鲁教版化学九年级下册 第八单元 第三节 海水“制碱”第1课时 氨碱法制纯碱 纯碱的性质教案

第三节 海水“制碱”
学生虽然学习了质量守恒定律，但对其认识大多仅停留在“质量守恒”的层面上，还没形成真正意义上的元素守恒观。对于盐的认识也仅局限于几种具体物质（如接触的氯化钠、硝酸钾、硫酸铜等）的物理性质，而对盐的化学性质知之甚少，更无法根据化学性质推断用途。教材从由氯化钠制碳酸钠还需要含什么元素的物质问题入手，引起学生对质量守恒的深入思考，形成真正意义上的元素守恒观；由学生较了解的盐——碳酸钠入手探究盐的化学性质，既体现了盐的共性，又点明了个性，使学生有全面认识。复分解反应是重要的四种基本化学反应类型之一，同时它也是酸、碱、盐相互反应的核心内容。本节知识的掌握有利于学生从更高的宏观角度把握酸碱盐之间的反应规律，有利于学生对复分解反应的实质理解，即复分解反应是电解质在溶液中发生的离子间的互换反应。
第1课时 氨碱法制纯碱 纯碱的性质
【教学目标】
1.知识与技能
（1）理解氨碱法制纯碱的思路和反应原理。
（2）纯碱和碳酸氢钠的用途。
（3）掌握纯碱的性质，了解纯碱的用途。
（4）学会碳酸根离子的检验方法。
2.过程与方法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.情感、态度与价值观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。
【教学重点】
（1）氨碱法制纯碱的化学反应原理。
（2）侯氏制碱法的优点。
【教学难点】氨在氨碱法制纯碱的过程中所起的作用。
【教学准备】本节课课前主要应做好两方面准备：多媒体课件准备；课堂学生探究实验的分组准备。实验用品：试管、胶头滴管、药匙；碳酸钠、稀盐酸、石灰水、氯化钡溶液、酚酞试液、蒸馏水、稀盐酸、稀硫酸。
一、导入新课
碱是许多工业部门，尤其是纺织、肥皂、造纸、玻璃、火药等行业大量采用的原料。古代那种从草木灰中提取碱液，从盐湖水中取得天然碱的方法已远远不能满足现代化的需求。1775年，法国科学院曾用10万法郎的悬赏征求工业化的制碱方法。1788年，勒布兰提出了以氯化钠为原料的制碱法，经过4年的努力，创制了一套完整的生产流程。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制碱法。然而，掌握索尔维制碱法的公司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。这是我们这节课要学习的内容。
二、推进新课
活动1 知识回顾
（1）粗盐提纯的步骤。
（2）影响固体物质在水中的溶解度的因素。
（3）常见的碱（氢氧化钠、氢氧化钙、氨水）。
活动2 探究氨碱法制纯碱的原理和方法
【多媒体展示】提出问题：你知道是什么物质让这些食品松软可口吗？
【观看媒体展示】了解纯碱。
【板书】一、氨碱法制纯碱
【播放】氨碱法制碱的影像资料。
【提问】由氯化钠到碳酸钠元素组成发生了什么变化？变化是如何进行的？
【分析】NaCl→Na2CO3（需要补充哪些元素？［C、O］）依据质量守恒定律，加入含C、O元素的物质CaCO3(石灰石)廉价易得。
【归纳】制碱原料为食盐、石灰石，以氨为媒介。
【板书】氨碱法制纯碱（多媒体展示）
（1）原料：食盐、石灰石、水。
（2）媒介：氨。
（3）原理：在食盐水中通入氨气使其变成饱和的氨盐水，然后在氨盐水中通入足量的CO2生成NaHCO3，由于NaHCO3在该状态下溶解度很小，呈晶体析出，同时NaHCO3不稳定，受热后生成纯碱、水和二氧化碳。
相关反应的化学方程式：NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3+NH4Cl2
