鲁教版九年级化学下册 8.3海水“制碱”课件(共59张PPT)

(共59张PPT)
Na2CO3
俗称：纯碱或苏打
第三节 海水“制碱”
1.你认为学生学习了本节教材后能增长哪些知识？学生的哪些观念会得到提升？
2.教材编者让学生想一想“由NaCl转变为Na2CO3元素的组成发生了什么变化？由NaCl制Na2CO3还需要含什么元素的物质？”提出这些问题的用意何在？
教材内容分析：
通过前面的学习，学生学会从资源的角度认识海洋，并了解了海水"晒盐" 及海水制镁的原理，对可以从海水中获取有用的物质有一定的知识经验。但利用海水制取纯碱还是非常陌生的。本节课题--海水"制碱"本身对学生就是一种吸引，激发学生学习的欲望。
对氨碱法制取纯碱的反应原理的分析是本节的重点，也是本节的难点。为什么说是难点呢？学生虽然以前学习了质量守恒定律，但对质量守恒定律的认识大多停留在"质量守恒"的层面上，尚未形成元素守恒观或具备一定的元素守恒观，但还未形成从元素守恒的角度考虑物质制取过程中的原料选取问题的能力。应先引导学生从由食盐制取纯碱时需要补充的元素入手分析，树立正确的元素守恒观；再引导学生认识氨碱法制纯碱的步骤和反应原理，从原料是否廉价易得，工艺过程是否简单可行，生产过程是否会造成污染等多个角度来分析；最后要引导学生明白氨盐水比食盐水更容易吸收二氧化碳的原因及碳酸氢钠先析出的原因。教材这样层层递进安排内容，更符合学生由浅入深的认知规律，利于突出重点，分散难点。
对侯氏制碱法的学习，主要目的是让学生要学会全面辨证地认识氨碱法的优缺点，了解侯氏制碱法的优点，认识到科学方法在人们的实践过程中是不断发展的。并通过了解侯德榜的事迹，激发学生爱国热情，树立正确的科学观和人生价值观。
对纯碱和碳酸氢钠用途的学习，既引领学生从化学走进生活、生产，帮助学生认识化学的应用价值，又为下节课学习埋下伏笔。
教学目标：
1.知道工业制纯碱的化学反应原理。
2.通过对氨碱法制取纯碱的反应原理的分析，树立元素守恒观。
3.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。
4.了解纯碱在日常生活和工农业生产中的应用。
创设情景导入新课：
海洋是大自然馈赠给我们人类的巨大的资源宝 库，通过这段时间的学习，同学们一定体会很深。从海水中我们可以获取食盐、金属镁等许多物质；我们还可以从海水中获取水以解决人类面临的淡水资源危机；海水中的资源，只要是有用的成分，我们都可以设法从中获取。今天我们学习的内容是“海水制碱”

自然界中有纯碱吗？
内蒙古鄂尔多斯合同查汗淖碱湖

天然碱
盐湖
纯碱（Na2CO3)
鄂尔多斯天然碱厂
纯碱生产车间
氨碱法生产纯碱的流程图。
泵
给料槽
吸氨塔
碳酸塔
过滤机
转炉
升降机
贮槽
成品包装
请同学们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？
提示：碳酸钠由哪些元素组成？碳酸钠中哪种成分可以从海水中获得？由氯化钠制碳酸钠还需含哪些元素的物质 从化学转化角度考虑你认为碳酸钠可以由哪些物质相互作用转化而来 在具体的生产过程中又是怎样转化的
NaHCO3
煅烧
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
NaCl +NH3＋CO2＋H2O NaHCO3+ NH4Cl
2NaHCO3 Na2CO３＋CO2↑+ H2O
氨碱法制纯碱原理
思考：
1.为什么采用饱和的食盐水？
2.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？
3.氨盐水吸收二氧化碳后生成的碳酸 氢 钠和氯化铵，那种物质首先析出？
为什么？（提示：根据课本溶解度曲线）
