒸出的馒头松软多孔,你知道其中的道理吗 生思考 生活常识,带着问题进入新课
认定目标 师出示目标 生读目标,明确学习任务 有的放矢
讲授新课 【新知探究1】【问题】制备物质的一般思路?【总结】原料---反应原理---反应步骤【讨论】比较氯化钠和产物碳酸钠的化学式后,想一想,氯化钠制取碳酸钠还需要什么元素的物质?【阅读教材】指导学生阅读教材,看看与猜测是否与一致。【讨论】为什么先通入氨气,再通入二氧化碳?氨盐水吸收二氧化碳后生成碳酸氢钠和氯化铵,哪种物质先析出?为什么?【总结】氨碱法制纯碱的原理,正确书写化学方程【启示】自读侯氏制碱法,自己有什么感触?【新知探究2】碳酸钠和碳酸氢钠的性质用途【自主归纳】阅读课本,归纳碳酸钠和碳酸氢钠的性质用途。【新知探究3】纯碱的性质【分组实验】明确实验内容:(1)碳酸钠与指示剂的作用(2)碳酸钠与稀盐酸的反应(3)碳酸钠与氢氧化钙的反应(4)碳酸钠与氯化钡的反应2.提出实验注意事项:操作规范、分工明确,注重归纳总结【总结】1.碳酸钠溶液呈碱性,能使指示剂变色。2.碳酸钠能与酸发生复分解反应生成二氧化碳 Na2CO3 + 2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑ Na2CO3 + H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑ 3.碳酸钠与碱溶液发生复分解反应 Na2CO3 + Ca(OH)2=CaCO3 ↓+2NaOH4.碳酸钠与盐溶液发生复分解反应 Na2CO3 +BaCl2=BaCO3 ↓+2NaCl【师补充延伸】盐的溶解性【探究新知4】复分解反应实质课件展示以下反应的微观反应动画:硝酸与氢氧化钠;碳酸钠与稀盐酸;硫酸钠与氯化钡让生能从微观的角度认识复分解反应【总结】酸碱盐之间在水溶液中发生的复分解反应实质上是它们解离出的离子相互结合生成沉淀、气体和水的过程。 生交流讨论根据元素守恒推测还需含有碳元素和氧元素的物质生讨论,交流,联系碳酸氢钠和氯化铵的溶解度曲线,进行展示。生书写化学方程式生分组实验,总结现象,书写化学方程式生理解记忆盐的溶解性生观看动画,从微观角度理解复分解反应。 让生明确制备物质的思路。并加深对质量守恒定律的理解认识加深对中和反应的认识,并根据溶解度曲线,加深对结晶的认识。正确认识氨碱法制纯碱的原理。建立性质决定用途的观念。实验,培养学生动手操作能力及自主归纳能力为学习理解复分解反应实质做准备指导学生从宏观、微观两方面理解复分解反应。
当堂训练 1.下列不属于氨碱法制纯碱所需的原料是( A )A.二氧化碳 B.氯化钠 C.氢氧化钠 D.水2.经发酵的面团有酸味,在蒸馒头前需要向面团中加入一种物质来把酸味除去,这样蒸出的馒头才松软可口,加入的这种物质应该是( C )【来源:21·世纪·教A.熟石灰 B.烧碱 C.纯碱 D.石灰石3.下列常见的盐在生产、生活中的用途不合理的是( A )A.用亚硝酸钠腌制食品B.碳酸钠广泛应用于玻璃、造纸、纺织和洗涤剂的生产C.用纯碱消耗面粉发酵生成的酸D.天安门前的华表是用大理石做的,碳酸钙还可用作补钙剂4.下列各物质中,在水中都不能溶解的一组是( D )A.MgCl2、Ca(NO3)2、BaCO3B.AgCl、BaSO4、Na2CO3C.AlCl3、Cu(OH)2、BaSO4 D.Fe(OH)3、BaCO3、AgCl5.“NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3+NH4Cl”是著名的“侯氏制碱法”的重要反应,反应生成的一种盐达到一定浓度时会从溶液中首先结晶析出。下列相关认识中,正确的是 ( AC )A. 在加压的条件下向饱和氨盐水中通二氧化碳,更有利于反应的发生B.析出晶体后溶液为NaHCO3的不饱和溶液C.该条件下NaHCO3的溶解度比NH4Cl小D.析出晶体后剩余的溶液中只有一种溶质 生训练,检验学习效果,小组交流展示
板书 第三节 海水“制碱”一、氨碱法制纯碱NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3+NH4Cl2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑1.侯氏制碱法2.纯碱3.碳酸氢钠二、纯碱的性质1. 与酸碱指示剂作用2. 与酸反应3. 与氢氧化钙反应4. 与氯化钡反应复分解反应的实质
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海水“制碱”一课一练
1.利用海水制碱,是因为海水中含有大量的( )
A.CaCl2 B. NaCl C. MgCl2 D.ZnCl2
2.下列不属于氨碱法制纯碱所需的原料是( )
A .二氧化碳 B .氯化钠 C. 氢氧化钠 D .水
