苏教版高中化学选择性必修1专题3专题总结探究课学案

【项目情境】

素养解读

纯碱是重要的基础化工原料，其产量和消费量通常作为衡量一个国家工业发展水平的指标。工业纯碱常用于制造玻璃、洗涤剂、建筑材料等。食用纯碱可用于食品工业，如生产味精、作为食品添加剂等。历史上比较重要的制碱方法有路布兰(N．Leblanc)法、索尔维(E．E．Solvay)法以及侯氏制碱法。我国对纯碱的需求大，但纯碱工业起步较晚，化学工程专家侯德榜为我国的制碱工业做出了突出的贡献。1．核心素养—变化观念与平衡思想：能认识物质是运动和变化的，知道化学变化需要一定的条件，并遵循一定规律；认识化学变化的本质特征是有新物质生成，并伴有能量转化；认识化学变化有一定限度、速率，是可以调控的。能多角度、动态地分析化学变化，运用化学反应原理解决简单的实际问题。

1．核心素养

(1)变化观念与平衡思想：能认识物质是运动和变化的，知道化学变化需要一定的条件，并遵循一定规律；认识化学变化的本质特征是有新物质生成，并伴有能量转化；认识化学变化有一定限度、速率，是可以调控的。能多角度、动态地分析化学变化，运用化学反应原理解决简单的实际问题。

(2)科学态度与社会责任：深刻认识化学对创造更多物质财富和精神财富、满足人民日益增长的美好生活需要的重大贡献；具有节约资源、保护环境的可持续发展意识，从自身做起，形成简约适度、绿色低碳的生活方式；能对与化学有关的社会热点问题做出正确的价值判断，能参与有关化学问题的社会实践活动。

2．素养目标：

(1)通过认识制碱工业中复杂的多平衡体系，学会分析溶液中的微粒和平衡，理解平衡之间的相互影响，能根据实际需求选择调控平衡移动的方法，培养变化观念与平衡思想的化学核心素养。

(2)通过了解工业制碱的原理，体会化学原理的巧妙应用，了解我国科学家对制碱工业做出的巨大贡献，提升科学态度与社会责任。

【探究过程】

素养评价

解读索尔维制碱法

1．关键反应：NaCl＋CO2＋H2O＋NH3===NaHCO3↓＋NH4Cl。

2．模拟实验

(1)实验步骤

用如图所示装置模拟索尔维法。锥形瓶中装有碳酸钙粉末，分液漏斗中装有稀硫酸，试管中装有氨盐水，并滴有酚酞溶液。用冰水浴降低试管内的温度。打开分液漏斗，观察二氧化碳通入氨盐水的现象。

模拟索尔维法的实验装置

(2)实验现象

随CO2的不断通入，溶液的红色逐渐褪去后，溶液中出现白色沉淀。

3．交流讨论以下问题：

(1)NaHCO3可溶于水，为什么能得到NaHCO3沉淀？试用化学平衡的原理解释原因。

[提示]　可溶性物质的溶解是存在限度的，当相应离子浓度过大时，可溶性物质也会析出，类似于沉淀溶解平衡。索尔维法通过增大c(Na＋)、c(HCO)，使平衡Na＋＋HCONaHCO3(s)　Qc<K，平衡右移，产生沉淀。

(2)为什么要先向饱和食盐水中通入氨气制得氨盐水，再通入二氧化碳？

[提示]　CO2在水中溶解度较小，仅通入CO2难以获得足量HCO；NH3易溶于水，且能使H2CO3H＋＋HCO平衡右移，使HCO浓度增大。

(3)为什么酚酞完全褪色后才有沉淀逐渐析出？

[提示]　开始时2NH3·H2O＋CO2===CO＋2NH＋H2O，随着CO2通入，NH3·H2O消耗完后生成的CO。与CO2、H2O反应：CO2＋CO＋H2O2HCO，当c(HCO)增大至一定程度，产生NaHCO3沉淀。

(4)在索尔维法中有哪些物质可以循环利用？

[提示]　反应2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑产生的CO2气体及NH4Cl与石灰乳产生的氨气。

(5)从平衡角度对索尔维法原理分析总结——形成解决实际问题的思路。

[提示]　

【探究任务二】　体会侯氏制碱法的创新

1．侯氏制碱法出现的背景

(1)索尔维法的食盐利用率低，增加生产成本。

(2)我国的纯碱工业陷入困境。

2．侯氏制碱法工艺流程

3．交流讨论以下问题：

(1)侯氏制碱法中，在“吸氨”过程中体现了什么样的平衡思想？

[提示]　NH3＋H2ONH3·H2O、NH3·H2ONH＋OH－，不断通入的NH3会使平衡右移，c(NH)、c(OH－)增大，可使HCOH＋＋CO平衡右移，产生溶解度更大的Na2CO3。

(2)侯氏制碱法中，在“碳酸化”过程中体现了什么样的平衡思想？

[提示]　CO2＋H2OH2CO3、H2CO3H＋＋HCO，因“吸氨”过程中c(OH－)增大，平衡右移，产生大量HCO。

(3)侯氏制碱法中，在“盐析”过程中体现了什么样的平衡思想？

[提示]　NH＋Cl－NH4Cl(s)，增大c(Cl－)使平衡右移，析出NH4Cl沉淀。

(4)侯氏制碱法中，在“冷析”过程中体现了什么样的平衡思想？

[提示]　NH4Cl溶解度随温度升高而增大，NH＋Cl－NH4Cl(s)　ΔH<0，降温时，平衡右移，析出NH4Cl沉淀。

1．变化观念与平衡思想—水平4：

能学会分析溶液中的微粒和平衡，理解平衡之间的相互影响，能根据实际需求选择调控平衡移动的方法。

2．科学态度与社会责任—水平3：

能体会化学原理的巧妙应用，了解我国科学家对制碱工业作出的巨大贡献。