2024-2025學(xué)年高中化學(xué) 第一單元 走進(jìn)化學(xué)工業(yè) 1.3 純堿的生產(chǎn)教學(xué)實(shí)錄3 新人教版選修2

2024-2025學(xué)年高中化學(xué)第一單元走進(jìn)化學(xué)工業(yè)1.3純堿的生產(chǎn)教學(xué)實(shí)錄3新人教版選修2課題：科目：班級：課時(shí)：計(jì)劃1課時(shí)教師：單位：一、設(shè)計(jì)思路本節(jié)課以“純堿的生產(chǎn)”為主題，通過實(shí)驗(yàn)演示、案例分析、小組討論等方式，引導(dǎo)學(xué)生了解純堿的工業(yè)生產(chǎn)過程，理解化學(xué)反應(yīng)原理在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。課程內(nèi)容與新人教版選修2教材緊密相連，旨在幫助學(xué)生掌握化學(xué)工業(yè)的基本知識，提高學(xué)生的實(shí)踐操作能力和創(chuàng)新思維。二、核心素養(yǎng)目標(biāo)1.提升學(xué)生的科學(xué)探究能力，通過實(shí)驗(yàn)觀察和數(shù)據(jù)分析，理解化學(xué)反應(yīng)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。

2.培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與價(jià)值觀，認(rèn)識到化學(xué)工業(yè)在現(xiàn)代社會中的重要作用。

3.增強(qiáng)學(xué)生的社會責(zé)任感，了解化學(xué)工業(yè)對環(huán)境保護(hù)和資源利用的影響，樹立可持續(xù)發(fā)展意識。三、學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握了哪些相關(guān)知識：學(xué)生在進(jìn)入本節(jié)課之前，已經(jīng)學(xué)習(xí)了化學(xué)反應(yīng)原理、物質(zhì)的性質(zhì)、化學(xué)平衡等基礎(chǔ)化學(xué)知識，具備一定的化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作技能。

2.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格：學(xué)生對化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)過程表現(xiàn)出濃厚興趣，具備較強(qiáng)的觀察和分析能力，學(xué)習(xí)風(fēng)格以動手實(shí)踐和合作學(xué)習(xí)為主。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：學(xué)生對工業(yè)生產(chǎn)過程中的復(fù)雜反應(yīng)機(jī)制理解困難，實(shí)驗(yàn)操作過程中可能存在安全風(fēng)險(xiǎn)，需要教師進(jìn)行詳細(xì)指導(dǎo)和安全提示。此外，學(xué)生可能對化學(xué)工業(yè)的環(huán)境影響和社會責(zé)任認(rèn)識不足，需要通過案例分析和討論引導(dǎo)學(xué)生形成正確的價(jià)值觀。四、教學(xué)資源-軟硬件資源：多媒體教學(xué)設(shè)備（投影儀、電腦）、實(shí)驗(yàn)器材（燒杯、試管、滴定管等）、安全防護(hù)用品（實(shí)驗(yàn)服、護(hù)目鏡等）

-課程平臺：學(xué)校內(nèi)部教學(xué)平臺、化學(xué)教學(xué)軟件

-信息化資源：純堿生產(chǎn)過程的視頻資料、相關(guān)文獻(xiàn)資料、在線實(shí)驗(yàn)?zāi)M軟件

-教學(xué)手段：實(shí)驗(yàn)演示、小組討論、案例分析、多媒體教學(xué)五、教學(xué)流程1.導(dǎo)入新課

-詳細(xì)內(nèi)容：以“化學(xué)與生活的關(guān)系”為主題，展示生活中常見的純堿制品（如洗滌劑、玻璃清潔劑等），引導(dǎo)學(xué)生思考這些產(chǎn)品的化學(xué)成分和生產(chǎn)過程。提問：“你們知道這些產(chǎn)品是如何生產(chǎn)出來的嗎？”從而引出本節(jié)課的主題“純堿的生產(chǎn)”。

2.新課講授

-詳細(xì)內(nèi)容：

1.介紹純堿的化學(xué)性質(zhì)和用途，引導(dǎo)學(xué)生了解純堿在生活中的重要性。

2.講解索爾維法生產(chǎn)純堿的原理，包括氨的吸收、二氧化碳的吸收、氨和二氧化碳的反應(yīng)等步驟，讓學(xué)生掌握純堿生產(chǎn)的化學(xué)反應(yīng)過程。

