氨堿法制純堿

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上“氨堿法制純堿”教學中探究性教學的滲透在魯教版初中化學教材中，涉及到了氨堿法制純堿這一反應原理，這是初中化學最復雜的一個化學反應，要讓學生扎實地理解并記住這一反應，難度較大。教學中，我運用了探究性教學方式，在學生原有知識的基礎上不斷設疑、層層引導，取得了比較不錯的教學效果。依照教材，本知識點是第六單元第三節(jié)海水“制堿”中的一部分內容。這一節(jié)共由兩部分內容組成，按照教材順序，第一部分是氨堿法制純堿，其中涉及到“多識一點”：侯氏制堿法；第二部分是純堿的性質，其中涉及到“多識一點”：復分解反應的實質。在處理教材時，我將這節(jié)課分為2課時，而且在授課順序上也做出了很大調整。第一

2、課時完成了純堿的性質并且總結了鹽的化學性質，給出了復分解反應發(fā)生的條件。第二課時，主要講授“氨堿法制純堿”。其教學過程可分為四個板塊：第一板塊：復習舊知識，導入復分解反應的實質。首先請學生分析：下列四組溶液混合時，能否發(fā)生復分解反應，為什么？ NaOHHCl； Na2CO3HCl； NaCl+KNO3； NaCl+AgNO3教師提出問題：為什么交換成分后有水、氣體或沉淀生成就能發(fā)生復分解反應？為什么第三組中的兩種物質之間不能發(fā)生復分解反應？能否從溶液中離子的構成這一角度思考這一問題？使學生在思考中，了解復分解反應的實質。NaOHHClNa+OH-H+Cl-反應前：交換成分后的產(chǎn)物H2ONaCl

3、Na+Cl-H2O反應后：從微觀角度來看：反應前后，溶液的組成改變以第一組物質為例：反應前的溶質為NaOH和HCl，其離子的構成為：Na+、OH-、H+、Cl-；而反應后按照交換成分的規(guī)律，溶液中含有NaCl和H2O，其離子的構成變?yōu)镹a+和Cl-。這時學生不禁會產(chǎn)生疑問：溶液中的H+和OH-到哪里去了？引導學生思考這一過程：當氫氧化鈉溶液與稀鹽酸混合時，溶液中的氫離子與氫氧根離子結合成水分子，而鈉離子和氯離子仍然存在于溶液中，形成氯化鈉溶液，這一過程使溶液中離子的構成發(fā)生了變化，因此我們說氫氧化鈉與鹽酸反應生成了新物質氯化鈉和水。這一反應的實質就是氫離子與氫氧根離子結合成水分子，而使溶液的組

4、成發(fā)生了變化，因此我們可以這樣說，氫離子與氫氧根離子不能共存。以第三組物質為例：反應前的溶質為NaCl和KNO3，其離子的構成為：Na+、Cl-、K+、NO3-；而反應后按照交換成分的規(guī)律，溶液中含有NaNO3和KCl，其離子的構成還是Na+、Cl-、K+、NO3-。由此看來，溶液在混合前后其組成沒有發(fā)生變化，因此說NaCl和KNO3不能發(fā)生化學反應。我們還可以這樣說：Na+、Cl-、K+、NO3-可以共存于一份水溶液中。NaClKNO3Na+Cl-K+NO3-反應前：交換成分后的產(chǎn)物KClNaNO3Na+NO3-反應后：從微觀角度來看：反應前后，溶液的組成不變變K+Cl-以第四組物質為例：請

5、學生從微觀角度分析，為什么說NaCl和AgNO3能夠發(fā)生化學反應？其反應的實質是什么？（鈉離子與氯離子結合成AgCl沉淀， Ag+和Cl-脫離了溶液，從而使溶液的組成發(fā)生了變化）為什么偏偏是AgCl沉淀下來，而不是NaNO3？（因為AgCl的溶解度非常小，表現(xiàn)為不能溶于水）在這里引入氨堿法制純堿的第一個鋪墊：離子之間相互結合所形成的物質中，溶解度較小的物質有可能會從溶液中析出。通過以上舉例，請學生分析出復分解反應的實質：酸、堿、鹽之間發(fā)生的復分解反應，其實質是離子之間的互換反應。若離子之間互相結合，使溶液的組成發(fā)生了改變，則復分解反應就能發(fā)生，反之，反應就不會發(fā)生。也就是說，兩種離子之間若能結

6、成水、氣體、或沉淀（這些物質可使溶液的組成發(fā)生改變），反應就會發(fā)生。第二板塊：從“海水制堿”這一要求出發(fā)，探究氨堿法制純堿的原料在這一板塊中，首先提出問題：海水“制堿”中的“堿”是指什么物質？這是很多學生回答道“純堿”。再提出問題：“純堿”是什么物質？你認為海水中的什么物質可以用來制備純堿呢？通過以上問題，復習了碳酸鈉的俗名，并且了解到了這一板塊所要了解的中心問題：我們要用氯化鈉（NaCl）來制備碳酸鈉（Na2CO3）。再請學生分析：由NaCl轉變?yōu)镹a2CO3，物質的元素組成發(fā)生了什么變化？在制備的過程中，還需要含什么元素的物質？通過這樣的分析，學生很容易就記住了在制備純堿的過程中需要用二氧