NaHCO3△Na2CO3+H2O+CO2↑
4.产物：纯碱、氨化铵
【讨论】（多媒体展示）
(1)石灰石的作用是什么？（石灰石煅烧产生的二氧化碳作为氧源和碳源，氧化钙转化为氢氧化钙后再与氯化铵反应放出氨气，从而实现氨的循环利用。）
(2)为什么氨盐水比食盐水更容易吸收CO2 （因为氨气易溶于水，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。）
(3)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？（NaHCO3先析出。在相同温度下，NaHCO3的溶解度比NH4Cl小得多，，在溶液中首先达到饱和而结晶析出。）
(4)NH4Cl溶液的处理：加熟石灰回收氨，使之循环使用
【点拨】氨碱法制纯碱的优缺点。
【提问】我国的哪位科学家改进了制碱技术？
【介绍】侯德榜的求学生涯和成就，引导学生阅读课本44页，了解碳酸钠的用途。
【小结】碳酸钠的用途。
活动3：探究纯碱的性质
【导入】纯碱这么重要，我们马上来研究它的性质。
【板书】二、纯碱的性质
1.物理性质
【观察】纯碱的颜色、状态，试验其溶解性：白色粉末，易溶于水，溶解时放出少量热。
【引入】Na2CO3俗称纯碱，“碱”是否有碱的性质？我们共同探讨一下。回忆碱溶液中都有共同的什么？可以使酚酞试液变红！碳酸钠是否也有此特性？如何证明？
2.化学性质
【开始实验】明确探究要求，鼓励学生仔细观察现象，认真填表，填写实验记录。（注：分别准备饱和碳酸钠和稀的碳酸钠）
【交流共享】
（1）各组同学回顾并交流实验现象，教师以填表方式展示。
（2）引导学生谈探究体会。
【提问】通过以上实验，你对碳酸钠的化学性质有了什么样的认识呢？
【交流】（1）碳酸钠的水溶液呈碱性。
（2）碳酸钠可与酸反应，生成能使澄清石灰水变混浊的气体——二氧化碳。
（3）碳酸钠可与氢氧化钙反应。
（4）碳酸钠可与氯化钡反应。
【追问】除了对碳酸钠的性质有了解外，你还有何体会？
【交流】（1）盐溶液好像不全是中性。
（2）具有碳酸根的盐是不是都可与酸反应并产生二氧化碳气体，可否应此方法检验碳酸根离子。
（3）做实验时，取用药品的量会影响到实验效果和安全。（实验稀盐酸和碳酸钠应取用最少量，以防气体冲出；碳酸钠和氢氧化钙反应，应用饱和碳酸钠，因为氢氧化钙在水中的溶解度小，溶液浓度低，用稀的碳酸钠生成沉淀量少，现象不明显）。
（4）知道酵母的作用原理，发现性质决定用途、用途体现性质。
【提问】加了酵母的面团蒸出的馒头没有酸味且疏松多孔，因为碳酸钠可与酸反应。碳酸钠的水溶液呈碱性，碳酸钠可与氢氧化钙反应在生活生产中又有何用途？
【介绍】厨房洗涤剂呈碱性，去油污，因为其中含碳酸钠。碳酸钠可与氢氧化钙反应在工业上利用其制烧碱。加了酵母的面团蒸出的馒头没有酸味且疏松多孔，因为碳酸钠可与酸反应。碳酸钠的水溶液呈碱性，碳酸钠可与氢氧化钙反应在生活生产中又有何用途。
【引入】初步了解碳酸钠的化学性质，我们看看这些现象背后，究竟发生了怎样的化学变化呢？
【投影】（反应原理学习）请同学们写出碳酸钠和盐酸、硫酸、氢氧化钙、氯化钡反应的化学方程式。（学生完成后投影）
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+CO2↑+H2O
Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH
BaCl2+Na2CO3=BaCO3↓+2NaCl
三、典例剖析