3.分析索爾維法生產(chǎn)純堿的優(yōu)缺點(diǎn)，以及其在環(huán)保、資源利用等方面的挑戰(zhàn)。

3.實(shí)踐活動

-詳細(xì)內(nèi)容：

1.實(shí)驗(yàn)演示：教師演示純堿生產(chǎn)過程中關(guān)鍵步驟的實(shí)驗(yàn)操作，如氨的吸收、二氧化碳的吸收等，讓學(xué)生直觀了解純堿生產(chǎn)的實(shí)驗(yàn)過程。

2.觀察與記錄：學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)分析能力。

3.安全教育：強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)操作過程中的安全注意事項(xiàng)，如佩戴護(hù)目鏡、實(shí)驗(yàn)服等，確保學(xué)生安全。

4.學(xué)生小組討論

-3方面內(nèi)容舉例回答：

1.純堿生產(chǎn)過程中的化學(xué)反應(yīng)原理：討論氨和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸氫銨的過程，以及碳酸氫銨分解生成純堿和二氧化碳的反應(yīng)。

2.純堿生產(chǎn)對環(huán)境的影響：分析純堿生產(chǎn)過程中可能產(chǎn)生的污染物，如二氧化碳、氨等，以及如何減少對環(huán)境的影響。

3.純堿生產(chǎn)中的資源利用：討論純堿生產(chǎn)過程中對資源的利用，如鹽鹵、石灰石等，以及如何提高資源利用效率。

5.總結(jié)回顧

-內(nèi)容：回顧本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)純堿生產(chǎn)的化學(xué)反應(yīng)原理、實(shí)驗(yàn)操作、環(huán)保和資源利用等方面的重要性。引導(dǎo)學(xué)生思考化學(xué)工業(yè)在現(xiàn)代社會中的地位和作用，培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感。

-環(huán)節(jié)呈現(xiàn)具體分析和舉例：

1.分析本節(jié)課的重難點(diǎn)：純堿生產(chǎn)過程中的化學(xué)反應(yīng)原理和實(shí)驗(yàn)操作是本節(jié)課的重點(diǎn)，安全注意事項(xiàng)是難點(diǎn)。

2.舉例說明：通過實(shí)驗(yàn)演示和小組討論，學(xué)生能夠掌握純堿生產(chǎn)的化學(xué)反應(yīng)原理，了解實(shí)驗(yàn)操作步驟，同時(shí)認(rèn)識到安全注意事項(xiàng)的重要性。

-用時(shí)：45分鐘六、教學(xué)資源拓展1.拓展資源：

-介紹純堿生產(chǎn)的其他方法，如聯(lián)合制堿法、天然堿法等，對比不同方法的優(yōu)缺點(diǎn)，讓學(xué)生了解純堿生產(chǎn)的多樣性。

-研究純堿在生活中的應(yīng)用，包括在玻璃、洗滌劑、食品添加劑等領(lǐng)域的使用，以及其在農(nóng)業(yè)、工業(yè)中的作用。

-探討純堿生產(chǎn)過程中的環(huán)境保護(hù)措施，如廢氣、廢水的處理技術(shù)，以及如何實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)。

2.拓展建議：

-鼓勵(lì)學(xué)生閱讀相關(guān)的科普書籍，如《化學(xué)與生活》、《化學(xué)工業(yè)導(dǎo)論》等，以增加對化學(xué)工業(yè)的認(rèn)識。

-建議學(xué)生訪問化學(xué)工業(yè)博物館或科技館，實(shí)地了解化學(xué)工業(yè)的發(fā)展歷程和最新技術(shù)。

-組織學(xué)生參加化學(xué)實(shí)驗(yàn)競賽或科技活動，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能和創(chuàng)新思維。

-建議學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)資源或圖書館查閱關(guān)于純堿生產(chǎn)的技術(shù)文獻(xiàn)，了解行業(yè)動態(tài)和技術(shù)發(fā)展趨勢。

