• 学前教育
  • 小学学习
  • 初中学习
  • 高中学习
  • 语文学习
  • 数学学习
  • 英语学习
  • 作文范文
  • 文科资料
  • 理科资料
  • 文档大全
  • 当前位置: 雅意学习网 > 初中学习 > 正文

    氯碱工业化工流程【氯碱工业――基于化工发展史的教学设计】

    时间:2019-02-05 03:31:10 来源:雅意学习网 本文已影响 雅意学习网手机站

      文章编号:1005-6629(2010)10-0044-03 中图分类号:G633.8 文献标识码:B      1 教材内容分析及教学设计构思   
      氯碱工业是无机化工的支柱产业之一,在我国的化工产业中占有重要地位。其反应原理是电解原理的重要应用,也是高中化学中出现的为数不多的重要化工知识之一。离子交换膜法制烧碱的精巧设计,代表了目前工业制烧碱的先进技术,也是制碱工业长期发展、变化的结果,更是人类知识进步和智慧的结晶。我国氯碱工业在近年的发展中取得了长足的进步,但在某些方面还存在着一定的问题。在氯碱工业的电解原理和工业装置的学习过程中,融入对其化工发展史的了解,一方面可加深学生对电解原理应用的理解,另一方面可以在对原理与设备的改进过程中,提高分析、对比和思辨能力,体会科技进步对工业发展的巨大推动力,同时,在对我国氯碱工业发展取得的成绩和存在问题的思考中,增强为科技进步和祖国强盛而学习的动力。
      电解原理一节[(苏教版)化学反应原理模块:化学反应与能量变化第二单元,电解原理及其应用(第二课时)]通常设计为两课时,但从实际教学效果看,时间较紧,不利于学生系统深入地掌握相关知识和发展能力。基于氯碱工业在教材和工业生产中的特殊地位,为了体现其重要性及其蕴含的化学科学的人文内涵,结合普通高中化学课程标准:“通过化学发展史的线索,使学生认识化学概念和化学原理是不断发展和深化的”的建议,为有效体现情感、态度和价值观的教育,将其单独列为一课时。将后面的电镀与精炼铜与后面的习题课并为一课时,统筹安排。
      
      2教学目标
      
      [知识与技能]
      (1)进一步了解电解池的工作原理。
      (2)了解氯碱工业的反应原理和工业装置原理。
      [过程与方法]
      通过实验分析、对比、讨论,思考历史上关于氯碱工业原理的优点与缺点,培养概括能力和分析能力,加深对氯碱工业原理与装置的认识和理解,在反思和比较中体会科技创新的过程与方法。
      [情感、态度和价值观]
      (1)通过了解氯碱化工发展的历史,感受人类科技进步发展的过程。
      (2)了解我国氯碱工业发展历史和现状,增强为科技进步和祖国强盛而学习的动力。
      
