高中化學(xué)《5非金屬元素5.3化工生產(chǎn)氯堿工業(yè)和聯(lián)合制堿工業(yè)》171滬科課標(biāo)教案課件教學(xué)設(shè)計(jì)

1、/4純堿的工業(yè)制法上海交通大學(xué)附屬中學(xué)嘉定分校蔡茂強(qiáng)一、教學(xué)目標(biāo)（一）知識與技能1、了解純堿的生產(chǎn)的發(fā)展過程及簡單工藝流程。2、理解侯氏制堿法的原理。3、掌握索爾維制堿法與侯氏制堿法的差異。（二）過程與方法1、通過純堿的化學(xué)組成推測生產(chǎn)原料，進(jìn)行初步設(shè)計(jì)。2、通過溶解度數(shù)據(jù)及化工生產(chǎn)實(shí)際問題的分析，寫出索爾 維制堿法與侯氏制堿法基本化學(xué)原理，了解基礎(chǔ)化學(xué)知識在 生產(chǎn)實(shí)際中的應(yīng)用。3、通過索爾維制堿法與侯氏制堿法工業(yè)制備流程進(jìn)行設(shè)計(jì)， 實(shí)現(xiàn)對氨堿法和聯(lián)氨法兩種工藝優(yōu)缺點(diǎn)的評價(jià)。（三）情感態(tài)度與價(jià)值觀1、在討論與交流中培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)精神、團(tuán)隊(duì)精神。2、結(jié)合侯德榜經(jīng)歷弘揚(yáng)民族精神，培養(yǎng)學(xué)生勤于鉆

2、研、勇 于創(chuàng)新實(shí)踐的意識。3、滲透綠色化學(xué)、科學(xué)發(fā)展的理念。二、教學(xué)重點(diǎn)：索爾維制堿法與侯氏制堿法的化學(xué)反應(yīng)化學(xué)原理。三、教學(xué)難點(diǎn)：1、碳酸氫鈉的制取。2、純堿工業(yè)生產(chǎn)的流程。四、教學(xué)工具：多媒體課件五、教學(xué)方法：講授法討論法分析法總結(jié)法六、教學(xué)過程：教師活動學(xué)生活動設(shè)計(jì)意圖 引入 給出提示：1、他是中國化學(xué)工業(yè)史上一位杰出的科學(xué)家；2、他所著的純堿制造被世界各國化工界公認(rèn)為制堿工 業(yè)的權(quán)威專著。猜出人名侯德榜 引起學(xué)生關(guān)注。 展示圖片 生活中純堿的應(yīng)用了解純堿不僅可用于玻璃、化工、冶金、 造紙、印染、合成洗滌劑關(guān)注化學(xué)在生活中應(yīng)用。2/4一、純堿的應(yīng)用：等工業(yè)。還可用于食品工業(yè)。 過渡 純堿

3、是如此重要的工業(yè)原料，如何實(shí)現(xiàn)其工業(yè)化生 產(chǎn)？二、純堿的工業(yè)生產(chǎn)方法： 引導(dǎo) 自然界是否存在純堿？在青海湖一帶流傳這樣一句話“夏天曬鹽，冬天撈堿” ，有 何化學(xué)原理？ 展示 鄂爾多斯天然堿廠1、天然堿加工法討論后回答：鹽堿湖中存在純堿鹽溶解度受溫度變化影響較小， 要提取， 只能采用蒸發(fā)結(jié)晶 而堿溶解度隨溫度下降顯著降低，冬天很易達(dá)到飽和，所以 用冷卻結(jié)晶的方法。打開學(xué)生思路，運(yùn)用化學(xué)原理解釋生活中的問題，增強(qiáng)學(xué)生 學(xué)習(xí)化學(xué)成就感。 過渡 依靠自然界中的堿不能滿足人類需求，工業(yè)上如何通 過化學(xué)反應(yīng)去制備碳酸鈉呢？ 引導(dǎo) 要制備碳酸鈉，得找生產(chǎn)原料。為適合大規(guī)模的生產(chǎn)，所找 的原料應(yīng)是廣泛、廉價(jià)的