3.工业上采用氨碱法生产纯碱的的工艺是先向饱和食盐水中通入较多NH3(溶液显碱性),再通入足量的CO2的原因是( )
A.使CO2更易被吸收 B.NH3比CO2更易制取
C.CO2的密度比NH3大 D.为了增大NaHCO3的溶解度
4.下列生活中常见物质的主要成分,属于盐的是( )
A.醋 B.生石灰 C.纯碱 D.烧碱
5.食盐、食醋、纯碱等均为家庭厨房中常用的物质,利用这些物质你能完成的实验是( ) ①除去热水瓶中的水垢 ②鉴别食盐和纯碱 ③检验鸡蛋壳能否溶于酸
A. ①② B. ①③ C. ① D. ①②③
6.鉴别碳酸盐常用的试剂是( )
A.硝酸银溶液 B.盐酸和澄清的石灰水 C.氯化钡溶液 D.氢氧化钠溶液
7.氯化钠溶液中溶有少量碳酸钠,下列物质中可用来除去碳酸钠的是( )
A.锌粉 B.氢氧化钙溶液 C.盐酸 D.硫酸
8. 碳酸钠是一种重要的化工原料,其俗称为( )
A.火碱 B.小苏打 C.苛性钠 D.纯碱
9.碳酸氢钠俗称为( )
A.苛性钠 B.小苏打 C.纯碱 D.火碱
10.下列各组中的离子,能在溶液中大量共存的是( )
A.Mg2+、H+、C1﹣、OH﹣ B.Na+、Ba2+、CO32﹣、NO3﹣
C.Na+、H+、Cl﹣、CO32﹣ D.K+、Cu2+、NO3﹣、SO42﹣
11.下列两种物质混合后,能发生反应,且溶液的总质量不会发生改变的是( )
A.Na2CO3溶液和稀盐酸 B.NaNO3溶液和H2SO4溶液
C.NaOH溶液和HNO3溶液 D.Na2CO3溶液和BaCl2溶液
12.“NaC1+CO2+NH3+H2O=NaHCO3+NH4Cl”是氨碱法制纯碱中的重要反应。下列叙述正确的是( )
A.该条件下NaHCO3的溶解度比NH4C1的大
B.析出晶体后的溶液为NaHCO3的不饱和溶液
C.在加压的条件下向饱和氨盐水中通二氧化碳,能加速NaHCO3的生成
D.析出晶体后剩余溶液中只有一种溶质
13.海洋是人类宝贵的自然资源,海水“制碱”体现了化学科学在改造物质中的智慧。
如图是某厂生产纯碱的工艺流程图:
请完成下列问题:
(1)该厂最终产品有 (填物质名称);
(2)流程I中为了除去杂质,加入过量BaCl2溶液、NaOH溶液和Na2CO3溶液,下列说法正确的是 (填字母序号);
A.加入三种溶液的顺序不能调整B.加入三种溶液将粗盐水中的SO42﹣、Mg2+、Ca2+转化为沉淀C.按流程I所加溶液的顺序除杂,过滤后得到四种沉淀
(3)在流程Ⅱ中,如果加入氨气不是为了生产氯化氨,氨气在制碱过程中的作用是 ;
(4)写出流程Ⅲ中发生反应的化学方程式 。
14. 初中化学中,我们学习了酸和碱发生中和反应的实质是H++OH﹣=H2O。如右图,像这种用实际参加反应的离子符号来表示反应的式子叫离子方程式。离子方程式的书写一般按以下步骤:(以Na2SO4与BaCl2反应为例)
①写出Na2SO4与BaCl2反应的化学方程 式: ;
②把易溶于水、易电解的物质写成离子形式,把难溶的物质、气体 和水等仍用化学式表示。上述方程式可改写成:2Na++SO42﹣+Ba2++2Cl﹣=BaSO4↓+2Na++2Cl﹣
③删去方程式两边不参加反应的离子:Ba2++SO42-=BaSO4↓
④检查方程式两边各元素的原子个数和电荷总数是否相等。
请回答:
(1)下列各组中的离子,在pH=3的水溶液中能大量共存的是
A. Na+、Mg2+、 Cl 、 SO42 B. Na+、 K+、 Cl 、 OH
C. Na+、Cu2+、 Cl 、 SO42 D. Na+、 K+、 Cl 、CO32
(2)写出稀盐酸滴在石灰石上所发生反应的离子方程式 ;
(3)写出一个与离子方程式Mg+2H+=Mg2++H2↑相对应的化学方程式 ;
(4)酸、碱、盐在水溶液中发生的复分解反应实质上就是两种化合物在溶液中相互交换离子的反应,只要具备生成物中有气体或沉淀或 生成,反应就能发生。
参考答案:
1.B 2.C 3.A 4.C 5.D 6.B 7.C 8.D 9.B 10.D 11.C 12.C
13.(1)碳酸钠和氯化铵 (2)B C (3)使溶液显碱性,利于吸收二氧化碳
(4)2NaHCO3=========Na2CO3+H2O+CO2↑
Na2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2NaCl
(1)AC;
(2)CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑;
(3)Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑或Mg+2HCl=MgCl2+H2↑.
(4)水.
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