高中化學(xué) 第一單元 走進(jìn)化學(xué)工業(yè) 課題3 純堿的生產(chǎn)教學(xué)實(shí)錄 新人教版選修2

高中化學(xué)第一單元走進(jìn)化學(xué)工業(yè)課題3純堿的生產(chǎn)教學(xué)實(shí)錄新人教版選修2科目授課時(shí)間節(jié)次--年—月—日（星期——）第—節(jié)指導(dǎo)教師授課班級(jí)、授課課時(shí)授課題目（包括教材及章節(jié)名稱）高中化學(xué)第一單元走進(jìn)化學(xué)工業(yè)課題3純堿的生產(chǎn)教學(xué)實(shí)錄新人教版選修2設(shè)計(jì)思路本課以“純堿的生產(chǎn)”為主題，通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究、案例分析等方式，引導(dǎo)學(xué)生了解純堿的生產(chǎn)原理、工藝流程及在生活中的應(yīng)用。課程設(shè)計(jì)以新人教版選修2《化學(xué)工業(yè)》教材為依據(jù)，緊密結(jié)合課本內(nèi)容，注重理論與實(shí)踐相結(jié)合，旨在提高學(xué)生的化學(xué)素養(yǎng)和實(shí)際操作能力。核心素養(yǎng)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生對(duì)化學(xué)工業(yè)的興趣和責(zé)任感，提升化學(xué)知識(shí)與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合的能力。通過(guò)探究純堿生產(chǎn)過(guò)程，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)探究素養(yǎng)，包括觀察、分析、推理和實(shí)驗(yàn)操作技能。同時(shí)，強(qiáng)化學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感，理解化學(xué)工業(yè)在現(xiàn)代社會(huì)中的重要作用。教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)，

①純堿生產(chǎn)原理的掌握，包括索爾維法的基本步驟和化學(xué)反應(yīng)方程式的理解；

②純堿生產(chǎn)過(guò)程中的物質(zhì)變化和能量轉(zhuǎn)換，如二氧化碳的吸收與分解反應(yīng)；

③純堿生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的影響及環(huán)保措施的了解。

2.教學(xué)難點(diǎn)，

①索爾維法生產(chǎn)過(guò)程中各步驟的詳細(xì)化學(xué)反應(yīng)及其相互關(guān)系的理解；

②純堿生產(chǎn)中副產(chǎn)物的處理和資源再利用的原理；

③純堿生產(chǎn)過(guò)程中的安全操作和環(huán)保措施的實(shí)際應(yīng)用，如二氧化碳的回收利用。教學(xué)方法與手段教學(xué)方法：

1.講授法：用于講解純堿生產(chǎn)的理論背景和基本原理，幫助學(xué)生建立知識(shí)框架。

2.討論法：引導(dǎo)學(xué)生針對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中的實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行小組討論，培養(yǎng)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

3.實(shí)驗(yàn)法：通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)演示純堿生產(chǎn)的關(guān)鍵步驟，使學(xué)生直觀理解生產(chǎn)過(guò)程。

教學(xué)手段：

1.多媒體教學(xué)：使用PPT展示純堿生產(chǎn)的工藝流程和化學(xué)反應(yīng)圖，提高可視化教學(xué)效果。

2.網(wǎng)絡(luò)資源：引入相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)視頻或動(dòng)畫(huà)，幫助學(xué)生理解復(fù)雜的生產(chǎn)過(guò)程。

3.教學(xué)軟件：運(yùn)用化學(xué)模擬軟件，讓學(xué)生在虛擬環(huán)境中操作，體驗(yàn)純堿生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)。教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)1.導(dǎo)入新課（5分鐘）

目標(biāo)：引起學(xué)生對(duì)純堿生產(chǎn)的興趣，激發(fā)其探索欲望。

過(guò)程：

開(kāi)場(chǎng)提問(wèn)：“你們知道生活中有哪些產(chǎn)品是使用純堿制造的？”