例 我国化工专家侯德榜先生发明的“侯氏制碱法”的基本原理是：在浓氨水中通入足量的CO2生成一种盐，然后在此溶液中加入细小食盐粉末，由于NaHCO3在该状态下溶解度很小，呈晶体析出，同时由于NaHCO3不稳定，加热后生成纯碱、水和二氧化碳。根据以上叙述简要回答问题：
（1）用上述方法进行生产时，所用的起始原料 （写出它们的化学式，下同）
（2）最终产品是 。
（3）有关的化学方程是 ； ； 。
（4）该生产过程中没有涉及的基本反应类型是 。
（5）有人认为侯氏制碱法的优点有四：
A.生产过程中部分产品可选为起始原料使用
B.副产品是一种可利用的氮肥
C.反应不需要加热
D.副产物不会造成环境污染
你认为其中正确的是 （用代号回答）。
【解析】本题是信息给予题，依据课本中制纯碱的反应原理及本题叙述将原料和产物找出来，根据所发生的化学反应正确写出化学方程式，然后判断反应类型。同时明确：生成的CO2可以作为原料；产物中的NH4Cl可以作为氮肥；产物中无污染物，不会造成环境污染；但NaHCO3制纯碱时需要加热。
【答案】（1）NH3·H2O、CO2、NaCl、H2O （2）Na2CO3、NH4Cl
（3）NH3+H2O+CO2=NH4HCO3 NH4HCO3+NaCl=NH4Cl+NaHCO3
2NaHCO3加热Na2CO3+H2O+CO2↑ （4）置换反应 （5）ABD
四、课堂小结
【提问】通过学习你有什么收获？
【小结】1．生产纯碱的流程
2.纯碱的化学性质
（1）碳酸钠的水溶液呈碱性。
（2）碳酸钠可与酸反应，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体——二氧化碳。
（3）碳酸钠可与氢氧化钙反应产生白色沉淀。
（4）碳酸钠可与氯化钡反应产生白色沉淀。
五、布置作业
1.完成本课时相关练习。
2.课本P47挑战自我1、2、3、4、5题。
第三节 海水“制碱”
第1课时 氨碱法制纯碱纯碱的性质
（多媒体展示）一、氨碱法制纯碱
1.原料：食盐、石灰石、水。
2.媒介：氨。
3.原理：在食盐水中通入氨气变成饱和的氨盐水，然后在氨盐水中通入足量的CO2生成NaHCO3，由于NaHCO3在该状态下溶解度很小，呈晶体析出，同时NaHCO3不稳定，受热后生成纯碱、水和二氧化碳。
相关反应的化学方程式：NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3+NH4Cl
2NaHCO3加热Na2CO3+H2O+CO2↑
4.产物：纯碱、氯化铵。
二、纯碱的性质
1.碳酸钠的水溶液呈碱性。
2.碳酸钠可与酸反应，生成能使澄清石灰水变混浊的气体——二氧化碳。
3.碳酸钠可与氢氧化钙反应。
4.碳酸钠可与氯化钡反应。
通过本节课的学习，既提高了学生实验操作能力，又培养了学生的科学探究能力，使学生真正学到解决问题的方法。在以后的教学中要进一步加强实验探究教学。所有的知识都尽量让学生通过已有经验自行体会，通过实验的探究形成直观形象后，再来进行新知识的构建。不断引导学生对自己实验现象、实验结论、实验过程进行反思、对本节课的知识与以前知识的联系进行反思。
从学生生活经验出发，使之明确化学来源于生活，又反作用于生活，增强学生学习化学的兴趣。同时有意设置的知识冲突，也有助于帮助学生巩固旧知识、学习新知识，把已有知识经验的复习与解决问题活动有机结合，引导学生积极主动，并有成效地建构化学知识。
性质形成于活动与探究的过程中，由学生根据自行设计、实验、汇报，尽可能符合其认知规律，力求通过学生自己对实验的独立观察和解释，初步对碳酸钠化学性质的认识。借助观察、实验、记录、结论等不同手段，将科学方法的学习与科学探究活动的开展、科学知识的获得紧密结合起来，探究中学生们情绪兴奋，达到预想效果。