10℃ 20℃ 30℃ 40℃
NaCl 35.8 36.0 36.3 36.6
NH4HCO3 15.8 21.0 27.0 ------
NaHCO3 8.1 9.6 11.1 12.7
NH4Cl 33.3 37.2 41.4 45.8
1.化工产品的生产利用原料最大限度的获取产物，尽量做到物尽其用。
2.气体的溶解度随压强增大而增大，氨气的溶解度为1：700（水和氨气的体积比），二氧化碳的溶解度为1：1，氨气溶于水呈碱性，二氧化碳溶于水呈酸性。NH3 +CO2 +H2O== NH4HCO3
3.几种物质的溶解度：
溶解度/g
温度
盐
侯德榜
优点：
缺点：
原料便宜
氯化钠利用率低
氨气和二氧化碳可循环使用
产生了无用的氯化钙,用处不大，且污染环境
向析出NaHCO3的母液(氯化铵)中加入研细的NaCI，使NH4CI结晶析出，用作氮肥，氯化钠溶液可循环使用。
化学性质：
1.受热易分解
2.与酸反应（反应类型： ）
NaHCO3+HCl NaCl CO2 H2O
2NaHCO3 Na2CO3 CO2 H2O
联系你学过的知识并根据碳酸氢钠的组成，
猜测碳酸氢钠可能具有哪些化学性质？
碳酸氢钠的用途：
阅读
注：1.碳酸氢钠还有其它性质。
2.根据物质的储存方法可以推测出物质所具有的化学性质。如：低温、避光可推测出物质受热、见光易分解；
密封推测该物质可能与空气的某种气体发生反应等
谈谈你的收获？
凡是黄头发蓝眼睛的人能办到的,我们黑头发黑眼睛的人也一定能办到!
侯德榜
1862年比利时科学家索尔维发明了氨碱法制纯碱,并对制碱技术进行了垄断。
侯氏制碱法的诞生
1921年10月侯德榜接受了永利碱业公司的聘请，毅然从美国启程回国，决心自己开发制碱新工艺， 经过600多次研究实验，分析了2000多个样品，历时5年，于1942年发明并创立了举世闻名的“侯氏制碱法”。本可以高价出售这一专利而获得巨额财富的侯德榜却把它公布于众，让世界各国人民共享这一科技成果，促进了世界制碱技术的发展。
侯氏制碱法的反应原理
① NaCl+ NH3+ H2O + CO2=== NaHCO3↓+ NH4Cl
② 2NaHCO3 Na2CO3 + H2O + CO2
③向析出NaHCO3的母液中加入研细的NaCI，还得到另一产品NH4CI固体
加热
总原理相同:
2NaHCO3 ====== Na2CO３＋CO2↑+ H2O
NaCl +NH3＋CO2＋H2O NaHCO3+ NH4Cl
不同：对过滤出NaHCO3后的母液的处理方法
这两种制碱方法有何异同
10℃ 20℃ 30℃ 40℃
NaCl 35.8 36.0 36.3 36.6
NH4HCO3 15.8 21.0 27.0 ------
NaHCO3 8.1 9.6 11.1 12.7
NH4Cl 33.3 37.2 41.4 45.8
追踪科学家的足迹
材料一:纯碱的产量是衡量一个国家化学工业发展水平的重要指标.下面是实验室模拟候氏制碱法生产原理的主要过程:
①20℃时,向浓氨水中通入足量的二氧化碳得到NH4HCO3饱和溶液.
②向NH4HCO3饱和溶液中加入食盐细粒,并不断搅拌,直到NaHCO3结晶析出完毕.
③将析出的晶体过滤,得到晶体和滤液,洗涤晶体,然后将晶体放在试管中充分加热,得到Na2CO3.
④向③的滤液中加入食盐细粒,析出 NH4Cl晶体,过滤,得到NH4Cl.
材料二:四种盐在不同温度下的溶解度表
温度
溶解度/g
盐
请回答下列问题:
⑴在实验室中，你选择的制备CO2反应的化学方程式为______________ ,在工业生产中,要获得生产纯碱的原料CO2,你认为最经济实用的方法是以___为原料,该反应的化学方程式为_____________________.
