《1-3-纯碱的生产》教案3.doc

课题3 纯碱的生产
教案3
●课标要求
了解我国基本化工的生产资源，基本化工产品的主要种类和发展概况。
●课标解读
1．了解纯碱的生产及发展过程。
2．了解天然碱的生产与化工生产之间的联系。
3．理解氨碱法生产纯碱的原理。
4．理解联合制碱法。
5．通过科学探究活动，认识分离、提纯物质的方法。
●教学地位
本课题按照纯碱生产工艺发展的三个阶段(三种工艺流程)展开，从化学技术发展的角度，体现了人类制碱工艺的演变历史；从化学知识角度，主要学习如何根据纯碱的化学组成，推测其生产原料，进而选择和确定从原料转化为产品的化学反应的原理，需要对一系列化学变化及其相互关系进行分析；从化工生产的角度，通过对几种工艺流程的逐一分析和比较，从原料的合理利用、工艺路线的选择和优化、环境保护等不同的角度对其优点和不足进行评价，有利于学生从多种方案中进行评价和决策。
●新课导入建议
他曾经是中国科学技术协会副主席、中国化学会理事长、中国化工学会理事长，他还是中国科学院技术科学部委员。
他是中国化学工业史上一位杰出的科学家，他所著的《纯碱制造》被世界各国化工界公认为制碱工业的权威专著。
他创立了中国人自己的制碱工艺——侯氏制碱法。
你知道他是谁吗？今天我们就来学习制碱的有关技术，了解化学工艺的进步对社会的巨大贡献。
●教学流程设计
课前预习：
1．阅读教材课题3内容，并尝试解决课本[思考与交流]。
2．完成[课前自主导学]，回答[思考交流]中的问题。
3．标记自学中的难点、疑点问题。⇒步骤1：新课导入
1．通过介绍侯德榜的成就引入新课。
2．引导学生思考纯碱的几种生产工艺的特点。⇒步骤2：检查预习效果，讨论交流
1．设计基础性问题，检测学生预习效果。
2．安排学生分组讨论氨碱法、联合制碱法的反应原理、工艺流程的优点和缺点。
步骤5：检验测评
1．利用[当堂双基达标]检测学生掌握程度。
2．安排学生课下完成[课后知能检测]。⇐步骤4：
课堂小结，归纳升华总结本课题重点知识，形成系统知识体系。⇐步骤3：师生互动，探究疑点
1．结合[课堂互动探究]比较学习氨碱法和联合制碱法。
2．结合[例题]运用知识。
3．利用[变式训练]巩固知识。
课　标　解　读
重　点　难　点
1.了解纯碱的生产及发展过程。
2.通过纯碱的两种典型生产过程及其演变的学习，了解化学工艺改进的原因、思路、条件以及由此带来的社会和经济效益。
3.掌握索尔维法、联合制碱法的基本原理。
1.氨碱法的生产原理。(重点)
2.复杂盐溶液体系中固体物质的结晶、分离和提纯。(重难点)
3.了解侯氏制碱法的工艺流程，能说明侯德榜对氨碱法工艺做出了哪些改进。(重难点)
思考与交流
1.名称：氨碱法也称索尔维制碱法。
2．原料：食盐、氨、和二氧化碳。
3．流程：(1)生成碳酸氢钠和氯化铵
将二氧化碳通入含氨的饱和食盐溶液中，可得到碳酸氢钠和氯化铵。
方程式为：NH3＋CO2＋H2O===NH4HCO3；
NaCl＋NH4HCO3===NaHCO3↓＋NH4Cl。
(2)制取碳酸钠
①将析出的NaHCO3晶体煅烧，即得Na2CO3。
方程式：2NaHCO3Na2CO3＋H2O↑＋CO2↑。
②母液中的NH4Cl加消石灰可回收氨，以便循环使用。方程式为：2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。
4．优、缺点：(1)优点：原料便宜易得、产品纯度高、氨和部分二氧化碳可以循环使用、制造步骤简单。
(2)缺点：食盐的利用率低，只有70%；产生了当时认为无用的氯化钙。

