高中化学 第一单元 走进化学工业 课题3 纯碱的生产教学实录 新人教版选修2

高中化学第一单元走进化学工业课题3纯碱的生产教学实录新人教版选修2科目授课时间节次--年—月—日（星期——）第—节指导教师授课班级、授课课时授课题目（包括教材及章节名称）高中化学第一单元走进化学工业课题3纯碱的生产教学实录新人教版选修2设计思路本课以“纯碱的生产”为主题，通过实验探究、案例分析等方式，引导学生了解纯碱的生产原理、工艺流程及在生活中的应用。课程设计以新人教版选修2《化学工业》教材为依据，紧密结合课本内容，注重理论与实践相结合，旨在提高学生的化学素养和实际操作能力。核心素养目标培养学生对化学工业的兴趣和责任感，提升化学知识与生产实践相结合的能力。通过探究纯碱生产过程，发展学生的科学探究素养，包括观察、分析、推理和实验操作技能。同时，强化学生的社会责任感，理解化学工业在现代社会中的重要作用。教学难点与重点1.教学重点，

①纯碱生产原理的掌握，包括索尔维法的基本步骤和化学反应方程式的理解；

②纯碱生产过程中的物质变化和能量转换，如二氧化碳的吸收与分解反应；

③纯碱生产对环境的影响及环保措施的了解。

2.教学难点，

①索尔维法生产过程中各步骤的详细化学反应及其相互关系的理解；

②纯碱生产中副产物的处理和资源再利用的原理；

③纯碱生产过程中的安全操作和环保措施的实际应用，如二氧化碳的回收利用。教学方法与手段教学方法：

1.讲授法：用于讲解纯碱生产的理论背景和基本原理，帮助学生建立知识框架。

2.讨论法：引导学生针对生产过程中的实际问题进行小组讨论，培养分析问题和解决问题的能力。

3.实验法：通过模拟实验演示纯碱生产的关键步骤，使学生直观理解生产过程。

教学手段：

1.多媒体教学：使用PPT展示纯碱生产的工艺流程和化学反应图，提高可视化教学效果。

2.网络资源：引入相关的网络视频或动画，帮助学生理解复杂的生产过程。

3.教学软件：运用化学模拟软件，让学生在虚拟环境中操作，体验纯碱生产的各个环节。教学过程设计1.导入新课（5分钟）

目标：引起学生对纯碱生产的兴趣，激发其探索欲望。

过程：

开场提问：“你们知道生活中有哪些产品是使用纯碱制造的？”

展示一些使用纯碱制成的产品图片，如玻璃、洗涤剂、玻璃纸等，让学生初步感受纯碱的魅力或特点。

简短介绍纯碱的基本概念和重要性，以及它在化学工业中的重要地位，为接下来的学习打下基础。

2.纯碱基础知识讲解（10分钟）

目标：让学生了解纯碱的基本概念、组成部分和原理。

过程：

讲解纯碱的定义，包括其主要组成元素Na和CO3。

详细介绍纯碱的化学式Na2CO3，使用图表或示意图展示其分子结构。

3.纯碱案例分析（20分钟）

目标：通过具体案例，让学生深入了解纯碱的特性和重要性。

过程：

选择索尔维法生产纯碱的案例进行分析。

详细介绍索尔维法的基本步骤，包括石灰石的煅烧、氨的循环使用、二氧化碳的吸收和碳酸钠的结晶等。

引导学生思考这些步骤对纯碱质量的影响，以及如何通过优化工艺提高纯碱的纯度和产量。

4.学生小组讨论（10分钟）

目标：培养学生的合作能力和解决问题的能力。

过程：

将学生分成若干小组，每组选择一个与纯碱生产相关的问题进行讨论，如“如何提高纯碱生产的效率？”或“纯碱生产过程中的环保措施有哪些？”