-鼓勵(lì)學(xué)生參與社區(qū)服務(wù)活動，如環(huán)保宣傳、科學(xué)普及等，將所學(xué)知識應(yīng)用于實(shí)際，增強(qiáng)社會責(zé)任感。

-建議學(xué)生撰寫小論文或研究報(bào)告，對純堿生產(chǎn)的相關(guān)問題進(jìn)行深入研究，提高科研能力。

-組織學(xué)生進(jìn)行實(shí)地考察，如參觀化工企業(yè)、研究機(jī)構(gòu)等，了解純堿生產(chǎn)的實(shí)際應(yīng)用和生產(chǎn)流程。

-建議學(xué)生參與課題研究，如探討純堿生產(chǎn)過程中的節(jié)能減排技術(shù)，提高學(xué)生的實(shí)踐能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。七、典型例題講解1.例題：某工廠用氨氣（NH3）和二氧化碳（CO2）為原料，通過以下反應(yīng)制備純堿（Na2CO3）：

2NH3+CO2+H2O→(NH4)2CO3

(NH4)2CO3+NaCl→2NH4Cl+Na2CO3

若反應(yīng)中氨氣的轉(zhuǎn)化率為80%，求制備1噸純堿需要氨氣的質(zhì)量。

解答：首先，計(jì)算制備1噸（1000千克）純堿所需的摩爾數(shù)：

摩爾質(zhì)量（Na2CO3）=23*2+12+16*3=106g/mol

摩爾數(shù)=質(zhì)量/摩爾質(zhì)量=1000,000g/106g/mol≈9434.02mol

根據(jù)反應(yīng)方程式，制備1摩爾純堿需要2摩爾氨氣，因此需要氨氣的摩爾數(shù)為：

需要氨氣的摩爾數(shù)=9434.02mol*2=18868.04mol

氨氣的摩爾質(zhì)量為17g/mol，所以需要氨氣的質(zhì)量為：

需要氨氣的質(zhì)量=18868.04mol*17g/mol≈321,570.68g≈321.57kg

考慮到氨氣的轉(zhuǎn)化率為80%，實(shí)際需要的氨氣質(zhì)量為：

實(shí)際需要氨氣的質(zhì)量=321.57kg/0.8≈402.99kg

答案：制備1噸純堿需要氨氣的質(zhì)量約為402.99kg。

2.例題：在索爾維法生產(chǎn)純堿的過程中，氨氣（NH3）和二氧化碳（CO2）在水中反應(yīng)生成碳酸氫銨（NH4HCO3），反應(yīng)式如下：

NH3+CO2+H2O→NH4HCO3

若有100升濃度為0.1摩爾/升的氨水，計(jì)算最多可以生成多少克碳酸氫銨。

解答：首先，計(jì)算氨水的摩爾數(shù)：

摩爾數(shù)=體積*濃度=100L*0.1mol/L=10mol

根據(jù)反應(yīng)方程式，1摩爾氨氣可以生成1摩爾碳酸氫銨，因此可以生成的碳酸氫銨的摩爾數(shù)也是10mol。

碳酸氫銨的摩爾質(zhì)量為79g/mol，所以可以生成的碳酸氫銨的質(zhì)量為：

質(zhì)量=摩爾數(shù)*摩爾質(zhì)量=10mol*79g/mol=790g

答案：最多可以生成790克碳酸氫銨。

3.例題：在純堿生產(chǎn)過程中，碳酸氫銨（NH4HCO3）分解生成純堿（Na2CO3）和二氧化碳（CO2），反應(yīng)式如下：

NH4HCO3→Na2CO3+CO2+H2O

若有50克碳酸氫銨，計(jì)算分解后可以生成多少克純堿。

解答：首先，計(jì)算碳酸氫銨的摩爾質(zhì)量：

摩爾質(zhì)量（NH4HCO3）=14+1*4+12+16*3=79g/mol

碳酸氫銨的摩爾數(shù)=質(zhì)量/摩爾質(zhì)量=50g/79g/mol≈0.633mol

根據(jù)反應(yīng)方程式，1摩爾碳酸氫銨可以生成1摩爾純堿，因此可以生成的純堿的摩爾數(shù)也是0.633mol。

純堿的摩爾質(zhì)量為106g/mol，所以可以生成的純堿的質(zhì)量為：

質(zhì)量=摩爾數(shù)*摩爾質(zhì)量=0.633mol*106g/mol≈67.18g

答案：分解后可以生成大約67.18克純堿。

4.例題：在索爾維法中，氨氣（NH3）和二氧化碳（CO2）在溶液中反應(yīng)生成碳酸氫銨（NH4HCO3），然后碳酸氫銨與食鹽（NaCl）反應(yīng)生成純堿（Na2CO3）和氯化銨（NH4Cl），反應(yīng)式如下：