7、化碳作原料。進一步分析：我們利用二氧化碳的目的是要將二氧化碳轉變成碳酸根離子，這樣才有可能制備出Na2CO3，如果直接將二氧化碳通入氯化鈉溶液中會得到大量的碳酸根離子嗎？為什么？當提出這個問題時，教師可以根據(jù)情況給出提示：二氧化碳有什么性質？他在水中的溶解性怎樣？二氧化碳與水反應生成的碳酸具有怎樣的性質？通過以上分析，學生已經(jīng)能清楚的理解，若直接向氯化鈉溶液中通入二氧化碳，這種方法并不能產(chǎn)生碳酸鈉。其主要原因是，二氧化碳在水中的溶解度有限，因此不能在中性環(huán)境中將二氧化碳轉化成大量碳酸根離子?；谇懊娴挠懻摚瑢W生很容易就會自主地發(fā)現(xiàn)問題：怎樣才能使二氧化碳氣體轉變成大量碳酸根離子呢？這時，教師要

8、引導學生思考：你學習過二氧化碳轉變成碳酸根離子的例子嗎？缺什么元素？由誰提供？海水“制堿”氨堿法：氨氣溶于水CO2NaClNa2CO3這里的“堿”是什么物質？利用海水中的什么物質？怎樣將二氧化碳轉變成碳酸根？怎樣制造堿性環(huán)境？堿性環(huán)境氨堿法制純堿的原料？NaCl、CO2、H2O、NH3能否總結一下在什么樣的環(huán)境中可以使二氧化碳轉變成碳酸根離子？在這里要讓學生明確，我們今天所提的海水制堿的方法實際上是在堿性環(huán)境下進行的。接著，學生又會自主地產(chǎn)生疑問：怎樣制造堿性環(huán)境呢？難道是在海水中加入氫氧化鈉或氫氧化鈣嗎？這時，教師給學生指明方向：我們今天學習的制堿的方法是“氨堿法制純堿”。學生也就能想到，原

9、來這里是利用氨氣來制造堿性環(huán)境。這樣，雖然“氨堿法制純堿”是學生第一次接觸的一個復雜的名詞，但是通過上面的鋪墊，這個名詞理解起來反而不是很困難。最后請學生整理思路，找到氨堿法制純堿的原料：氯化鈉、水、氨氣、二氧化碳。實際操作是這樣的：先向飽和食鹽水中通入氨氣，制成飽和氨鹽水，再加壓并不斷通入二氧化碳。教師再次引導學生發(fā)現(xiàn)問題：為什么要用飽和食鹽水，而不是普通的海水呢？巧妙地設置懸疑，吸引學生繼續(xù)聽講，找出問題的答案。Na+、Cl-、NH4+、CO32-HCO3-、OH-（極少）產(chǎn)物是什么？原料：NaCl、CO2、H2O、NH3溶液中有哪些離子？離子之間怎樣反應？一定有水或氣體或沉淀生成在什么情

10、況下，物質會從溶液中沉淀出來？溶解度小NaHCO3沉淀出來產(chǎn)物究竟是什么？NaHCO3和NH4ClNa2CO3是怎樣制備出來的？2NaHCO3 Na2CO3H2OCO2第三板塊：以復分解反應的實質為基礎，探究氨堿法制純堿的產(chǎn)物首先提出問題：以上反應的產(chǎn)物是什么呢？引導學生從微觀角度來分析溶液中離子的成分。根據(jù)學生的認知情況，他們能夠分析出反應前溶液中存在以下離子：Na+、Cl-、NH4+、CO32-。這時教師要向學生說明：溶液中還存在著HCO3-以及非常少量的OH-（在反應中忽略不計）。然后引導學生作出猜想：這么多的離子在發(fā)生化學反應時，究竟會生成什么樣的物質呢？能否聯(lián)系到前面所講的復分解反應

11、的實質（或者說離子反應的實質）得出結論？此時教師可以給出提示：復分解反應的實質是離子之間結合，生成水、氣體或沉淀。當學生有了大致的思路后，教師再給予啟發(fā)：在什么情況下會有沉淀出現(xiàn)呢？這時就會有學生聯(lián)想到前面的內容：當離子之間結合時，若結合而成的物質的溶解度遠小于其他物質的溶解度，則這種物質就有可能結晶，而從溶液中析出來。此時，再請學生分組討論，通過查閱物質的溶解度，分析出氨堿法制純堿的產(chǎn)物，得出結論。由于溶液中各種離子所構成的物質中，在常溫下NaHCO3的溶解度最小，因此它會從溶液中結晶析出。在這種情況下，溶液中的CO32-會全部轉化成HCO3-，其余的離子構成氯化銨。這樣看來氨堿法制純堿的產(chǎn)