4、。2、勒布朗法 簡單介紹以氯化鈉和石灰石為原料的勒布朗法物質(zhì)轉(zhuǎn)化。 提問 從原料成本，反應(yīng)條件及原料利用率等方面分析此方 法有哪些不足之處？ 碳酸鈉含有鈉離子和碳酸根離子。含有鈉離子的化合物自然 界中最常見的是 氯化鈉，提供碳酸根最廉價(jià)的原料是 石灰石 （碳酸鈣 ） 。因此，我們可利用氯化鈉和碳酸鈣作為生產(chǎn)原料。 原料利用不充分、成本較高、設(shè)備腐蝕嚴(yán)重等。 培養(yǎng)學(xué)生辯證看待問題。3、索爾維法情境在oc下，將少量NH4HCO固體加入到飽和食鹽水中， 保持溫度不變，有何現(xiàn)象？根據(jù)以下原料， 寫出得到純堿的化學(xué)方程式。CaCO3NaClNH3H2O有固體析出，NaHCO溶解度較小。寫出方程式。 補(bǔ)充

5、物質(zhì)循環(huán)利用過程。將理論運(yùn)用到實(shí)際。3/4 展示 索爾維制堿法化學(xué)原理示意圖O 過渡 在由反應(yīng)原理轉(zhuǎn)化為工業(yè)生產(chǎn)須進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)。 提問 為制備更多的碳酸氫鈉，在飽和氯化鈉溶液中，應(yīng)先通氨氣 還是二氧化碳？完成學(xué)案流程圖氨氣和二氧化碳的溶解度不同。應(yīng)先通入氨氣，因?yàn)榘睔鈽O 易溶于水，通入氨氣后的溶液呈堿性，堿性溶液能吸收更多 地二氧化碳培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)精神。4、侯氏制堿法 介紹 侯德榜研發(fā)聯(lián)合制堿法背景 展示 聯(lián)合制堿法核心原理 提問 如何與合成氨廠聯(lián)合？ 展示 聯(lián)合制堿法主要流程圖 提問 分析為提高氯化鈉的利用率，同時生產(chǎn)出有用的化肥 氯化銨，可如何處理濾液？ 講解 低溫條件下，向?yàn)V液中加入

6、細(xì)粉狀的氯化鈉，并通入 氨氣，使氯化銨單獨(dú)結(jié)晶析出，經(jīng)過濾、洗滌和干燥得氯化 銨產(chǎn)品，制成化工原料或氮肥；濾出氯化銨以后的濾液，基 本被氯化鈉飽和，可循環(huán)使用。 提問 為什么在低溫條件下，能使氯化銨單獨(dú)結(jié)晶析出？ 感受科學(xué)技術(shù)對一個國家的重要性 書寫合成氨工廠的反應(yīng)方程式 討論后回答：通入氨氣加入氯化鈉，增大離子濃度，使平衡 向沉淀析出方向移動。溫度較低時，氯化銨溶解度更小，利于析出。 總結(jié)通入氨氣目的。進(jìn)行愛國主義教育。 學(xué)習(xí)化學(xué)家勤于鉆研、勇于創(chuàng)新實(shí)踐的精神。三、對比分析及評價(jià) 布置任務(wù) 請同學(xué)們分析索爾維制堿法與侯氏制堿法異同 處和優(yōu)缺點(diǎn)。補(bǔ)充學(xué)案中索爾維制堿法與侯氏制堿法流程圖并進(jìn)行對

7、比 分析。濾液處理、原料來源、物質(zhì)循環(huán)不同。 索爾維制堿法的優(yōu)缺點(diǎn) : 優(yōu)點(diǎn)： 1、原料便宜 體會綠色化學(xué)、體會化學(xué)學(xué)科對人類社會的重要意義。4 /4 2、產(chǎn)品純度高3、氨和二氧化碳都可回收循環(huán)使用4、制造步驟簡單，適合于大規(guī)模生產(chǎn)缺點(diǎn)： 1、生成大量無用的氯化鈣； 2、原料食鹽的利用率只有 70%左右。 聯(lián)合制堿法的優(yōu)缺點(diǎn) :優(yōu)點(diǎn)： 1、提高了 NaCl 利用率（ 96%）2、 產(chǎn)生了有用的化工原料 和肥料 NH4Cl3、避免產(chǎn)生 CaCl2缺點(diǎn)： 1、設(shè)備循環(huán)處理大，腐蝕較嚴(yán)重2、僅適用于副產(chǎn)物為 C02的合成氨體系體會綠色化學(xué)、體會化學(xué)學(xué)科對人類社會的重要意義四、課堂總結(jié) 化工生產(chǎn) =化學(xué)反應(yīng)原理 +化學(xué)實(shí)驗(yàn) +化工技術(shù)五