NH3+CO2+H2O→NH4HCO3

NH4HCO3+NaCl→NH4Cl+Na2CO3

若有100升0.2摩爾/升的氨水和100升0.2摩爾/升的食鹽溶液，計(jì)算最多可以生成多少克純堿。

解答：首先，計(jì)算氨水和食鹽溶液中的摩爾數(shù)：

氨水的摩爾數(shù)=體積*濃度=100L*0.2mol/L=20mol

食鹽溶液的摩爾數(shù)=體積*濃度=100L*0.2mol/L=20mol

根據(jù)反應(yīng)方程式，1摩爾氨氣可以生成1摩爾碳酸氫銨，因此氨水可以生成的碳酸氫銨的摩爾數(shù)也是20mol。

由于食鹽的摩爾數(shù)也是20mol，氨水和食鹽的摩爾數(shù)相等，所以它們可以完全反應(yīng)，生成20mol的純堿。

純堿的摩爾質(zhì)量為106g/mol，所以可以生成的純堿的質(zhì)量為：

質(zhì)量=摩爾數(shù)*摩爾質(zhì)量=20mol*106g/mol=2120g

答案：最多可以生成2120克純堿。

5.例題：在索爾維法生產(chǎn)純堿的過程中，氨氣（NH3）和二氧化碳（CO2）在溶液中反應(yīng)生成碳酸氫銨（NH4HCO3），然后碳酸氫銨與食鹽（NaCl）反應(yīng)生成純堿（Na2CO3）和氯化銨（NH4Cl），反應(yīng)式如下：

NH3+CO2+H2O→NH4HCO3

NH4HCO3+NaCl→NH4Cl+Na2CO3

若有500升0.5摩爾/升的氨水和500升0.5摩爾/升的食鹽溶液，計(jì)算最多可以生成多少克純堿。

解答：首先，計(jì)算氨水和食鹽溶液中的摩爾數(shù)：

氨水的摩爾數(shù)=體積*濃度=500L*0.5mol/L=250mol

食鹽溶液的摩爾數(shù)=體積*濃度=500L*0.5mol/L=250mol

根據(jù)反應(yīng)方程式，1摩爾氨氣可以生成1摩爾碳酸氫銨，因此氨水可以生成的碳酸氫銨的摩爾數(shù)也是250mol。

由于食鹽的摩爾數(shù)也是250mol，氨水和食鹽的摩爾數(shù)相等，所以它們可以完全反應(yīng)，生成250mol的純堿。

純堿的摩爾質(zhì)量為106g/mol，所以可以生成的純堿的質(zhì)量為：

質(zhì)量=摩爾數(shù)*摩爾質(zhì)量=250mol*106g/mol=26,500g

答案：最多可以生成26,500克純堿。八、板書設(shè)計(jì)①純堿生產(chǎn)的背景與意義

-純堿的應(yīng)用領(lǐng)域

-化學(xué)工業(yè)的重要性

-可持續(xù)發(fā)展理念

②純堿的生產(chǎn)方法

-索爾維法

-原理：氨氣、二氧化碳與水反應(yīng)生成碳酸氫銨

-反應(yīng)方程式：NH3+CO2+H2O→NH4HCO3

-聯(lián)合制堿法

-原理：利用天然堿資源

-反應(yīng)方程式：NaHCO3→Na2CO3+CO2+H2O

-天然堿法

-原理：直接開采天然堿礦

-優(yōu)點(diǎn)：資源豐富，生產(chǎn)成本低

③純堿生產(chǎn)過程中的化學(xué)反應(yīng)