12、物為NaHCO3和NH4Cl。此時學生又會產(chǎn)生疑問：我們所要制備的不是Na2CO3嗎？而此時得到的是NaHCO3?。〗處煶脽岽蜩F，給出反應原理：2NaHCO3 Na2CO3H2OCO2。分析完以上原理后，再由教師點出剛才問題供學生課下思考：氨堿法制純堿的過程中，為什么要用飽和食鹽水，而不是普通的海水呢？到此為止，氨堿法制純堿的反應原理就講完了。再請學生自己回憶一下整個思路：利用哪一種主要物質來制純堿？純堿是哪一種物質？從元素組成角度考慮還缺少哪些元素？由什么物質來提供這些元素？在什么條件下可將二氧化碳轉變成碳酸根離子？怎樣制造堿性環(huán)境？為什么叫做“氨堿法“？氨堿法制純堿的原料有哪些？這些物質反

13、應后生成了什么物質？你是怎樣分析出來的？生成的NaHCO3又是怎樣變成純堿的？第四板塊：結合綠色化學的原理，在循環(huán)利用中感受化學之美首先請學生結合氨堿法制備純堿的反應原理，分析出工業(yè)上制備純堿的原料以及產(chǎn)品。原料：氯化鈉、氨氣、水、二氧化碳；產(chǎn)品：碳酸鈉、氯化銨、水、二氧化碳。在此基礎上提出問題：原料和產(chǎn)品中都涉及到了水和二氧化碳，這說明了什么？啟發(fā)學生意識到在實際的生產(chǎn)過程中，二氧化碳和水可以循環(huán)利用。再請學生思考：在工業(yè)生產(chǎn)中，最初的原料二氧化碳怎樣獲得？啟發(fā)學生回憶二氧化碳的工業(yè)制法，并為后面做鋪墊。進一步分析：我們需要生產(chǎn)的是純堿，而根據(jù)氨堿法制純堿的反應原理，我們還可以得到副產(chǎn)品氯化

14、氨。這時教師可以給學生這樣的信息：氯化氨可以和熟石灰發(fā)生以下反應：2NH4ClCa(OH)2CaCl22H2O2NH3。基于上面的信息，如果你是化工廠的老板，為了減少生產(chǎn)純堿的成本，在生產(chǎn)中你可以怎樣操作？啟發(fā)學生聯(lián)想到：若在副產(chǎn)品中加入熟石灰就可以制備出氨氣，再作為生產(chǎn)純堿的原料，降低了成本，并且在反應中氨氣又會變成氯化氨，氯化氨又能制備出氨氣。也就是說，在有熟石灰的條件下，氨氣可以循環(huán)利用。生成物CO2和H2O可循環(huán)利用原料和產(chǎn)品中都含有H2O和CO2，說明什么？原料：NaCl、CO2、H2O、NH3產(chǎn)品：Na2CO3、CO2、H2O 、NH4Cl最初的生產(chǎn)中，怎樣獲取大量二氧化碳？NaC

15、lCO2H2ONH3NaHCO3NH4Cl2NaHCO3 Na2CO3H2OCO2生產(chǎn)的原料和產(chǎn)品分別是什么？煅燒石灰石：CaCO3 CaOCO2高溫信息：氯化氨可以和熟石灰發(fā)生以下反應：2NH4ClCa(OH)2CaCl22H2O2NH3NH3可循環(huán)利用怎樣得到熟石灰？CaO+H2OCa(OH)2怎樣得到生石灰？此反應生成氨氣，意味著什么？繼續(xù)引導學生思考：上面的反應中需用到熟石灰，工業(yè)上怎樣制備熟石灰呢（利用生石灰和水的反應）？怎樣制備出生石灰呢（煅燒石灰石）？煅燒石灰石在氨堿法制純堿的過程中還有什么意義？（生產(chǎn)出二氧化碳，作為反應原料）這時，學生已經(jīng)驚奇地感受到了化學之妙，化學之美！教師還可以繼續(xù)提出問題：即便這樣周全的設計也是有不足之處的，請學生課后查閱資料了解侯氏制堿法，并且分析其優(yōu)缺點。到此為止，本節(jié)課的教學內容已經(jīng)全部結束。課后記課堂上，學生的大腦始終保持在一種興奮的狀態(tài)中，不斷的思考老師提出的問題，不斷的在頭腦中對已解決問題產(chǎn)生新的想法。課后，我對本節(jié)課的知識點進行了測試，測試結果表明，在這種教學方式下，學生對于氨堿法質制純堿的化學反應的掌握程度明顯地高于傳統(tǒng)的講授法，取得了不錯的教學效