⑵有人认为候氏制碱法有以下优点,你认为其中正确的是_____.
A生产过程中部分反应产物可作为原料循环使用
B副产品是一种氮肥
C反应都不需要加热,可节约能源
⑶在②中,随着食盐的逐渐加入,溶液变成了NH4HCO3和NaCl的混合溶液,析出晶体之前,混合溶液中存在的离子有_____________________(用离子符号表示,下同).在③中,将析出的晶体过滤后,溶液中数量减少的离子有____________;滤液中仍然存在的离子有_____________________. ②中反应的化学方程式为_____________________________________________
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
石灰石
CaCO3==CaO + CO2↑
高温
A、B
NH4+ Na+ Cl- HCO3-
Na+ HCO3-
NH4+ Na+ Cl- HCO3-
NH4HCO3 + NaCl == NaHCO3 + NH4Cl
在纯碱的生产过程中哪些物质得到了循环使用 请分析氨碱法有什么优点和不足 为什么说侯氏制碱法促进了世界制碱技术的发展
作 业
上网查阅资料：
1.我国纯碱生产现状。
2 .现阶段氯化钙的新用途。
感知教材
你认为教材中“纯碱的性质”的实验探究及其结论具有哪些方面的教育价值？你准备采用什么方法落实这些教学目标？
关于纯碱性质的教学，要注意挖掘“实验探究”所包含的多重教育价值，既要让学生通过该实验认识盐的几种化学性质。又要引导学生将物质的化学性质与用途联系起来，进一步强化物质的性质决定用途的化学基本观念，并归纳碳酸根离子的检验方法。同时还要通过碳酸钠与氢氧化钙的反应，使学生认识到通过化学转化的方法可以提高物质的应用价值和经济价值。
教学目标：
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。
氢氧化钠应如何保存 为什么
怎样证明一瓶敞口放置的氢氧化钠溶液已经变质 你能说出你的猜想和理由吗
(猜想不是盲目的,学生有一定的知识基础,如课本就有氢氧化钙与碳酸钠溶液的反应;我们也学过实验室制取CO2等,但对碳酸钠与盐溶液的反应的猜想有一定的难度)
同学们一直在围绕Na2CO3猜想和讨论,同学们依据的是Na2CO3的性质,上节课我们学习了海水制碱以及Na2CO3的用途,今天我们就继续探究碳酸钠的性质,看碳酸钠有哪些性质决定了它具有如此广泛的用途.
物质 Na2CO3 NaHCO3 CaCO3
颜色
状态
俗名
溶解性
用途
白色
白色
白色
固体
固体
固体
纯碱、苏打
小苏打
大理石、石灰石
易溶于水
易溶于水
不溶于水
Ca CO3 —用作建筑材料、补钙剂。
碳酸钠、碳酸氢钠和碳酸钙的用途
Na2CO3 —用于玻璃、造纸、纺织、洗涤 剂的生产。
NaHCO3 —是焙制糕点所用的发酵粉的主要成分之一，在医疗上是治疗胃酸过多的一种药剂。
【回顾】请书写出实验室制取CO2的方程式。
CaCO3 +2HCl=CaCl2+H2CO3
CO2↑+H2O
【讨论】
根据上述反应，请问Na2CO3和NaHCO3能否与稀盐酸反应？如果能反应，请问它们又会生成什么物质？
盐酸腐蚀含CaCO3的建材
化学性质
碳酸钠＋ 盐酸 碳酸氢钠＋盐酸
现象
分析
白色固体溶解，放出使澄清石灰水变浑浊的无色气体
碳酸钠（或碳酸氢钠）与盐酸反应生成了CO2气体
【练习】请同学们写出上述有关化学方程式。
Na2CO3+2 HCl =2NaCl+H2CO3
CO2↑+H2O
NaHCO3+HCl =NaCl +H2CO3
CO2↑+H2O
上述反应中都有CO2和H2O生成，那么反应物在组成上有什么相同点呢？
结论：凡是含有CO32-的盐都能与盐酸反应，生成二氧化碳气体。
思考
【想一想】
如何检验CO32-的存在
检验方法：取少量待测样品，加入少 量稀盐酸，看能否生成使澄清的石灰水变浑浊的气体
【探究】碳酸钠能否与碱反应呢？
现象
分析
【演示实验11－2】
澄清的石灰水
Na2CO3+Ca(OH)2=2NaOH+CaCO3↓
化学方程式
产生了白色沉淀
反应中生成了不溶于水的碳酸钙
（分析）下列四个反应有什么共同特点？属于 三种基本反应类型吗？
CaCO3+2HCl=CaCl2+ H2CO3