展示一些使用純堿制成的產(chǎn)品圖片，如玻璃、洗滌劑、玻璃紙等，讓學(xué)生初步感受純堿的魅力或特點(diǎn)。

簡(jiǎn)短介紹純堿的基本概念和重要性，以及它在化學(xué)工業(yè)中的重要地位，為接下來(lái)的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

2.純堿基礎(chǔ)知識(shí)講解（10分鐘）

目標(biāo)：讓學(xué)生了解純堿的基本概念、組成部分和原理。

過(guò)程：

講解純堿的定義，包括其主要組成元素Na和CO3。

詳細(xì)介紹純堿的化學(xué)式Na2CO3，使用圖表或示意圖展示其分子結(jié)構(gòu)。

3.純堿案例分析（20分鐘）

目標(biāo)：通過(guò)具體案例，讓學(xué)生深入了解純堿的特性和重要性。

過(guò)程：

選擇索爾維法生產(chǎn)純堿的案例進(jìn)行分析。

詳細(xì)介紹索爾維法的基本步驟，包括石灰石的煅燒、氨的循環(huán)使用、二氧化碳的吸收和碳酸鈉的結(jié)晶等。

引導(dǎo)學(xué)生思考這些步驟對(duì)純堿質(zhì)量的影響，以及如何通過(guò)優(yōu)化工藝提高純堿的純度和產(chǎn)量。

4.學(xué)生小組討論（10分鐘）

目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生的合作能力和解決問(wèn)題的能力。

過(guò)程：

將學(xué)生分成若干小組，每組選擇一個(gè)與純堿生產(chǎn)相關(guān)的問(wèn)題進(jìn)行討論，如“如何提高純堿生產(chǎn)的效率？”或“純堿生產(chǎn)過(guò)程中的環(huán)保措施有哪些？”

小組內(nèi)討論該問(wèn)題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)以及可能的解決方案。

每組選出一名代表，準(zhǔn)備向全班展示討論成果。

5.課堂展示與點(diǎn)評(píng)（15分鐘）

目標(biāo)：鍛煉學(xué)生的表達(dá)能力，同時(shí)加深全班對(duì)純堿生產(chǎn)的認(rèn)識(shí)和理解。

過(guò)程：

各組代表依次上臺(tái)展示討論成果，包括主題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)及解決方案。

其他學(xué)生和教師對(duì)展示內(nèi)容進(jìn)行提問(wèn)和點(diǎn)評(píng)，促進(jìn)互動(dòng)交流。

教師總結(jié)各組的亮點(diǎn)和不足，并提出進(jìn)一步的建議和改進(jìn)方向。

6.課堂小結(jié)（5分鐘）

目標(biāo)：回顧本節(jié)課的主要內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)純堿的重要性和意義。

過(guò)程：

簡(jiǎn)要回顧本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，包括純堿的基本概念、生產(chǎn)原理、案例分析等。

強(qiáng)調(diào)純堿在化學(xué)工業(yè)中的重要地位，以及在日常生活和環(huán)境保護(hù)中的作用。

布置課后作業(yè)：讓學(xué)生查閱資料，了解純堿在其他領(lǐng)域的應(yīng)用，并撰寫(xiě)一篇簡(jiǎn)短的報(bào)告，以鞏固學(xué)習(xí)效果。知識(shí)點(diǎn)梳理1.純堿的生產(chǎn)原理

-索爾維法：了解索爾維法的基本步驟，包括石灰石的煅燒、氨的循環(huán)使用、二氧化碳的吸收和碳酸鈉的結(jié)晶。

-化學(xué)反應(yīng)方程式：掌握NaCl、NH3、CO2和H2O在純堿生產(chǎn)過(guò)程中的化學(xué)反應(yīng)方程式。

2.純堿的化學(xué)性質(zhì)