小组内讨论该问题的现状、挑战以及可能的解决方案。

每组选出一名代表，准备向全班展示讨论成果。

5.课堂展示与点评（15分钟）

目标：锻炼学生的表达能力，同时加深全班对纯碱生产的认识和理解。

过程：

各组代表依次上台展示讨论成果，包括主题的现状、挑战及解决方案。

其他学生和教师对展示内容进行提问和点评，促进互动交流。

教师总结各组的亮点和不足，并提出进一步的建议和改进方向。

6.课堂小结（5分钟）

目标：回顾本节课的主要内容，强调纯碱的重要性和意义。

过程：

简要回顾本节课的学习内容，包括纯碱的基本概念、生产原理、案例分析等。

强调纯碱在化学工业中的重要地位，以及在日常生活和环境保护中的作用。

布置课后作业：让学生查阅资料，了解纯碱在其他领域的应用，并撰写一篇简短的报告，以巩固学习效果。知识点梳理1.纯碱的生产原理

-索尔维法：了解索尔维法的基本步骤，包括石灰石的煅烧、氨的循环使用、二氧化碳的吸收和碳酸钠的结晶。

-化学反应方程式：掌握NaCl、NH3、CO2和H2O在纯碱生产过程中的化学反应方程式。

2.纯碱的化学性质

-碳酸钠的分子结构：了解Na2CO3的分子结构，包括离子键和共价键的形成。

-水解反应：认识碳酸钠在水溶液中的水解反应，以及其酸碱性质。

-碳酸钠的热稳定性：掌握碳酸钠的热稳定性，以及其在加热时的分解反应。

3.纯碱的生产工艺

-石灰石的煅烧：了解石灰石煅烧的原理和工艺流程，包括煅烧温度、煅烧时间等因素对石灰石分解的影响。

-氨的循环使用：掌握氨在纯碱生产中的循环使用原理，包括氨的吸收、分解和再生的过程。

-二氧化碳的吸收：了解二氧化碳在纯碱生产中的吸收原理，包括吸收剂的选择、吸收率的影响因素等。

4.纯碱的生产设备

-煅烧炉：掌握煅烧炉的类型、结构和工作原理，包括石灰石的进料和煅烧后的出料。

-氨合成塔：了解氨合成塔的结构、工作原理和操作要点，包括氨的合成反应和塔内温度、压力的调节。

-二氧化碳吸收塔：掌握二氧化碳吸收塔的类型、结构和工作原理，包括吸收剂的选择、吸收效率的提高。

5.纯碱的环境影响与环保措施

-纯碱生产中的污染物：了解纯碱生产过程中产生的污染物，如SO2、NOx、颗粒物等。

-环保措施：掌握纯碱生产过程中的环保措施，包括废气、废水和固体废弃物的处理方法。

-资源综合利用：了解纯碱生产过程中资源的综合利用，如二氧化碳的回收利用。

6.纯碱的应用领域

-日常生活：了解纯碱在日常生活中的应用，如洗涤剂、玻璃制造、造纸等。

-工业生产：掌握纯碱在工业生产中的应用，如金属冶炼、化工合成、医药等领域。

-环境保护：了解纯碱在环境保护中的作用，如土壤改良、水质净化等。

7.纯碱的生产安全与操作规范

-安全生产：了解纯碱生产过程中的安全生产知识，包括危险源识别、应急预案等。

-操作规范：掌握纯碱生产过程中的操作规范，如设备操作、工艺参数控制等。板书设计1.纯碱生产原理

①索尔维法步骤

②石灰石煅烧反应

③氨的循环使用

④二氧化碳吸收

⑤碳酸钠结晶

2.纯碱的化学性质

①碳酸钠分子结构

②水解反应方程式

③热稳定性

3.纯碱生产工艺

①煅烧炉类型与原理

②氨合成塔结构与操作

③二氧化碳吸收塔类型与效率

4.纯碱的环境影响与环保措施

①主要污染物

②废气、废水处理方法

③资源综合利用

5.纯碱的应用领域

①日常生活应用

②工业生产应用

③环境保护应用

6.纯碱的生产安全与操作规范

①安全生产知识

②设备操作规范

③工艺参数控制典型例题讲解1.例题：某工厂采用索尔维法生产纯碱，已知煅烧石灰石得到生石灰的产率为85%，生石灰与氨水反应生成碳酸氢铵的产率为90%，碳酸氢铵与二氧化碳反应生成纯碱的产率为95%。若煅烧100吨石灰石，求理论上可生产纯碱多少吨？

解答：首先计算石灰石煅烧得到生石灰的质量：

生石灰质量=石灰石质量×煅烧产率

生石灰质量=100吨×85%=85吨

然后计算生石灰与氨水反应生成碳酸氢铵的质量：

碳酸氢铵质量=生石灰质量×反应产率

碳酸氢铵质量=85吨×90%=76.5吨

最后计算碳酸氢铵与二氧化碳反应生成纯碱的质量：

纯碱质量=碳酸氢铵质量×反应产率

纯碱质量=76.5吨×95%=72.375吨

理论上可生产纯碱的质量为72.375吨。

2.例题：在索尔维法生产纯碱的过程中，若100吨石灰石中含碳酸钙的纯度为95%，求理论上可得到多少吨生石灰？

解答：首先计算含碳酸钙的石灰石质量：

碳酸钙质量=石灰石质量×碳酸钙纯度

碳酸钙质量=100吨×95%=95吨

然后根据化学方程式CaCO3→CaO+CO2，计算生成生石灰的质量：

1吨碳酸钙生成1吨生石灰

生石灰质量=碳酸钙质量=95吨

理论上可得到95吨生石灰。

3.例题：某工厂生产纯碱，已知每吨纯碱需要消耗1.2吨石灰石和0.8吨氨水。若工厂计划生产1000吨纯碱，求需要消耗石灰石和氨水的总量。

解答：首先计算生产1000吨纯碱所需的石灰石质量：

石灰石质量=纯碱质量×每吨纯碱所需石灰石质量

石灰石质量=1000吨×1.2吨/吨=1200吨

然后计算生产1000吨纯碱所需的氨水质量：

氨水质量=纯碱质量×每吨纯碱所需氨水质量

氨水质量=1000吨×0.8吨/吨=800吨

需要消耗石灰石和氨水的总量为1200吨+800吨=2000吨。

4.例题：在索尔维法生产纯碱的过程中，若100吨石灰石中含碳酸钙的纯度为90%，求理论上可得到多少吨二氧化碳？

解答：首先计算含碳酸钙的石灰石质量：

碳酸钙质量=石灰石质量×碳酸钙纯度

碳酸钙质量=100吨×90%=90吨

然后根据化学方程式CaCO3→CaO+CO2，计算生成二氧化碳的质量：

1吨碳酸钙生成1吨二氧化碳

二氧化碳质量=碳酸钙质量=90吨

理论上可得到90吨二氧化碳。

5.例题：某工厂采用索尔维法生产纯碱，已知生产1吨纯碱需要消耗0.6吨石灰石和0.4吨氨水。若工厂计划生产500