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2CO3
NaHCO3+2HCl=NaCl+H2CO3
Na2CO3+Ca(OH)2=2NaOH+CaCO3↓
H2O+CO2 ↑
H2O+CO2 ↑
H2O+CO2 ↑
与碳酸钠同类别的还有哪些物质 它们有哪些共同的性质
实验现象 化学反应方程式
与盐酸反应
与稀硫酸反应
与氢氧化钙溶液
与氯化钡溶液
与指示剂
有气泡产生
有气泡产生
产生白色沉淀
产生白色沉淀
使无色酚酞变红
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑
Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH
Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl
根据刚才的猜想,归纳一下碳酸钠应该具有哪些性质
下面我们就进行实验验证,实验之前请考虑这个实验我们该注意哪些问题
根据物质的组成,从化学物质分类的角度,纯碱属于哪一类物质
碳酸钠能与哪些种类的物质反应 生成物又有什么特点
酸、碱、盐之间发生的复分解反应有什么规律？反应的实质是什么？
复分解反应
4、复分解反应发生的条件
两种化合物互相交换成分时，必需有沉淀或气体或水生成。（反应物若没有酸,两种物质都必须能溶于水）
1、定义：两种化合物互相交换成分，生成另外两种化合物的反应。
2、通式：（AB+CD AD+CB）
（属于基本反应类型）
3、特征：双交换，价不变
物质溶解性口诀：
1.酸都溶：
2.钾 钠 铵 硝都可溶。
K_ Na_ NH4_ _NO3
3.盐酸盐中（— Cl）氯化银AgCl不可溶。
4.硫酸盐中（—SO4）硫酸钡BaSO4不可溶。
5.碳酸盐（—CO3）多数不溶
这些你都记住了吗？
②酸+盐→新酸+新盐
③碱+盐→新碱+新盐
④盐+盐→新盐+新盐
复分解反应的类型：
①酸+碱→盐+水（中和反应）
⑤金属氧化物+酸→盐+水
复分解反应发生的条件：
反应物：无酸参加，必须可溶；
生成物：必须有沉淀、气体、水三者之一。
酸 碱
盐 盐
1.酸+金属=盐+氢气
2.盐+金属=新盐+新金属
条件：
①金属位于氢以前；
②酸不能用强氧化性酸，如浓硫酸、浓稀硝酸;
条件：
②金属单质位于盐中金属之前(但不能用K、Ca、Na)；
①盐必须溶于水；
3.盐+酸=新盐+新酸
条件：
生成物中有沉淀、气体或水。
4.盐+碱=新盐+新碱
条件：
反应物都必须溶于水，生成物至少有一种是沉淀。
5.盐+盐=新盐1+新盐2
条件：
反应物都必须溶于水，生成物至少有一种是沉淀。

（1）NaCl+Ba(OH)2
（2）K2CO3+CaCl2
（3）Cu+HCl
（4）Na2SO4+BaCl2
（5）BaSO4+Na2CO3
（6）Ba(OH)2+CuCl2
（7）Zn+CuSO4
（8）HCl+BaCO3
（9）H2SO4+Cu(OH)2
（10）AgNO3+KCl
×
K2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2KCl
×
Na2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2NaCl
×
Ba(OH)2+CuCl2=Cu(OH)2↓+BaCl2
Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4
2HCl+BaCO3=BaCl2+H2O+CO2↑
H2SO4+Cu(OH)2=CuSO4+2H2O
AgNO3+KCl=AgCl↓+KNO3
（11）H2SO4+Ba(NO3)2
（12）KOH+MgCl2
（13）NaNO3+Ca(OH)2
（14）HCl+AgNO3
（15）Fe+CuCO3
（16）Na2CO3+BaCl2
（17）Ag+H2SO4
（18）Na2CO3+KOH
（19）H2SO4+Na2CO3
（20）K2SO4+CuCl2
H2SO4+Ba(NO3)2=BaSO4↓+2HNO3
2KOH+MgCl2=Mg(OH)2↓+2KCl
×
HCl+AgNO3=AgCl↓+HNO3
×
Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl
×
×
H2SO4+Na2CO3=Na2SO4+H2O+CO2↑
×
几种常见离子的检验
1.氯离子(Cl-)的检验
2.硫酸根离子(SO42-)的检验
①滴加硝酸钡，现象：
生成白色沉淀
②滴加稀硝酸，现象：
沉淀不溶解
①滴加硝酸银，现象：
生成白色沉淀
②滴加稀硝酸，现象：
沉淀不溶解
盐的化学性质:
①盐+金属→
新盐+新金属
A:盐必须可溶
B:单质金属比盐中金属活泼
C:单质中K、Ca、Na除外
D:铁参加的置换反应生成的都是亚铁盐
②盐+酸→新酸+新盐
③盐+碱→新碱+新盐
④盐+盐→新盐+新盐
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2 ↑
Ca(OH)2+Na2CO3==2NaOH+CaCO3↓
CuSO4+2NaOH == Cu(OH)2↓+Na2SO4
NaCl+AgNO3=AgCl↓+NaNO3
BaCl2+Na2SO4=BaSO4↓+2NaCl
Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl
Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl
小结：酸和碱的化学性质
酸有一些相似的化学性质：
⑴酸能使酸碱指示剂显示不同的颜色；
⑵酸能与多种活泼金属反应，生成盐和氢气；
⑶酸能与某些金属氧化物反应，生成盐和水。
⑷酸能与碱反应。
⑸酸能与某些盐反应。
碱有一些相似的化学性质：
⑴碱能使酸碱指示剂显示不同的颜色；
⑵碱能与某些非金属氧化物反应，生成盐和水。
⑶碱能与酸反应。
⑷碱能与某些盐反应。
练习1、判断下列复分解反应能否发生：
H2SO4 + NaNO3—
Na2SO4 + BaCl2—
HNO3 + K2CO3—
KNO3 + NaOH—
不能
BaSO4↓+ 2NaCl
2KNO3 + CO2↑+H2O
不能
2
【思考】
1.AgNO3 + HCl --------
2. K2CO3+ Ca(OH)2---
3.Na2CO3+ CaCl2 -----
4.Na2SO4 + HCl -------
5.H2SO4 + BaCl2-------
6.Ba(OH)2+ KCl ------
7.CuSO4 + NH4NO3---
8.HNO3 + NaOH -----
AgCl↓+HNO3
CaCO3↓+2 KOH
CaCO3↓+ 2NaCl
BaSO4↓+ 2HCl
NaNO3 + H2O
实验中学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碳酸钠溶液与硫酸
③硫酸铜溶液和氢氧化钠溶液__________________________
④碳酸钠溶液与氯化钡溶液____________________________
[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、阳离子，如①中有H+和OH-，②中有H+和CO32-，③中有_______, ④中有_____
[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,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+、SO42-、NH4+，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网络。
（ ） （ ）
OH-——H+——CO32-——Ba2+———— （ ）
Cu2+
CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4
Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl
Cu2+OH-
Ba2+CO32-
NH4+
Ca2+
SO42-
[拓展运用]通过形成的网络，可以判断化合物间能否共存，进行物质的鉴别，用于物质的除杂等。如敞口放置氢氧化钠溶液部分变质，可以加入__________（填化学式）除去杂质。
Ca(OH)2
生活应用：
厨房中有两种白色固体，只知道它们分别是食盐和碳酸钠中的某一种，请你利用厨房中现有的条件，用不同的方法把它们区别出来。