5．氨碱法中饱和食盐水先氨化再通CO2的原因是什么？能否先向食盐水中通入CO2使之饱和，再通入氨气？
【提示】　不能先碳酸化后氨化。在常温下，氨在饱和食盐水中的溶解度很大，二氧化碳在饱和食盐水中的溶解度较小。先氨化后碳酸化，是向高浓度的氨水中通入易溶于氨水的二氧化碳，能产生高浓度的HCO，有利于析出NaHCO3沉淀。若先碳酸化后氨化，溶液里只有浓度很小的CO2，只能产生低浓度的HCO，不利于生成NaHCO3沉淀。
6．联合制碱法与氨碱法的主要区别在哪里？有哪些优点？
【提示】　联合制碱法利用合成氨生产中的氨和二氧化碳，生产过程中回收氯化铵。联合制碱法使NaCl中的Cl－也得以利用，减少了原料CaO，不再产生废渣CaCl2，增加了新产品NH4Cl，既免于废渣CaCl2对环境的污染，又使各原料得到充分利用。
7．向饱和食盐水中通入氨气和二氧化碳的顺序容易答反。应先通氨气再通二氧化碳，因为氨气在水中的溶解度大，先通氨气会吸收更多的二氧化碳，有利于生成较多的碳酸氢钠而析出。
8．在氨碱法和联合制碱法的过程中，CO2均可循环利用。
9．联合制碱法和氨碱法相比较，主要优点是：提高了原料的利用率，同时得到其他的产品。
10．纯碱是一种重要的化工原料。目前制碱工业主要有“氨碱法”和“联合制碱法”两种工艺。下列说法不正确的是
(　　)
A．“联合制碱法”和“氨碱法”的化学反应原理中都有下列化学反应
NH3＋CO2＋NaCl＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl
2NaHCO3Na2CO3＋H2O↑＋CO2↑
B．“联合制碱法”生产中有氨的循环利用工艺
C．“氨碱法”生产中有氨的循环利用工艺
D．“联合制碱法”和“氨碱法”都有一定的局限性
【解析】　“氨碱法”将NH4Cl和Ca(OH)2再反应，使NH3循环利用；“联合制碱法”是制得纯碱和副产品氯化铵。
【答案】　B

11．下列反应原理在索尔维制碱法中没有使用的是(　　)
A．2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O

B．NH4ClNH3↑＋HCl↑
C．2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O↑
D．NH3＋CO2＋NaCl＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl
【解析】　A项在索尔维制碱法中用于回收NH3；C项用于制备纯碱；D项用于制备NaHCO3。
【答案】　B
12．纯碱是一种重要的化工原料。目前制碱工业主要有“氨碱法”和“联合制碱法”两种工艺。下列说法不正确的是(　　)
A．“联合制碱法”是在“氨碱法”的基础上进行技术革新的成果
B．“联合制碱法”和“氨碱法”所用的氨都取自合成氨厂
C．“联合制碱法”和“氨碱法”所用的CO2都来自石灰石的分解
D．“联合制碱法”的副产品是氯化铵，“氨碱法”的副产品是氯化钙
【解析】　“氨碱法”所用的CO2来自石灰石的分解；“联合制碱法”将合成氨厂和制碱厂联合进行生产，利用合成氨厂制造氢气时的副产品CO2作为制碱的原料。合成氨厂制造氢气的主要化学反应如下：
C＋H2O(g)CO＋H2
CO＋H2O(g)CO2＋H2
【答案】　C
13．我国著名的化工专家侯德榜在20世纪20年代所创立的侯氏制碱法誉满全球。侯氏制碱法中的碱是指下列的
(　　)
A．NaOH　　　 B．K2CO3
C．Na2CO3 D．NaHCO3
【解析】　“侯氏制碱法”中的“碱”是指纯碱(Na2CO3)。
【答案】　C
14．属于联合制碱法优点的是(　　)
A．氨和二氧化碳由合成氨厂提供
B．母液可回收氯化铵
C．氯化钠的利用率达96%以上
D．以上全是
【解析】　联合制碱法的反应为NaCl＋H2O＋NH3＋CO2===NaHCO3↓＋NH4Cl，合成氨厂为制备原料H2，同时得副产物CO2：CO＋H2O(g)CO2＋H2，故A对；由联合制碱反应得B对，C项则考查了教材中的数据。
【答案】　D

15．侯氏制碱法的步骤如下图：
饱和食盐水饱和氨盐水悬浊液，Ⅲ)
液体))
试回答下列问题：
(1)若上述的悬浊液是NaHCO3和NH4Cl的混合液，则Ⅰ和Ⅱ的总反应为_____________________
(2)由这一反应可知NaCl比NaHCO3溶解度______。
(3)Ⅲ的操作叫________________________________。
Ⅳ的操作叫____________。
【解析】　(1)从生成物是NaHCO3和NH4Cl两种物质不难写出Ⅰ、Ⅱ的总反应式：
NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl。
(2)显然溶解度NaCl>NaHCO3，所以在NaCl的饱和溶液中才会析出NaHCO3。
(3)把不溶晶体与液体分离的方法称为过滤。
Ⅳ操作是对NaHCO3进行加热，使其分解，同时使挥发性物质汽化而除去。
【答案】　(1)NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl　(2)大　(3)过滤　煅烧