-碳酸鈉的分子結(jié)構(gòu)：了解Na2CO3的分子結(jié)構(gòu)，包括離子鍵和共價(jià)鍵的形成。

-水解反應(yīng)：認(rèn)識(shí)碳酸鈉在水溶液中的水解反應(yīng)，以及其酸堿性質(zhì)。

-碳酸鈉的熱穩(wěn)定性：掌握碳酸鈉的熱穩(wěn)定性，以及其在加熱時(shí)的分解反應(yīng)。

3.純堿的生產(chǎn)工藝

-石灰石的煅燒：了解石灰石煅燒的原理和工藝流程，包括煅燒溫度、煅燒時(shí)間等因素對(duì)石灰石分解的影響。

-氨的循環(huán)使用：掌握氨在純堿生產(chǎn)中的循環(huán)使用原理，包括氨的吸收、分解和再生的過(guò)程。

-二氧化碳的吸收：了解二氧化碳在純堿生產(chǎn)中的吸收原理，包括吸收劑的選擇、吸收率的影響因素等。

4.純堿的生產(chǎn)設(shè)備

-煅燒爐：掌握煅燒爐的類型、結(jié)構(gòu)和工作原理，包括石灰石的進(jìn)料和煅燒后的出料。

-氨合成塔：了解氨合成塔的結(jié)構(gòu)、工作原理和操作要點(diǎn)，包括氨的合成反應(yīng)和塔內(nèi)溫度、壓力的調(diào)節(jié)。

-二氧化碳吸收塔：掌握二氧化碳吸收塔的類型、結(jié)構(gòu)和工作原理，包括吸收劑的選擇、吸收效率的提高。

5.純堿的環(huán)境影響與環(huán)保措施

-純堿生產(chǎn)中的污染物：了解純堿生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的污染物，如SO2、NOx、顆粒物等。

-環(huán)保措施：掌握純堿生產(chǎn)過(guò)程中的環(huán)保措施，包括廢氣、廢水和固體廢棄物的處理方法。

-資源綜合利用：了解純堿生產(chǎn)過(guò)程中資源的綜合利用，如二氧化碳的回收利用。

6.純堿的應(yīng)用領(lǐng)域

-日常生活：了解純堿在日常生活中的應(yīng)用，如洗滌劑、玻璃制造、造紙等。

-工業(yè)生產(chǎn)：掌握純堿在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，如金屬冶煉、化工合成、醫(yī)藥等領(lǐng)域。

-環(huán)境保護(hù)：了解純堿在環(huán)境保護(hù)中的作用，如土壤改良、水質(zhì)凈化等。

7.純堿的生產(chǎn)安全與操作規(guī)范

-安全生產(chǎn)：了解純堿生產(chǎn)過(guò)程中的安全生產(chǎn)知識(shí)，包括危險(xiǎn)源識(shí)別、應(yīng)急預(yù)案等。

-操作規(guī)范：掌握純堿生產(chǎn)過(guò)程中的操作規(guī)范，如設(shè)備操作、工藝參數(shù)控制等。板書(shū)設(shè)計(jì)1.純堿生產(chǎn)原理

①索爾維法步驟

②石灰石煅燒反應(yīng)

③氨的循環(huán)使用

④二氧化碳吸收

⑤碳酸鈉結(jié)晶

2.純堿的化學(xué)性質(zhì)

①碳酸鈉分子結(jié)構(gòu)

②水解反應(yīng)方程式

③熱穩(wěn)定性

3.純堿生產(chǎn)工藝

①煅燒爐類型與原理

②氨合成塔結(jié)構(gòu)與操作

③二氧化碳吸收塔類型與效率

4.純堿的環(huán)境影響與環(huán)保措施

①主要污染物

②廢氣、廢水處理方法

③資源綜合利用

5.純堿的應(yīng)用領(lǐng)域

①日常生活應(yīng)用

②工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用

③環(huán)境保護(hù)應(yīng)用

6.純堿的生產(chǎn)安全與操作規(guī)范

①安全生產(chǎn)知識(shí)