      3教学重点、难点
      
      现代氯碱工业装置的设计及其工作原理
      
      4教学用品
      
      带支管U型管、小烧杯、导管、小型直流电源、氯化钠溶液、酚酞试液、多媒体电教设备等。
      
      5教学过程
      
      [引入]大家都知道,我们习惯上经常称氢氧化钠为烧碱,有谁知道它的这一俗称的来历吗?
      [投影]介绍苛化法制烧碱的原理:Ca(OH)2+ Na2CO3 CaCO3↓+2NaOH
      因反应一般在加热条件下进行,所以制得的氢氧化钠又称作为烧碱。这是工业上最早制烧碱的方法。
      [过渡]上节课大家学习了电解的基本原理,容易判断出,电解饱和氯化钠溶液能不能制得氢氧化钠?今天我们就来做一做这个电解实验。
      [学生实验]在U型管中电解饱和食盐水,阳极产生氯气的支管口接导管通入氢氧化钠溶液,阴极产生氢气的支管口用排空气法收集检验。(如图1所示,装置图用投影给出,开始将电源正、负极不标出,让学生思考后给出)。
      [投影问题组] (1)气体分别在哪一极产生?滴入酚酞后哪一极附近的溶液先变红?解释原因。(总结后写出电解饱和食盐水的化学方程式,说明氯碱工业的含义)
      (2)氯气在溶液中产生后,刚开始时会不会大量溶解?为什么?
      (3)电解一段时间后,氯气的溶解程度会有什么变化?为什么?
      (4)电解一段时间后,溶液中存在的溶质的成分有哪些?
      (5)电解饱和食盐水的产物H2、Cl2、NaOH都是极具应用价值的原材料,用这种装置在工业上制取这三种物质是否适合?说明原因。
      [思考讨论]如要用电解饱和食盐水的方法制烧碱和氯气、氢气,主要要解决哪几个问题?
      [学生讨论并回答]主要应解决以下几个问题:
      (1)氯气不能与氢气混和――防止混合引起爆炸,防止产品不纯净。
      (2)氯气不与氢氧化钠反应――防止生成次氯酸钠,导致产品氢氧化钠不纯净。
      (3)氢氧化钠与氯化钠不能混合――防止氢氧化钠不纯净。
      [过渡]下面就来看一看早期的工业制法是怎样克服上述问题的?
      [投影展示]立式电解槽法氯碱工业生产原理,简要介绍构造(见图2)然后提出问题。
      [学生思考]根据图2所示,这种在氯碱工业上长期应用的装置有何特点?是否克服了上述问题?
      [总结]氢氧化钠产品不纯净的问题依然没有解决,获得的产品需要提纯或分离。
      [设问过渡]能否有更好的方法解决这一问题呢?下面大家来看这样一组问题:
      [设问](1)氢氧化钠是在哪一极产生的?(生答:阴极)
      (2)氯化钠中哪一种成分是对于氢氧化钠是有效成分?(生答:钠离子)
      (3)从离子的角度来看,氢氧化钠不纯净,就是因为其中混有了什么离子?(生答:氯离子)
      (4)可用什么方法避免氯离子的混入又不影响氢氧化钠的生成呢?(观察动画帮助理解)
      [学生思考并讨论]得出:增加一个装置阻止氯离子进入阴极附近,允许钠离子自由移动。
      [过渡]有没有这样一个设备呢?引出离子交换膜。
      [再问]虽然过程中阻止了氯离子进入,开始时加入的氯化钠饱和溶液总是会带入一定的氯离子,怎么才能解决这个问题?
      [学生讨论]得出:在阴极室开始只加入氢氧化钠溶液起导电的作用,以保证制得的氢氧化钠溶液的纯净。
      及时肯定学生思考的成果。
      [动画演示]氯碱工业阳离子交换膜的工作原理(见图3)。
      [列表比较分析]
      [总结]理论与工业应用的关系
      (1)在工业上,理论的应用需要有工艺的支持。
      (2)工艺的发展与技术、设备、原材料等的发展有密切的联系。
      (3)氯碱工业的发展过程体现了理论与工艺的联系,体现了工业发展需要理论、工艺、设备等多方面配合、多方面支持的特点。
      [观看录像]氯碱工业
      [投影]我国氯碱工业的发展历史和现状分析
      (1)中国已成为世界级氯碱生产大国。
      (2)离子膜法比重迅猛上升。
      (3)我国氯碱工业发展的几个重大事件
      (4)不容忽视的问题
      ①生产工艺有待改进,能耗还比较大:能耗状况
      ②行业分散度大, 集中度低, 整合困难:分布情况
      ③装置连续运行时间短,离子交换膜使用寿命不够长:离子膜使用情况
      ④盐耗高于国外先进水平 :盐耗情况
      ⑤与氯碱工业相关联产业结构比较松散:关联产业
      [总结]根据补充学习我国氯碱工业发展状况,大家可以看出,在化学化工这个广阔的天地里,需要我们有所作为的空间很大、很多,在实际应用和工业生产中,有许多问题有待我们发挥聪明才智,为祖国化工事业的振兴和腾飞作出努力和贡献。
      [请你当回设计师]请从离子交换膜的应用原理角度思考,如何用电解的方法以Na2SO4为原料制取氢氧化钠和硫酸。(学生思考在黑板上画出装置图后,动画演示其原理)
      [作业](1)写一篇网络调查报告:分析我国目前氯碱工业的未来发展趋势。
      (2)完成书后习题P21第5小题
      附:我国氯碱工业发展状况PPT(部分)
    本文为全文原貌 未安装PDF浏览器用户请先下载安装 原版全文

    推荐访问:发展史 教学设计 氯碱 化工

    • 文档大全
    • 故事大全
    • 优美句子
    • 范文
    • 美文
    • 散文
    • 小说文章