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联合制碱工业教案1联合制碱工业教案1
高三化学——
化工生产专题
松江区教师进修学院附属立达中学 夏登峰
[教学背景]
【教学内容】“化工生产”是高三化学教材第五章非金属元素的最后一节内容,包括氯碱工业、联合制碱工业等。
【意 义】化工生产与理论实际关系密切,教材安排非金属元素及其化合物、氧化还原反应、离子互换反应、动态平衡等化学原理、理论等内容之后学习化工生产,学生已有一定的知识储备,对所学知识起到一定的指导作用。学习化工生产为学生后续学习金属及其冶炼打下了基础,同时巩固了已有知识。
【课标要求】对于氯碱工业和联合制碱工业的教学,应注意对原理以及生产流程的设计、比较、改进等相关资源进行充分挖掘和展示,提高学生的感性认识和理论联系实际的能力,激发学生的兴趣和求知欲,落实情感态度和价值观的教育。注意从生产流程的角度引导学生认识化学理论与生产实际的关系,发挥理论的指导作用。引导学生用对比的方法,运用化工生产的基本原理分析索氏制碱法和候氏制碱法异同、氯碱工业的改进,根据实际生产进行相关的计算通过思考、互动,从中理解物料平衡、能源充分利用、绿色化学等思想,感受化学原理应用于实际化工生产的方法和科学技术的发展。
一.[教学目标]
知识与技能
1、氯碱工业原理(B)
2、索氏制碱法原理(A)
3、候氏制碱法和简单流程,并与索氏制碱法作对比(B)
4、化工生产的一些基本原理(充分利用原料、充分利用能量和保护环境)(A)
过程与方法
1、用对比的方法,分析索氏制碱法和候氏制碱法,感受化学原理应用于实际化工生产的方法;产生学习兴趣,懂得化学和生活改善、生产发展、社会进步的关系(A)
2、从电解池的改进中了解技术改革的基本思路,探讨氯碱工业发展的前景(A)
2、通过预习、查找资料等培养自学能力和批评精神(A)
情感态度价值观
1、体验化学工业发展和社会物质文明提高的关系,树立“绿色化学”思想,增强民族自豪感(A)
2、用“充分利用原料、充分利用能量和保护环境”原理分析化工生产优点和缺点,形成合理利用资源、保护环境,确立可持续发展的观念,增强社会责任感(A)
教学重点和难点
重点:氯碱工业原理、候氏制碱法原理
难点:①食盐水的精制、电解槽中离子隔膜的作用、②候氏制碱法生产流程及优点
[教学过程]
一、氯碱工业
1、电解饱和食盐水原理(包括电子流动、电极反应式、物质检验、总方程式、电解、与电解池比较)
问题:工业上是如何电解饱和食盐水的?相互之间会发生哪些反应?
工业生产中,为了避免产物氢气与氯气混合反应,需要使用特殊的电解槽——立式隔膜电解槽
2、氯碱工业装置——立式隔膜电解槽
电解原理示意图
氯碱工业主要产品——烧碱、氢气、氯气、盐酸
主要设备——阳离子交换膜电解槽。优点:阳极(金属钛)氯气不易腐蚀;阳离子交换膜隔成阴极室和阳极室,防止氢气氯气混合,防止氯气与氢氧化钠作用影响烧碱质量
讨论:从电解饱和食盐水的电解槽流出的氯化钠和氢氧化钠的混合溶液,如何能取得产品,又不浪费原料?
3、生产工艺流程
4、饱和食盐水的精制
讨论:如何从食盐水中除去Mg2+、Ca2+、SO42-等杂质
饱和食盐水的精制,除去食盐中的Mg2+、Ca2+、SO42-——NaOH、Na2CO3、HCl
、氯碱工业的特点 氯碱工业的特点除原料易得、生产流程较短外,主要还有个突出问题 (l)能源消耗大:每生产1吨100%烧碱需耗电2580度,耗汽5吨,总能耗折标准煤为 1.815吨。
(3)腐蚀和污染 氯碱产品如烧碱、盐酸等均具有强腐蚀性,在生产过程中使用的原料如石棉、汞和所产生的含氯废气都可能对环境造成污染,因此防止腐蚀和三废处理也一直是氯碱工业的努力方向。
Ba(OH)2 B.Ba(NO3)2 C. BaCl2
(4)为了有效除去Mg2+、Ca2+、SO42-,加入试剂的合理顺序为
A.先加NaOH,后加Na2CO3,再加钡试剂
B.先加NaOH,后加钡试剂,再加Na2CO3
C.先加钡试剂,后加NaOH,再加Na2CO3
(5)脱盐工序中利用NaOH 和NaCl在溶解度上的差异,通过 、冷却、 (填操作名称)除去NaCl
(6)在隔膜法电解食盐水时,电解槽分隔为阳极区和阳极区,为阳极区和阴极区,防止氯气与氢氧化钠反应;采用无隔膜电解冷的食盐水时,氯气与氢氧化钠充分接触,产物仅是氢氧化钠和氢气,相应的化学方程式为
【分析】本题利用氯碱厂电解饱和食盐水制取氢氧化钠知识重在对实验原理、装置原理与操作原理的训练。在除杂过程中应注意不能引入新的杂质。为了除尽杂质,所加的试剂必须过量,但是最后
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