②設(shè)備操作規(guī)范

③工藝參數(shù)控制典型例題講解1.例題：某工廠采用索爾維法生產(chǎn)純堿，已知煅燒石灰石得到生石灰的產(chǎn)率為85%，生石灰與氨水反應(yīng)生成碳酸氫銨的產(chǎn)率為90%，碳酸氫銨與二氧化碳反應(yīng)生成純堿的產(chǎn)率為95%。若煅燒100噸石灰石，求理論上可生產(chǎn)純堿多少噸？

解答：首先計(jì)算石灰石煅燒得到生石灰的質(zhì)量：

生石灰質(zhì)量=石灰石質(zhì)量×煅燒產(chǎn)率

生石灰質(zhì)量=100噸×85%=85噸

然后計(jì)算生石灰與氨水反應(yīng)生成碳酸氫銨的質(zhì)量：

碳酸氫銨質(zhì)量=生石灰質(zhì)量×反應(yīng)產(chǎn)率

碳酸氫銨質(zhì)量=85噸×90%=76.5噸

最后計(jì)算碳酸氫銨與二氧化碳反應(yīng)生成純堿的質(zhì)量：

純堿質(zhì)量=碳酸氫銨質(zhì)量×反應(yīng)產(chǎn)率

純堿質(zhì)量=76.5噸×95%=72.375噸

理論上可生產(chǎn)純堿的質(zhì)量為72.375噸。

2.例題：在索爾維法生產(chǎn)純堿的過(guò)程中，若100噸石灰石中含碳酸鈣的純度為95%，求理論上可得到多少噸生石灰？

解答：首先計(jì)算含碳酸鈣的石灰石質(zhì)量：

碳酸鈣質(zhì)量=石灰石質(zhì)量×碳酸鈣純度

碳酸鈣質(zhì)量=100噸×95%=95噸

然后根據(jù)化學(xué)方程式CaCO3→CaO+CO2，計(jì)算生成生石灰的質(zhì)量：

1噸碳酸鈣生成1噸生石灰

生石灰質(zhì)量=碳酸鈣質(zhì)量=95噸

理論上可得到95噸生石灰。

3.例題：某工廠生產(chǎn)純堿，已知每噸純堿需要消耗1.2噸石灰石和0.8噸氨水。若工廠計(jì)劃生產(chǎn)1000噸純堿，求需要消耗石灰石和氨水的總量。

解答：首先計(jì)算生產(chǎn)1000噸純堿所需的石灰石質(zhì)量：

石灰石質(zhì)量=純堿質(zhì)量×每噸純堿所需石灰石質(zhì)量

石灰石質(zhì)量=1000噸×1.2噸/噸=1200噸

然后計(jì)算生產(chǎn)1000噸純堿所需的氨水質(zhì)量：

氨水質(zhì)量=純堿質(zhì)量×每噸純堿所需氨水質(zhì)量

氨水質(zhì)量=1000噸×0.8噸/噸=800噸

需要消耗石灰石和氨水的總量為1200噸+800噸=2000噸。

4.例題：在索爾維法生產(chǎn)純堿的過(guò)程中，若100噸石灰石中含碳酸鈣的純度為90%，求理論上可得到多少噸二氧化碳？

解答：首先計(jì)算含碳酸鈣的石灰石質(zhì)量：

碳酸鈣質(zhì)量=石灰石質(zhì)量×碳酸鈣純度

碳酸鈣質(zhì)量=100噸×90%=90噸

然后根據(jù)化學(xué)方程式CaCO3→CaO+CO2，計(jì)算生成二氧化碳的質(zhì)量：

1噸碳酸鈣生成1噸二氧化碳

二氧化碳質(zhì)量=碳酸鈣質(zhì)量=90噸

理論上可得到90噸二氧化碳。

5.例題：某工廠采用索爾維法生產(chǎn)純堿，已知生產(chǎn)1噸純堿需要消耗0.6噸石灰石和0.4噸氨水。若工廠計(jì)劃生產(chǎn)500