-氨的吸收：NH3+H2O→NH4OH

-二氧化碳的吸收：CO2+H2O→H2CO3

-氨和二氧化碳的反應(yīng)：2NH3+CO2+H2O→(NH4)2CO3

-碳酸氫銨的分解：2NH4HCO3→2NH3+2CO2+2H2O

-碳酸氫銨與食鹽的反應(yīng)：NH4HCO3+NaCl→NH4Cl+Na2CO3

④純堿生產(chǎn)的環(huán)保與資源利用

-廢氣、廢水的處理

-節(jié)能減排技術(shù)

-資源循環(huán)利用

⑤實(shí)驗(yàn)操作與安全注意事項(xiàng)

-實(shí)驗(yàn)步驟

-實(shí)驗(yàn)器材

-安全防護(hù)措施教學(xué)評價(jià)與反饋1.課堂表現(xiàn)：

-學(xué)生課堂參與度：觀察學(xué)生在課堂上的發(fā)言次數(shù)、提問質(zhì)量以及參與實(shí)驗(yàn)的積極性。

-學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作：評估學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中的操作規(guī)范性和實(shí)驗(yàn)技能的掌握程度。

-學(xué)生討論互動：記錄學(xué)生在小組討論中的互動頻率和合作效果。

2.小組討論成果展示：

-小組討論內(nèi)容：檢查小組討論記錄，評估學(xué)生對純堿生產(chǎn)過程的化學(xué)反應(yīng)原理的理解程度。

-小組展示效果：觀察學(xué)生展示時(shí)的表達(dá)清晰度、邏輯性和團(tuán)隊(duì)合作精神。

-學(xué)生反饋：收集學(xué)生對小組討論成果的滿意度和改進(jìn)建議。

3.隨堂測試：

-課堂提問：通過提問方式檢測學(xué)生對純堿生產(chǎn)相關(guān)知識點(diǎn)的掌握情況。

-課堂小測驗(yàn)：設(shè)計(jì)一份包含選擇題、填空題和簡答題的測試，評估學(xué)生對純堿生產(chǎn)過程的化學(xué)反應(yīng)原理和實(shí)驗(yàn)操作的理解。

-測試結(jié)果分析：根據(jù)測試結(jié)果，分析學(xué)生掌握知識的薄弱環(huán)節(jié)，為后續(xù)教學(xué)提供改進(jìn)方向。

4.學(xué)生自評與互評：

-學(xué)生自評：鼓勵(lì)學(xué)生在課后反思自己的學(xué)習(xí)過程，評估自己在課堂上的表現(xiàn)和學(xué)習(xí)成果。

-互評：組織學(xué)生之間相互評價(jià)，培養(yǎng)學(xué)生批判性思維和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

5.教師評價(jià)與反饋：

-針對課堂表現(xiàn)：針對學(xué)生在課堂上的參與度、實(shí)驗(yàn)操作和討論互動等方面給予評價(jià)，并提出改進(jìn)建議。

-針對小組討論成果：評價(jià)學(xué)生小組討論的深度、廣度和成果展示效果，鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)揮團(tuán)隊(duì)優(yōu)勢，共同進(jìn)步。

-針對隨堂測試：分析學(xué)生在隨堂測試中的表現(xiàn)，針對錯(cuò)誤原因進(jìn)行針對性指導(dǎo)，幫助學(xué)生鞏固知識點(diǎn)。

-針對學(xué)生自評與互評：肯定學(xué)生的自我反思和互評行為，引導(dǎo)學(xué)生在評價(jià)中學(xué)會自我激勵(lì)和相互學(xué)習(xí)。

-針對教學(xué)資源拓展：評估學(xué)生在拓展學(xué)習(xí)中的表現(xiàn)，鼓勵(lì)學(xué)生積極利用課外資源，拓寬知識面。

-針對教學(xué)改進(jìn)：根據(jù)教學(xué)評價(jià)結(jié)果，反思教學(xué)過程中的不足，調(diào)整教學(xué)策略，提高教學(xué)效果。反思改進(jìn)措施反思改進(jìn)措施（一）教學(xué)特色創(chuàng)新

1.實(shí)驗(yàn)教學(xué)與實(shí)踐結(jié)合